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
  • 6684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 klSAY  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 2^4OaHY88  
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, Rxk0^d:sNi  
,@0D_&JAl  
^~K[bFbW  
c!dc`R  
  class filler :FX|9h  
  {  7 j8Ou3  
public : k`h#.B J  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} yNOoAnGT W  
} ; 2C"[0*.[N  
OS sYmF  
eH^~r{{R  
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: <Xl/U^B  
=gQ^,x0R9  
-)Of\4kx  
a<CACWsN.T  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); XN}^:j_2  
^wxpinJ>  
2VaKt4+`  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ]'5 G/H5?;  
Usq.'y/ o  
*=zv:!  
7mtX/w9  
二. 战前分析 "?ON0u9  
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。 uS7kkzt-x  
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 2sH1) ,\  
6QAhVg: A  
S pk8u4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 20cEE>  
  /* --------------------------------------------- */ ;"|QW?>$D  
vector < int *> vp( 10 ); l;i /$Yu7  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); p> g[: ~  
/* --------------------------------------------- */ aKz:hG  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \gR%PN  
/* --------------------------------------------- */ Mh~E ]8b  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); odWK\e  
  /* --------------------------------------------- */ P7\?WN$p  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); .FC|~Z1T<F  
/* --------------------------------------------- */ b)@rp  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); uF+0nv+  
vKBi jmE  
3<HZ)w^B  
4d\V=_);r  
看了之后,我们可以思考一些问题: }/2M?W0  
1._1, _2是什么? (9Q@I8}Iy  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 %"^8$A?>,k  
2._1 = 1是在做什么? e%C_>  
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。 $[\\{XJ.  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 nXw98;  
L}6!D zl  
oS^KC}X  
三. 动工 F}?4h Dt  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: yt<h!k$ _P  
!cW!zP-B*p  
><I{R|bC  
}:57Ym)7w  
template < typename T > yM Xf&$C  
class assignment MUSsanCA  
  { 0+e  
T value; 'qJ0338d#U  
public : Ub/ZzAwq  
assignment( const T & v) : value(v) {} L~AU4Q0o  
template < typename T2 > aK/fZ$Qc  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } |}b~YHTs  
} ; aa" 3 Io  
me@)kQ8M  
qA"BoSw4  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 DL uaM?7  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment G.`},c;A-  
`x_}mdR  
t YxN^VqU  
=#=}|Q}  
  class holder QiK-|hFj  
  { b~r:<:;  
public : @JGFG+J}  
template < typename T > vn!5@""T  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ]|tR8`DGZ%  
  { 4}s'xMT!  
  return assignment < T > (t); &>&6OV]P'  
} KA{&NFx  
} ; `!$6F:d_l  
zc$}4o  
fp*6Dv_  
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: n}t 9Nf_  
>]8(3&zd  
  static holder _1; 6~Dyr82"B  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8&M<?oe  
V:>r6  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?|98Y"w  
而不用手动写一个函数对象。 +Gg|BTTL/  
7e\Jg/FU  
r-go921  
1y\bJ  
四. 问题分析 g?Tev^D  
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。 W@ &a  
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。 ,SidY\FzH  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H(gY =  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 I;-Y2*  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 oyr b.lu/  
Q4_r) &np  
五. 问题1:一致性 o$eCd{HuX  
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?| ;mT}Q;F#  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q/@+.q  
$}{[_2  
struct holder Vjs'|%P7  
  { n~]"sTC}&  
  // &bz% @p;  
  template < typename T > }I-nT!D'y  
T &   operator ()( const T & r) const 3}!u8,P  
  { "w%:5~u 9  
  return (T & )r; !#:5^":;  
} `g3AM%3  
} ; #-@Uq6Y  
DH%PkGn  
这样的话assignment也必须相应改动: \8=)X})  
`FQ]ad Fz  
template < typename Left, typename Right > >~nr,V.q  
class assignment yvj/u c  
  { <g%A2 lI  
Left l; Ln2FG4{  
Right r; jLM([t  
public : l)*(UZ"  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |Q%P4S"B?  
