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
  • 4390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 ` ,SiA-3*  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +v=C@2T  
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, ")d`dj\o  
d_IAs  
Djg,Lvhm  
Na:w]r:y  
  class filler ,7<f9 EVY  
  { "'D=,*  
public : +HBd %1  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} +E{|63~q  
} ; s&RVJX>Rt  
vM5k_D  
y3fGWa*7e  
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: U&?v:&c#&n  
w@{=nD4p  
EOCN&_Z;  
6oGYnu;UZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); BocSwf;v.  
)ubiB^g'm  
V,%=AR5  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 S:O O0<W  
6_FE4RR[  
r,h%[JKM  
DQ r Y*nH  
二. 战前分析 \--8lH -K  
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。 3.*8)NW  
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 lhqg$lb  
;C2K~8,  
U|IzXQX(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [Al&  
  /* --------------------------------------------- */  iKT[=c  
vector < int *> vp( 10 ); cLLbZ=`  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); NxsBX :XDn  
/* --------------------------------------------- */ !wNr3LG  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); c-(UhN3WG  
/* --------------------------------------------- */ ]7RD"}  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); oM>Z;QVRC:  
  /* --------------------------------------------- */ G|!on<l&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ?.Ca|H<  
/* --------------------------------------------- */ <$IM8Y5p+w  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); .=s&EEF  
EwvoQ$#jv  
]?!mS[X  
a ?)NC  
看了之后,我们可以思考一些问题: >s<^M|S07  
1._1, _2是什么? #T'{ n1AI  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ++`0rY%  
2._1 = 1是在做什么? LGw$v[wb  
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。 $7^o#2 B  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 pe 1R(|H  
Pu"P9  
1pgU}sRk  
三. 动工 QC}CRkp  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 'Wm x)0)  
T7hcnF$  
y.< m#Zzt  
@U& QI*  
template < typename T > q1d}{DU  
class assignment 9,:l8  
  { -C(crn  
T value; v0H@Eg_  
public : SC)g^E#  
assignment( const T & v) : value(v) {} 6[ j.@[t  
template < typename T2 > ~E2KZm  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } lww!-(<ww  
} ; Ng~FEl  
7%x[q}  
',JinE95  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Ws|j#X<  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 2{H@(Vgpbr  
Dv5D~on{  
i#vYyVr[  
gc-@"wI?  
  class holder G}b]w~ML ~  
  { #Y a4ps_  
public : YUtC.TR1  
template < typename T > RC7]'4o  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 4NheWM6  
  { UCB/=k^m  
  return assignment < T > (t); Ku5\]  
}  3KlbP  
} ; 128EPK  
i:Y^{\Z?V  
) l:[^$=,  
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: iJ1"at  
g| I6'K!<  
  static holder _1; O;:mCt _H  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 z[L8$7L  
!Prg_6 `  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0"  
而不用手动写一个函数对象。 Nfrw0b  
7q?, ?  
3Q.#c,`jV  
FWrX3i  
四. 问题分析 SB H(y)  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 f!Y?S  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 5YE'L.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 DgId_\Ze  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 R3gdLa.  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ezc?#<+7  
Hq:X{)"  
五. 问题1:一致性 qr"3y  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 5Ha9lM2gh  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5q3JI  
RO+GK`J  
struct holder Lo{ E:5q  
  { S&Zm0Ku  
  // vlmB`T  
  template < typename T > @E7DyU|  
T &   operator ()( const T & r) const Z'`<5A%;  
  { 0l)~i' '  
  return (T & )r; jnO9j_CY  
} [1g8*j~L  
} ; zy/@ WFPE  
A5c%SCq;  
这样的话assignment也必须相应改动: KX,S  
+Vb.lH[av  
template < typename Left, typename Right > LDgrR[  
class assignment Rr&h!YMb  
  { JjtNP)We  
Left l; ,<(}|go   
Right r; } gyj0  
public : z+0I#kM"1  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} bh,[ 3X%  
template < typename T2 > 4tRYw0f47  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } nLbFg0?+t  
} ; h \fjBDU^  
DE}K~}sbd  
同时,holder的operator=也需要改动: +\d56j+D  
t<.)Z-Ii  
template < typename T > n{n52][J]  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const dk[!V1x4\  
  { o4G?nvK-  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); CGW.I$u  
} lA| 5E?  
