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
  • 4477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 ]_&pIBp  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jS'hs>Ot  
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, 0/0rWqg /  
4Vrx9 sA1  
kH>^3( Q\  
+d/^0^(D\5  
  class filler \X0wr%I  
  { b%M|R%)]  
public : [Se0+\,&  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 8!VF b+  
} ; 6jo+i[h  
?,Zc{   
BRGTCR  
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: 0q:g Dc6z  
>W?7a:#,  
9Qhk~^ngg  
+)QA!g$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true );  =[G)  
5"8R|NU:\0  
{GM8}M~D&  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 SWM6+i p  
+Y|HO[  
*r]Mn~3  
=OU]<%  
二. 战前分析 XqK\'8]\Mw  
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。 &4-rDR,  
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 7z4u?>pne*  
6N]V.;0_5  
1[r;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?L~Z]+-  
  /* --------------------------------------------- */ 1q(o3%   
vector < int *> vp( 10 ); \~`qE<Q/  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 0&|,HK  
/* --------------------------------------------- */ "J (.dg]"  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); *) ?Fo  
/* --------------------------------------------- */ 0A>Fl*  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 7+^4v(s  
  /* --------------------------------------------- */ gw`}eA$  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); <6)  w  
/* --------------------------------------------- */ 'hw_ew   
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); JdW:%,sv  
60St99@O  
Rooem dCM  
"J CvsCe  
看了之后,我们可以思考一些问题: Al(u|LbQ  
1._1, _2是什么? \qh -fW; #  
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。 .4-I^W"1  
2._1 = 1是在做什么? POCFT0R}  
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。 zO07X*Bw  
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。 (6S f#M  
o4g<[X)  
Uv"GG: K_  
三. 动工 MOEB{~v`;  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: HJ,sZ4*]]  
$S0eERg a  
=#c?g Wb56  
34P5[j!h  
template < typename T > WxF rqUz  
class assignment %aeQL;# V  
  { DG $._  
T value; d^<a)>5h  
public : ,Cckp! 6  
assignment( const T & v) : value(v) {} KGI0|Z]n~  
template < typename T2 > 7VwLyy  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } P"WnU'+  
} ; ] x_WO_  
Aa;s.:?  
32*FISH^  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 'ehJr/0&g  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment #815h,nP+  
Rtl;*ZAS  
\Ow-o0  
bUp ,vc*  
  class holder hA81(JWG  
  { F+@E6I'g  
public : @Pc]qu  
template < typename T > \KaWR  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =*YK6  
  { _ .%\czO  
  return assignment < T > (t); ]<;m;/ H  
} $MmCh&V  
} ; C||A[JOS  
3 9Ql|l$  
U$`)|/8  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 2dr[0tE  
`1NxS35u  
  static holder _1; 4C ;4"6  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 VT\o=3 _  
u|=G#y;3  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \"qXlTQ1_9  
而不用手动写一个函数对象。 PomX@N}1  
+_?;%PKkuF  
rSD!u0c [  
b\ %=mN  
四. 问题分析 HB$*xS1  
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。 0C}7=_?  
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。 <4y1[/S  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 >qjr7 vx  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2FO.!m  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Wx&AY"J  
8kih81tx"U  
五. 问题1:一致性 qphN   
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?| I~qS6#%r  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Fz16m7.  
8=7u,t  
struct holder 2;4Of~  
  { qeCx.Z  
  // &G@*/2A  
  template < typename T > SMQuJ_  
T &   operator ()( const T & r) const 56*}}B$?  