template < typename T2 > l cHf\~  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ZnRT$ l O  
} ; *Z^`H!&  
A&)2m  
同时,holder的operator=也需要改动: cM3B5Lp  
Q"C*j'n   
template < typename T > C1e@{>  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ]95VM yN  
  { `BKb60  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); "gJ.mhHX  
} NIVR;gm  
Ht4O5yl"  
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。 IHdA2d?.]  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 IycZ\^5*-  
38D5vT)n  
return l(rhs) = r; r'jUB^E  
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。 &>C+5`bg  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "WuUMt  
mjWU0.  
template < typename Tp > \Q(a`6U  
class constant_t Fz';H  
  { aqN{@|  
  const Tp t; \OtreYi  
public : 'mbLK#q  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} hdCd:6   
template < typename T > O*GF/ R8B  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const !IdVg$7  
  { _wK.n.,S~  
  return t; On}1&!{1]  
} &TBFt;  
} ; xws{"m,NX~  
/nQuM05*Z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 6"* <0  
下面就可以修改holder的operator=了 OQ hQ!6  
T2S_> #."l  
template < typename T > PXYLL X\3  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const sWte&  
  { Z::I3 Q  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); O&BvWik  
} fMg9h9U  
dh7`eAMY   
同时也要修改assignment的operator() tngB;9c+w  
n}.e(z_"  
template < typename T2 > Hs'~) T  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } n H?6o#]N  
现在代码看起来就很一致了。 \hgd&H0UU  
P0}{xq'k9v  
六. 问题2:链式操作 =yZq]g6Q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Zh;wQCDj  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 }W8A1-UF  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 TPJF?.le '  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 9GH5  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 8#yu.\N.xt  
yiQ?p:DM  
template < typename T > N'VTdf?  
struct result_1 ?-<lIF Fh  
  { m%`YAD@2z  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; jeWv~JA%L|  
} ; &|{1Ws  
cl4z%qv*  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: aE5-b ub c  
kZz'&xdv'.  
template < typename T > {WrEe7dLy  
struct   ref I{cH$jt<  
  { NUYKMo1ze  
typedef T & reference; (Of6Ij?  
} ; W+!UVUpW  
template < typename T > o'$"MC+  
struct   ref < T &> 7j\^h2  
  { HK/WO jr  
typedef T & reference; 1v]%FC`  
} ; 49Jnp>h  
= 0d|F 8  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: n8<?<-2  
[[IMf-]  
template < typename T > Pl/ dUt_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const c EYHB1*cT  
  { Gn8 sB  
  return l(t) = r(t); _GG\SWm  
} 9Vm1q!lE  
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。 ][S q^5`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 6XWNJb  
y(Gn+  
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 ^7spXfSAd  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: /%&  d:  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 dR]-R/1|  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 kP%hgZ  
最后的布局是: UA8hYWRP  
                Add Q 84t=  
              /   \ (p%|F`  
            Divide   5 pz /[ ${X  
            /   \ CK7([>2  
          _1     3 gQ{ #C'  
似乎一切都解决了?不。 rpR yB9  
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;<gCzqQh  
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。 5U~KYy^v  
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: }CBQdH&g;  
'|SO7}`;Q  
template < typename Right > :Ph>\aG  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const "V>}-G&  
Right & rt) const %i9 e<.Ot  
  { 1p. c6[9 -  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); h+1|.d  
} "sN%S's  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 $CEdJ+0z  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 cb9-~*1  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ?.VKVTX^  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 4[$:KGh3  
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。 M(I%y0  
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? $K^l=X  
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: #h[>RtP:  
(I}owr5:  
template < class Action > eK:?~BI!  
class picker : public Action >)ekb7  
  { q~R8<G%YK  
public : OS,!`8cw  
picker( const Action & act) : Action(act) {} vdq=F|&  
  // all the operator overloaded \l:R]:w;ZI  
} ; <==uK>pET  
:'DyZy2Fd  
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。 {}YA7M:L  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Da(k>vR@4  
TRm#H $  
template < typename Right > ZW [&7[4  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const d%8n   
  { Nbpn"*L,  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); dBXiLrEbs  
} G JRl{Y  
S1|u@d'  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > `yv?PlKL  
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。 2PlhnUQ7  
u8zL[] >  
template < typename T >   struct picker_maker ;l*%IMB  
  { +\T8`iCFB  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 3<^Up1CaZ  
} ; xQFY/Z  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > {^dq7!  