oK6tTK  
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。 (-UYB9s  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 [+2[`K c]  
KKj a/p  
return l(rhs) = r; aL+ o /  
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。 T0wW<_jh  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: n\Z!ff/  
_<n~n]%  
template < typename Tp > ZCMw3]*  
class constant_t W,V:R  
  { c69C  
  const Tp t; #^u$  
public : ?8npG]L)  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u_w#gjiC  
template < typename T > @K  &GJ  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const B3pCy~*5  
  { Si2k"<5 U  
  return t; @>r._ ~  
} >c1qpk/  
} ; q<xCb%#Jl  
[%"|G9  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 }"nItcp.1  
下面就可以修改holder的operator=了 YqhAZp<  
'nzg6^I7g  
template < typename T > >N^Jj:~l  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $ Xv*,Bq  
  { nsu@h  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); k3lS8d7  
} bn|I> e  
F&4rO\aC"/  
同时也要修改assignment的operator() L*Tj^q!t+  
[owWiN4`s  
template < typename T2 > Ci@o|Y }tP  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } jD$,.AVvz  
现在代码看起来就很一致了。 "@e3EX7h  
?&8^&brwG  
六. 问题2:链式操作 {fPy=,>Nb  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 C)[,4wt,  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 @E&J_un  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 b1(T4w6  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 >!eAM )  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ,`'Qi%O  
Fco`^kql.D  
template < typename T > %f&/E"M  
struct result_1 K0u|U`   
  { ,;EIh}  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;  :|>h7v  
} ; v,FU^f-'  
0M_ DB=  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 3 ]5^r}  
#3i3G(mQ  
template < typename T > 29;?I3< *  
struct   ref G?L HmTHg  
  { Lu?C-$a C  
typedef T & reference; .p<:II:6  
} ; nD_GL  
template < typename T > |U:k,YH  
struct   ref < T &> r<9Iof4  
  { j@n)kPo,1  
typedef T & reference;  L O}@dL  
} ; f}o\*|k_|  
?h$NAL?  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ef 8s<5"4  
AHD=<7Rs  
template < typename T > \T4v|Pw\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const y_* !6Xr  
  { T;Lkaxsn  
  return l(t) = r(t); w#ZoZZ wh  
} H9'$C/w  
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。 &W| [r(  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 I,E?h?6Y  
}5ret  
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 +5w))9@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: D>`xzt'.6  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 /j #n  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Gj1&tjK  
最后的布局是: 0\X\izQ5  
                Add !S$:*5=&  
              /   \ 8v:T.o;<  
            Divide   5 %"q9:{m  
            /   \ e),q0%5  
          _1     3 ahJ`T*)HY  
似乎一切都解决了?不。 !8TlD-ZT/  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 MUaq7B_>  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 prWk2_D;*  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: K?6jXJseb  
qrb[-|ie&  
template < typename Right > !]"@kl%  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const )MtF23k)g  
Right & rt) const w^\52  
  { 4-l 8,@9  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .N,bIQnj  
} p\Q5,eg  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 W/=.@JjI  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ayn)5q/z  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 :">!r.Q  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Uf1!qP/H?  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 T(#J_Y  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? R}-(cc%5  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: IB(6+n,6s  
d?y4GkK  
template < class Action > zG }@0  
class picker : public Action ?qmRbDI  
  { us1Hu)  
public : NG=@ -eu  
picker( const Action & act) : Action(act) {} a4m n*,  
  // all the operator overloaded JYMiLph<  
} ; I5X|(0es  