  { U4!KO;Jc  
typedef picker < T > result; dS6 $  
} ; i&:SWH=  
RTc@`m3 M  
下面总的结构就有了: ev$:7}h=  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 b e8T<F  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 C.S BJ  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 qf x*a88  
至此链式操作完美实现。 PGP#$JC  
0 %~~IT}U  
_Xd"'cXw  
七. 问题3 "A}sD7xy9  
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。 lJdBUoO  
qk<jvha  
template < typename T1, typename T2 > EQ$k^Y8 "  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sQ}|Lu9hZ  
  { 7%  D4  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); f5V-;  
} v])ew|  
=5\*Zh1  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: >Q/;0>V  
V$ H(a`!  
template < typename T1, typename T2 > 'SFAJ  
struct result_2 ,'s }g,L  
  { ?62Im^1/  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; qLCNANWnd  
} ; 9A"s7iJ)  
v.(dOIrX  
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? sE[`x^1'8  
这个差事就留给了holder自己。 n2K1X!E$  
    d=vuy   
G<7M;vRvP  
template < int Order > 2f[;U"  
class holder; WLl8oE< X  
template <> M@xU59$@  
class holder < 1 > d1cp=RbC  
  { [Qnf]n\FJ  
public : `q36`Wn  
template < typename T > 'f<N7%eZ  
  struct result_1 s\;/U|P_  
  { Tgz=I4g  
  typedef T & result; $2a"Ec!7  
} ; tDRR3=9pX  
template < typename T1, typename T2 > KZ%i&w#<  
  struct result_2 $Lp [i <O]  
  { LI%dJ*-V  
  typedef T1 & result; t5+p]7  
} ; Y1h)aQ5{  
template < typename T > a?-&O$UHf\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6k t,q0  
  { zFjz%:0  
  return (T & )r; ~q3O,bb{   
} U823q-x  
template < typename T1, typename T2 > M8~3 0L  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #s{^fUN6  
  { '{ _ X1  
  return (T1 & )r1; \\R}3 >Wc  
} GeP={lj  
} ; _f^6F<!  
s`$}xukT  
template <> &3t973=  
class holder < 2 > H7Q$k4\l  
  { D&):2F^9.  
public : ?h[HC"V/2  
template < typename T > {'M<dI$  
  struct result_1 -Rpra0o. C  
  { <[[yV  
  typedef T & result; ]VjvG};  
} ; `E$vWZq}  
template < typename T1, typename T2 > \E?3nQM  
  struct result_2 nB`|VYmOP1  
  { %&6Q Uv^  
  typedef T2 & result; 6.)ug7aF  
} ; 1D 'r;`z  
template < typename T > 8{ZTHY -  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const  @/s|<*  
  { 5?^#v  
  return (T & )r; r]!#v{#.  
} 0#WN2f, <:  
template < typename T1, typename T2 > ?b+Y])SJK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~P'.R.e  
  { 4gen,^Ij  
  return (T2 & )r2; ^.6yzlY  
} )g'J'_Sl  
} ; V*@aE  
_bCAZa&&  
t1w]L  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 K) }1;  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: WAxNQfEe  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: X<,QSTP  
}[akj8U  
return l(i, j) = r(i, j); #KiJ{w'  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) W_}j~[&  
I(*3n"  
  return ( int & )i; v":q_w<k  
  return ( int & )j; :6Nb,Hh~  
最后执行i = j; 1%v6d !  
可见,参数被正确的选择了。 |<u+Xi ~  
cANt7  
cTq@"v di  
4G,FJjE`p  
 2 q4p-  
八. 中期总结 9K@ I  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: &\ 9%;k  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 J3mLjYy  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 J]U_A/f  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <mFDC?j  
m+!.H\  
Z9DfwWI2nu  
N)"8CvQL  
[_JdV(]$  
vi}16V84l  
九. 简化 Ca'BE#q  
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。 44 u)F@)  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Yk|6?e{+)  
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: *,z/q6  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !CU-5bpu  
  +-*/&|^等 {g.YGO  
2. 返回引用。 YIRe__7-NU  
  =,各种复合赋值等 g)#?$OhP"  
3. 返回固定类型。 , Wd=!if  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @MOQk  
4. 原样返回。 *F1TZ_GS  
  operator, \}Am]Y/ w  
5. 返回解引用的类型。 OWibmX  
  operator*(单目) ms0V1`  
6. 返回地址。 }*(_JR4G  
  operator&(单目) sMMOZ'bT  
7. 下表访问返回类型。 Aars\   
  operator[] ',R%Q0Q  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 |J!mM<*K  
  operator<<和operator>> $sY'=S  
!+eU  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 /ugWl99.W  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 8|zavH#P  
n$C- ^3 c  
template < typename Left > nriSVGi  
struct value_return OdFF)-K >~  
  { C~T ,[U  
template < typename T > 4*}&nmW  
  struct result_1 2A\b-;4EP  
  { r<ww%2HTS  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; > '=QBW  
} ; K@7%i|H  
U*~-\jN1pb  
template < typename T1, typename T2 > , @jtD*c)  
  struct result_2 DujVV(+I  
  { LG:k}z/T  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; mI7lv;oN<5  
} ; 6]iU-k0b  
} ; dE"_gwtX  
uaO.7QSwN  
w8X5kk   
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 'etA1]<N  
OM1Z}%J  
下面我们来剥离functor中的operator() =x -7 Wy  
首先operator里面的代码全是下面的形式: d3q%[[@  
xmnBG4,f  
return l(t) op r(t) <<01@Q <  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) znE1t%V  
return op l(t) dXxf{|gk>  
return op l(t1, t2) PV#h_X<l%  
return l(t) op O(I^:_eH  
return l(t1, t2) op Xr K29a  
return l(t)[r(t)] ^<!R%"o-  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ULt5Zi  
zH~P-MqC  
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: MJiVFfYW  
单目: return f(l(t), r(t)); ntH`\ )xi  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =W7-;&  
双目: return f(l(t)); gfK_g)'2U  
return f(l(t1, t2)); +\Vw:~e  
下面就是f的实现,以operator/为例 ~+1mH  
KfjWZ4{v  
struct meta_divide _+48(Q F<  
  { ht%qjE  
template < typename T1, typename T2 > w=XIpWl  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) !M8_PC*a  
  { he~8V.$  
  return t1 / t2; $\ZWQct  
} fJ8>nOh  
} ; Q`*U U82!  
<5G(Y#s/?  
这个工作可以让宏来做: )f$4: Pq  
L6CI9C;-b  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ bIGcszWr  
template < typename T1, typename T2 > \ -m}'I8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Z5TA4Q+Q  
以后可以直接用 Rf0so   
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) we _CF*zj  
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 t|'%0 W  
(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。。。) 4}DFCF%B  
b\JU%89  
DU6j0lz  
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 LN+x!#:e  
bJn&Y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /%;J1 {O  
class unary_op : public Rettype BeFyx"NBg  
  { wKi#5k2  
    Left l; vk E]$4P[$  
public : ].rKfv:  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5 <k)tF%  
w\i]z1  
template < typename T > U3_O}X+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JRC2+BU /  
      { w=fWW^>bP  
      return FuncType::execute(l(t)); 2z{B  
    } N4;g"k b  
,j XK  
    template < typename T1, typename T2 > O>~@>/#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q>4NUq  
      { YD[AgToo0  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ]*=!lfrV  
    } KH)-=IJ8  
} ; ?ja%*0 R  
o*A, 6y  
U+'zz#0qN  
同样还可以申明一个binary_op 0&)6mO  
;-"!p  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,ASNa^7/>  
class binary_op : public Rettype 4v>SXch  
  { `^/8dIya  
    Left l; 0?ab'vYcp  
Right r; Jvc<j:{^w  
public : vWmp ?m  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tW~kn9glZ  