ny]?I  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 RF`.xQ26=  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: OTvPUkp*  
(9tX5$e6N  
template < typename Right > EGGWrl}1  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ~IY%  
  { .8 2P(}h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O\ GEay2  
} l3{-z4mw  
"0V.V>-p  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ?1*cO:O  
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。 [meO[otb  
;o 6lf_  
template < typename T >   struct picker_maker 7LfAaj  
  { ;@0;pY  
typedef picker < constant_t < T >   > result; sZ3KT&  
} ; hXcyoZ8  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > OyU5DoDz1  
  { ?so=;gh  
typedef picker < T > result; mu\6z_e  
} ; ]V[q(-Jk  
WEw6He;  
下面总的结构就有了: ,cXD.y  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 e+=y*OmQ  
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。 %@<8<6&q  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 fnpYT:%fG  
至此链式操作完美实现。 EH- sZAv  
`jDTzhO~  
DRSr%d  
七. 问题3 RaO-H  
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。 MOQ6 :  
ZFA`s qT  
template < typename T1, typename T2 > *2ZjE!A  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ZAW^/bo<  
  { 9# 23FK  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 1Rt33\1J0  
} hnffz95  
+xRK5+}9  
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: +Te\H  
TeMHm ?1^  
template < typename T1, typename T2 > <!&[4-;fU  
struct result_2 HNb/-e ,"  
  { ud63f` W]4  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; JL`-0P<M  
} ; z$&{:\hj  
~jWn4 \  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? @CNi{. RX  
这个差事就留给了holder自己。 #{6{TFx\  
    l?\jB\,  
rbul8(1h  
template < int Order > Z@yW bjE7Z  
class holder; ]dF ,:8  
template <> 9G9t" {  
class holder < 1 > UgRhWV~f0  
  {  |{&{  
public : ww)<E`eGi  
template < typename T > -r!. 9q  
  struct result_1 V~UN  
  { "0$a)4]  
  typedef T & result; > ;jZa  
} ; 3(``#7  
template < typename T1, typename T2 > ?'IP4z;y  
  struct result_2 M5i%jZk  
  { @hl.lq  
  typedef T1 & result; /~DI 6g  
} ; fPU`/6  
template < typename T > O 5!7'RZ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const _;W.q7 b]  
  { i9rN9Mq?O  
  return (T & )r; @g|v;B|{  
} W4 t;{b  
template < typename T1, typename T2 > 2_)\a(.Qu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {WJm  
  { ?)/#+[xa  
  return (T1 & )r1; W=ig.-  
} <'}YyU=  
} ; *HU &4E\a  
l(yZO$  
template <> pLl(iNf]  
class holder < 2 > I"xo*}  
  { BIH-"vTy  
public : O6@j &*jS  
template < typename T > ,1hxw<sNR  
  struct result_1 f@6QvkIa  
  { e*sfPHt  
  typedef T & result; HsxVZ.dS  
} ; sZ'nY o  
template < typename T1, typename T2 > C:GK,?!Jn'  
  struct result_2 XYQ/^SI!:  
  { wDw[RW3  
  typedef T2 & result; N[?N5~jG  
} ; OwuE~K7b{  
template < typename T > Fzm*Pz3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const FOb0uj=(v  
  { c7?_46 J  
  return (T & )r; -Mi p,EO  
} ,yC-+VL  
template < typename T1, typename T2 > #OZ>V3k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const CZ8KEBl  
  { rDl*d`He!  
  return (T2 & )r2; ]{!U@b  
} eFipIn)b  
} ; bT</3>+C  
/Jta^Bj  
Y&`=jDI  
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> >。 \-L&5x"x  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: u^&A W$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: vjLJi nJ/  
vp1941P  
return l(i, j) = r(i, j); XWDL5K  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Ltv]pH}YN  
\Bz_p'[G  
  return ( int & )i; Y21g{$~Q{  
  return ( int & )j; AW%50V  
最后执行i = j; &)2i[X  
可见,参数被正确的选择了。 0mpX)S  
#akpXdXs  
"33Fv9C#bK  
0Vj4+2?L5;  
D{!6Y*d6&s  
八. 中期总结 'QJ:`)z  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 90Pl$#cb2  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 dMPc:tJT  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 c>,KZ!  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {SOr#{1z*  
X1,I  
GC<l#3+  
XND|h#i8  
SII;n2[Ze  
r`=+L-!  
九. 简化 s kv GU(G}  
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。 E{`kaWmC&~  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 i 6R~`0>Q  
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: vN Vox0V  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?fiIwF)  
  +-*/&|^等 =MSr/O2  
2. 返回引用。 y?rPlA_  
  =,各种复合赋值等 \j+1V1t9  
3. 返回固定类型。 iMAfJ-oN  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) )5rb&M}  
4. 原样返回。 wYd b*"R  
  operator, QFE:tBHe  
5. 返回解引用的类型。 6O|@xvg  
  operator*(单目) oOnop-z7  
6. 返回地址。 7z/|\D_{  
  operator&(单目) w+C7BPV&  
7. 下表访问返回类型。 t\?ik6  
  operator[] rr+|Zt Y  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 V n7*JS  
  operator<<和operator>> NYt&@Z}]  
Sw:7pByjI  
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。 &[_g6OL  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Jk&3%^P{m  
neB\q[k  
template < typename Left > 6q*9[<8  
struct value_return eS{!)j_^  
  { k\wW##=v  
template < typename T > "76 ]u)  
  struct result_1 bG7O  
  { cq5jPZ}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 1G"z<v B  
} ; ;}7Rjl#  
E08 klC0  
template < typename T1, typename T2 > "K  ~  
  struct result_2 k;2GEa]w  
  { wZG\>9~  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; l-fi%Z7C  
} ; 5k!g%sZ  
} ; lun#^J  
1uG"f<TsR  
"&%I)e^  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0+iu(VbF  
< nXL  
下面我们来剥离functor中的operator() ht7l- AK  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 00'%EYO  
:X0k]p  
return l(t) op r(t) ;QWIsVz  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) yaD~1"GA'O  
return op l(t) V E#Wb7  
return op l(t1, t2) c(J!~7  
return l(t) op 0QFS  
return l(t1, t2) op c$ao:nP)D  
return l(t)[r(t)] dUsYZdQs  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?u-|>N>  
;P;-}u  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 7/!8e.M\  
单目: return f(l(t), r(t)); 'r4/e-`pK  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5)FJ:1-  
双目: return f(l(t)); i;]"n;>+/  
return f(l(t1, t2)); {,3>"  
下面就是f的实现,以operator/为例 T3~k>"W  
Qr1"Tk7s  
struct meta_divide ~Am,%"%\  
  { Cf TfL3(J  
template < typename T1, typename T2 > ~KHVY)@P  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) *$yR*}A  
  { _/F7 ?^j  
  return t1 / t2; M}d_I+  
} %Qc La//  
} ; Hcl(3> Jn2  
K$>%e36Cc  
这个工作可以让宏来做: ->sm+H-*  
?sab*$wG  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 4 K!JQ|9  
template < typename T1, typename T2 > \ ,.rs(5.z8/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !HrKXy 0{  
以后可以直接用 'L 8n-TyL  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) }&/o'w2wY  
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 t5[ #x4 p  
(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。。。) ;fsZ7k4]do  
GO8GJ;B-U  
$AfM>+GQ`n  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 RLw;(*(g  
h^?\xm|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > { WIJC ',Y  
class unary_op : public Rettype g>Y|9Y  
  { UADFnwR[R  
    Left l; kB3H="3[[  
public : m4aB*6<lq  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ZZ k=E4aae  
>{N9kW Y  
template < typename T > Kh,V.+7k  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J]v%q,"  
      { aIJt0;  
      return FuncType::execute(l(t)); ~5_Ad\n9  
    } pv*,gSS  
Y'yH;M z  
    template < typename T1, typename T2 > DKne'3pH  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TFH\K{DM  
      { mk1bcK9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); DSC$i|  
    } : e]a$  
} ; Qc gRAo+u  
*i]=f6G  
1xD=ffM>8N  
同样还可以申明一个binary_op b6}H$Sx~  
mFg<dTx0c8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > `!XY]PI+e  
class binary_op : public Rettype iJ~Zkd  
  { V"*O=h  
    Left l; .l>77zM6  
Right r; #z&& M"*a|  
public : X*M#FT-  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |kw)KEi}H  
M*z~gOZ  
template < typename T > U@gn;@\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >xF/Pl  
      { #N#'5w-G  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); FuVnk~gq  
    } .$Ik`[+Z  
(&}i`}v_  
    template < typename T1, typename T2 > \]&#%6|V  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qDv93  
      { 9F4Dm*_<  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); <\Eh1[F  
    } 'ixwD^x  
} ; E}Y!O"CAV  
)f}YW/'  
R<[qGt|L  
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 :A1{d?B  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Qy.w=80kf  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) q<\,  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 E_k$W5  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! #bMuvaP~  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 |UK}  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 7[I}*3Q'  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 4kG,*3 &2  
下面是修改过的unary_op S/^"@?z,vE  
y=`2\L" O  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > N$h{Yvbn  
class unary_op &0NFb^8+  
  { .z 6fv  
Left l; GqWB{$J;"  
  2W/?q!t  
public : \]=7!RQ\  
])L A42|  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} CZ(/=3,3n  
& @s!<9$W  
template < typename T > KHgBo}6  
  struct result_1 4G$|Rx[{,  
  { l7W 6qNB  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Pdt6nzfr  
} ; ZkAU17f  
D[^m{ 9_  
template < typename T1, typename T2 > 5!l0zLQP o  
  struct result_2 _{r=.W+ w  
  { RT)d]u  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; <z]cyXv/  
} ; J13>i7]L%  
aemc2b*  
template < typename T1, typename T2 > <4_X P.N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5#> 8MU?&  
  { LM}Ib.  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); `|,`QqDQ  
} }*lUah,@  
aCQ?fq  
template < typename T > >Y #t`6,!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3T"j)R_=l  
  { > `n,S  
  return OpClass::execute(lt(t)); /h*>P:i].  