+pgHCzwJE  
template < typename T > {Y5@SI yE  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B`)sc ~u  
      { !2Ompcr1  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 1\,k^Je7  
    } 6IRRRtO(  
p#qla'  
    template < typename T1, typename T2 > MS#"TG/)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #Hr'plg 8  
      { s:l H4B  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); y@v)kN)Y9\  
    } {HY3E}YJL  
} ; <ot`0  
[*O>Lk  
muXP5MO  
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 ch%zu%;f  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 G9-ETj}  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S-mpob)  
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。 \(7A7~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! o:v_I{  
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。。。 !S&/Zp  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ?@PSD\  
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) { Zv%DV4_$  
下面是修改过的unary_op <D:q4t  
!X: TieyVu  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Sr Nc  
class unary_op yCR8c,'8  
  { u~*A-X [  
Left l; rb@[ Edj  
  l'4<^q  
public : >Z*b0j  
ZDaHR-%Y  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} d)U(XiK'  
| eCVq(R  
template < typename T > UTE6U6  
  struct result_1 4jDi3MMU9  
  { h-"q <eY"  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Hd;NvNS  
} ; h-Y>>l>PW0  
zjA#8;h~w  
template < typename T1, typename T2 > e8f 7*S8  
  struct result_2 /"="y'Wx  
  { %S"z9@  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 075IW"p'  
} ; esZhX)dS  
6bs-&Vf  
template < typename T1, typename T2 > lIEZ=CEmY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const msCz\8Xd  
  { * G*VY#L  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); >{(c\oMD  
} .9Oj+:n  
d , g~.iS~  
template < typename T > %pWJ2J@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }R}M>^(R4  
  { 6oQ7u90z*  
  return OpClass::execute(lt(t)); y`$qcEw  
} 'LG\]h>+)  
sF)$<[w  
} ; IAkQR0fcN  
0TV16 --  
&k|EG![  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug uPcx6X3]  
好啦,现在才真正完美了。 <(TAA15Xol  
现在在picker里面就可以这么添加了: ?r(vXq\  
&S*{a  
template < typename Right > |O)ZjLx  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const B>'J5bZsw  
  { KXx;~HtO  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); w(_:+-rqQ<  
} L-U4 8 i  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 E`HA0/  
c"k nzB vy  
/|NyO+Io  
c99|+i50  
gO*Gf2AG  
十. bind 0=7Ud<  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 _&q&ID  
先来分析一下一段例子 r9(c<E?,h  
3,i`FqQa  
'bZw-t!M@  
int foo( int x, int y) { return x - y;} n::i$ZUdK  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 =; n>#<  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ^"4?Q  
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。 jJYCGK$=  
我们来写个简单的。 S.iUiS"  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: `ba<eT':  
对于函数对象类的版本: >o p/<?<  
NR&a er  
template < typename Func > X`v6gv5qj  
struct functor_trait QHje}  
  { $B>L_~cS  
typedef typename Func::result_type result_type; .AX%6+o  
} ; NI:OL  
对于无参数函数的版本: |9 *$6Y  
yTbtS-  
template < typename Ret > K; hP0J  
struct functor_trait < Ret ( * )() > h$~$a;2cR  
  { P*Jk 8MK#G  
typedef Ret result_type; .ozBa778u  
} ; >d .|I&  
对于单参数函数的版本: _u_|U  
Z$Ps_Ik  
template < typename Ret, typename V1 > $h k_v~zM  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >>R)?24,<  
  { {hO|{vz  
typedef Ret result_type; LM"b%  
} ; T|oDJ]\J  
对于双参数函数的版本: /YwwG;1  
26zif  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > uGlz|C  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > M>RLS/r>d  
  { xXV15%&  
typedef Ret result_type; b0%#=KMi  
} ; gi@&Mr)fS  
等等。。。 DT;;4- {  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy e6gj'GmY  
9p02K@wkD  
template < typename Func > A1zV5-E/  
struct func_return o'P[uB/  
  { *"/BD=INv}  
template < typename T > 9<!??'@f  
  struct result_1 *0a7H$iQ(]  
  { S +73 /Vs  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; bw#\"uJ  
} ; s5d[sx  
tUfze9m  
template < typename T1, typename T2 > odcrP\S  