} P^w#S  
v1%uxthW  
} ; kB'Fkqwm  
Eve.QAl|  
mMb'@  
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 ^;/b+ /B0  
好啦,现在才真正完美了。 sB^<6W!`(  
现在在picker里面就可以这么添加了: TYJ:!  
3~}uqaGt  
template < typename Right > 2'_:S@  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Z$0 uH*h  
  { gA:5M  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ZHGC6a!a  
} )=AHf?hn  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 b!sRk@LGZ  
fRtUvC-#H  
O)ME"@r@:  
'h^0HE\~p  
,!dh2xNH^  
十. bind j:E<p_T  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 KnsT\>[K  
先来分析一下一段例子 qW!]co  
YN`H BFH  
 A-4h  
int foo( int x, int y) { return x - y;} J.ck~;3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 _Y8hb!#(  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ^@qvl%j  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 Y}uCP1v  
我们来写个简单的。 \|E^v6E%0  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: TiYnc3Bz}J  
对于函数对象类的版本: 7b<je=G6PA  
ai nG6Y<O`  
template < typename Func > =|I>G?g-  
struct functor_trait |lJX 3  
  { q o\?o    
typedef typename Func::result_type result_type; _io+YzS  
} ; d!:6[7X6  
对于无参数函数的版本: [ { bV4  
ADpmvW f?  
template < typename Ret > du)~kU>l  
struct functor_trait < Ret ( * )() > .G+Pe'4a  
  { M@?xa/E64  
typedef Ret result_type; p;W.lcO`0  
} ; w:?oTuw  
对于单参数函数的版本: :,J}z~I,lB  
agjv{  
template < typename Ret, typename V1 > |!"2fI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Iz ;G*W18  
  { Yc,7tUz#  
typedef Ret result_type; Y7vA`kjD-C  
} ; 91$]Qg,lB  
对于双参数函数的版本: %,Ap7X3:QT  
Sqo : -  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (;q\}u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > P#fM:z@[  
  { qUxRM_7U  
typedef Ret result_type; =:/BV=tv  
} ; J41G&$j(  
等等。。。 9nH?l{As   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy GKoK7qH\J  
Hd,p!_  
template < typename Func > !zPa_`P  
struct func_return Db6om7N  
  { |\U5) ,m  
template < typename T > )l!3(  
  struct result_1 DqX{'jj  
  { h=(DX5:A  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; F0:A]`|  
} ; 'k4E4OB  
cOPB2\,  
template < typename T1, typename T2 > "dI;  
  struct result_2 ap{2$k ,  
  { aBNZdX]vzO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; PJ2qfYsH=>  
} ; Pv<24:ao  
} ; t 0-(U\  
F$^Su<w5l  
$6CwkM:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (s{RnD  
CE"JS-S?  
template < typename Func, typename aPicker > X`fn8~5  
class binder_1 C&6IU8l\  
  { XK: 9r{r{  
Func fn; _L@2_#h!  
aPicker pk; ,2j.<g&   
public : 5vw{b?  
^|TG$`M(w  
template < typename T > jq+A-T}@  
  struct result_1 $d,0=Ci  
  { lhtZaU~V  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; c wOJy >  
} ; (sQr X{~  
I(9R~q  
template < typename T1, typename T2 > "h|'}7p  
  struct result_2 9Ffp2NW`;  
  { ;q:jl~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?gwUwOV"  
} ; !vk|<P1  
\TF!S"V  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} %~jkB.\* )  
<D::9c j  
template < typename T > 0 s 70r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2hee./F`  
  { wN2QK6Oc  
  return fn(pk(t)); O)Y?=G)  
} 3;8!rNN  
template < typename T1, typename T2 > ZvUC I8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y& F=t/U2  
  { HU9Sl*/  
  return fn(pk(t1, t2)); 4[BG#  
} QjC22lW-  
} ; gl]E_%tH  
cetvQAGXY  
#^4,GLIM  
一目了然不是么? JMVNmq&0  
最后实现bind NHl|x4Zpw  
8@PX7!9  
TARXx>  
template < typename Func, typename aPicker > (%U@3._  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) E"L2&.  
  { 6: ]*c[7  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 06Gt&_Q  
} JKX_q&bUw  
cW{1 Pz^_  
2个以上参数的bind可以同理实现。 iR\Hv'|  
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。 D)@YI.T  
0jzbG]pc:E  
十一. phoenix @o-B{ EH8  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: LC})ciWa  
VL[kJi   
for_each(v.begin(), v.end(), vA X|hwn;  
( vBsP+K  
do_ #BQ.R,  
[ $z$u{  
  cout << _1 <<   " , " 4]/7 )x?R  
] jr)7kP@  
.while_( -- _1), Ed:eGm }  
cout << var( " \n " ) 0x9x@gF  
) ?\#N9 +{W  
); <BW[1h1k5_  
ncSFj.}w]  
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: u-1;'a  
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( h<$w8s  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 |TE}`?y[g  
那么我们就照着这个思路来实现吧: gh>>Ibf  
1lsLJ4P  
C_ \q?>  
template < typename Cond, typename Actor > 3&x-}y~sg  
class do_while af |5n><~A  
  { ex<O]kPFE  
Cond cd; suH&jE$x  
Actor act; Nk[2nyeO>  
public : St<mDTi  
template < typename T > .@"q$\  
  struct result_1 Q.Aw2  
  { <jS~ WI@  
  typedef int result_type; 5~.ZlGd  
} ; unJ R=~E  
0A:n0[V:]  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} fGv#s X  
zFQ&5@43  
template < typename T > #XnPsU<J  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $o+5/c?|  
  { !;Jmg  
  do BI:k#jO!  
    { *0_yT$  
  act(t); 9=,uq;  
  } zyg:nKQW  
  while (cd(t)); m>}8'N)  
  return   0 ; nr)c!8  
} 63!rUB!  
} ; ?+c`]gO7N  
~O 3D[PNW~  
UA~RK2k?  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). {"vkji>  
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。 W- $a Y2  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 5/QRL\  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 NWfAxkz {/  
下面就是产生这个functor的类: ?k[p<Uo  
3M0+"l(X  
ez3Z3t`  
template < typename Actor > Ke-)vPc  
class do_while_actor Wy]^Ub gW  
  { ,&Wn [G<2  
Actor act; rtQHWRUn  
public : J4=_w  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 81%8{yn!$"  
=V97;kq+v  
template < typename Cond > dJ:MjQG`W  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; WhBpv(q}.  
} ; ^2o dr \  
H +bdsk  
Og%U  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 fn CItK~y  
最后,是那个do_ <e%F^#y_  
J!ntXF  
|KYEK|  
class do_while_invoker "&Qctk`<P  
  { L5IbExjV  
public : <As9>5|%  
template < typename Actor > g`k?AM\  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const a4gi,pz$]  
  { ]ALc;lb-}  
  return do_while_actor < Actor > (act); rs=q! P"u[  
} QHBtWQgS  
} do_; 7{oe ->r  
fWGOP~0  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 3E^M?N2oc  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 T88Y qI  
最后来说说怎么处理break和continue x\s,= n3z  
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。 pWE`x|J  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八