  struct result_2 2qj0iRH#N<  
  { 0j#$Swa  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; xr)m8H  
} ; 'HvW&~i(  
} ; ER]C;DYX  
.d)H2X  
%HZ!s `w_  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 c3Ig4n0Y>  
gd31ds!G  
template < typename Func, typename aPicker > a 6fH*2E  
class binder_1 [nsTO5G$u  
  { [S`Fm>,  
Func fn; OJcI0(G  
aPicker pk; g;3<oI/P  
public : &19z|Id  
ON_G D"  
template < typename T > ]=0D~3o3  
  struct result_1 +w3k_^X9c  
  { /8(t:  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; IP 1{gMG  
} ; !.{{QwZ  
CBx5:}t  
template < typename T1, typename T2 > ORV'dr  
  struct result_2 37,)/8]lG  
  { /z,+W9`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; M^A;tPw  
} ; f%d =X>_  
2-wvL&pi)  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} l]e7  
!jJH}o/KW  
template < typename T > Q# $dp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dG]s_lb9H  
  { (e{pAm  
  return fn(pk(t)); 5adB5)`  
} 1Yv#4t  
template < typename T1, typename T2 > &]'< M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P\|i<Ds_M  
  { w`0r`\#V/  
  return fn(pk(t1, t2)); k{$Mlt?&-  
} w~9=6|_  
} ; {I_I$x_  
m`ab5<%Gn  
(V~PYf%  
一目了然不是么? {?'c|\n Li  
最后实现bind $3n@2 N`  
(kI@U![u  
kIUb`b>B  
template < typename Func, typename aPicker > .hXdXY  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) d5B96;3  
  { _9zydtw  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); u%Yr&u  
} qg@Wzs7c~  
K_~SJbl  
2个以上参数的bind可以同理实现。 [R[Suf  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 F{aM6I  
vV9q5Bj:  
十一. phoenix YVLaO*( f  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9Lxj ]W2^  
]hkway  
for_each(v.begin(), v.end(), FmRa]31W  
( e6?h4}[+*  
do_ ;yH1vX  
[ |LDo<pE*V4  
  cout << _1 <<   " , " D Psf]  
] r5?qz<WW~  
.while_( -- _1), 2L_ts=  
cout << var( " \n " ) bMw)> 4  
) lTv_%hUp  
); DV/P/1E  
Z-+p+34ytq  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Y;'7Ek)  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor wMB<^zZmv  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。  Dy@f21+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: *m sW4|=^2  
/\9X0a2h|E  
m<;&B   
template < typename Cond, typename Actor > sf5koe  
class do_while P1 `-OM  
  { Gv}h/zu-  
Cond cd; 9m fYB  
Actor act; e$^O_e  
public : Ci ? +Sl  
template < typename T > ^CwzA B  
  struct result_1 o5FBqt  
  { obE_`u l#  
  typedef int result_type; 93d ht  
} ; B6b {hsO  
[sY>ac  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ?9801Da#/  
`jb?6;15  
template < typename T > |EaEdA@T  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i.Qy0  
  { 5sq#bvfJ o  
  do f13%[RA9N  
    { d(L u|/~  
  act(t); { LJRdV  
  } YDyi6x,  
  while (cd(t)); BjR:#*<qD  
  return   0 ; pFg9-xd%  
} Z\y@rp\l  
} ; eID"&SSU  
1qb 3.  
F3b[L^Km]  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 0Kjm:x9T  
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。 g<Sa{<0  
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。 .;n<k  
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。 eRa1eR gP  
下面就是产生这个functor的类: '7{0k{  
!R WX1Z  
%fpcH  
template < typename Actor > S0~F$mP'  
class do_while_actor ;%#@vXH[Oo  
  { Ss&R!w9p  
Actor act; jv]:`$}G\  
public : :r[`bqC;\*  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} *~|xj,md  
QP?Z+P<  
template < typename Cond > .Tdl'y:..  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; y@G5I>v  
} ; %97IXrE  
TUiXE~8=  
t  HPC  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 !G#3jh:kiY  
最后,是那个do_ 8_ns^6XK5p  
@M"h_Z1#  
pVw)"\S%  
class do_while_invoker Q<r O5 -K  
  { b#.hw2?a`  
public : vGC^1AM  
template < typename Actor > #uT-_L}s w  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 0QDm3V0n  
  { "@E1^  
  return do_while_actor < Actor > (act); W]n%$a  
} ewk62 {  
} do_; H>`?S{J  
}{S W~yW  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Mx-,:a9}  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Vcl"qz@Fj  
最后来说说怎么处理break和continue t.>vLzrU  
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。 ;EE*#"IJ  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八