  { >Ge&v'~_|  
  return (T & )r; aT F}  
} QzIK580%t  
} ; &{* [7Ad  
}Xs=x6Mj  
这样的话assignment也必须相应改动: j?6%=KuX<  
v'.?:S&m  
template < typename Left, typename Right > $.(>Sj1  
class assignment O@3EJkv  
  { 9c806>]U^  
Left l; '=x   
Right r; S,vrz!'>A  
public : V5K!u8T  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  :XF;v  
template < typename T2 > Wn24eld"x  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } !wvP 24"y  
} ; N40.GL0s  
q:-8W[_  
同时,holder的operator=也需要改动: $qy%Q]  
'R~x.NM  
template < typename T > '@HWp8+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const d>  Y9g  
  { au5 74tj  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); :n>m">4  
} XN]kNJX  
:SSe0ZZ_6b  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 J']1^"_'  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 &oYX093di  
p0uQ>[NV0  
return l(rhs) = r; 0<Px 2/  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 @g""*T1:$  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: v%V$@MF  
^o|igyS9  
template < typename Tp > /bVU^vo  
class constant_t +"T?.,  
  { @y9_\mX!s  
  const Tp t; E<'3?(D9hL  
public : /l0\SVwa>  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ve7[U_"  
template < typename T > >t?;*K\x"  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const " 9 h]P^  
  { vhZpYW8  
  return t; d/- f]   
} <<v,9*h  
} ; vgHMVzxj  
+WK!}xZR  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 NXDdU^w7B  
下面就可以修改holder的operator=了 SwG:?T!"}  
(2QFwBW]  
template < typename T > //>f#8Ho  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const +K;(H']Z<-  
  { `pm6Ts{,  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); A%oHx|PD  
} a7nbGqsx  
!iCY!:  
同时也要修改assignment的operator() A"#Gg7]tl'  
+Ld4 e]  
template < typename T2 > zhKb|SV  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [st4FaQ36  
现在代码看起来就很一致了。 UbJ_'>hK6  
}!(cm;XA"  
六. 问题2:链式操作 0~R0)Q,  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 >Rjk d>K3  
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。 O@'/B" &  
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。 CG@ LYN  
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。 F%lP<4Vx  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X|7gj &1  
]U! ?{~  
template < typename T > {*`qL0u]^  
struct result_1 6jiVz%`=Z  
  { 8"LvkN/v^  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; :u`  
} ; \$V~kgQ0  
z(aei(U=  
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: y0M^oLx  
b(I-0<  
template < typename T > (m\PcF  
struct   ref HzF  
  { B~V^?."  
typedef T & reference; 41^+T<+  
} ; 7<mY{!2iF?  
template < typename T > =\ iV=1iB  
struct   ref < T &> 6^s=25>p  
  { :7<spd(%"  
typedef T & reference; n87B[R  
} ; {2}O\A  
7pMrYIP  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: V?t^ J7{'  
YbND2 i  
template < typename T > gb|C592R5C  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const w{UVo1r:  
  { C!]hu)E  
  return l(t) = r(t); 35?et-=w  
} s|dcO  
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。 0[7\p\Q  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 w [D9Q=  
^9%G7J:vGO  
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 tz)aQ6p\X  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: R^<li;Km  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 CbVUz<  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 MVs@~=  
最后的布局是: xJa  
                Add 0g,;Yzm  
              /   \ cclx$)X1X  
            Divide   5 d0"Hu^]  
            /   \ %]h5\%@w  
          _1     3 !<Ma9%uC{  
似乎一切都解决了?不。 2)Grl;T]s  
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。 uwXquOw  
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。 U ]`SM6  
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: Waj6.PCFm  
X&8&NkH  
template < typename Right > Ya<S/9c  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const G<#9`  
Right & rt) const }Ry:})  
  { S4aN7.'Q  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [ p$f)'  
} $d3al%Uo  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 lRF04  
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。 ]wMd!.lm-  
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。 ) gYsg  
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。 0D+[W5TB  
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"1)y>2k  
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? P%A;EF~ v  
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: 7#SXqyP[  
Ly"u }e  
template < class Action > OS;qb:;  
class picker : public Action _HW~sz|  
  { epI&R)]   
public : @e8b'w3  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 5I`j'j  
  // all the operator overloaded 3} @3pVS  
} ; _dky+ E  
I`^ 7Bk.r  
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。 Ua\]]<hj"  
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: y3 {'s>O6  
umhg O.!  
template < typename Right > @E %:ALJ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const T"xq^h1\  
  { *pK bMG#  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `U?" {;j {  
} n!z7N3Ak>  
d]{wZ#x  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >  S {oW  
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。 B9^ @d  
|T\`wcP`q  
template < typename T >   struct picker_maker r"sK@  
  { C62:G+W&o  
typedef picker < constant_t < T >   > result; AiKja>Fl<  
} ; X|zQZ<CO  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Hof@,w  
  { meey5}  
typedef picker < T > result; r6S-G{o  
} ; "HX,RJ @^K  
XHs>Q>`  
下面总的结构就有了: xucrp::g  
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。 wCw-EGLR  
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。 %Xc50n2Z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sQUJ]h  
至此链式操作完美实现。 3D32'KO_"  
NbgK# ;  
zGzeu)d  
七. 问题3 N^</:R  
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。 5x856RQ'  
nwuH:6~"  
template < typename T1, typename T2 > eB%hP9=:x  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XrP'FLY o  
  { B_R J;.oH  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); p}H:t24Cr5  
} $WmB__  
t|-TG\Q X  
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: t6u>_Sh e  
;e Iqxe>  
template < typename T1, typename T2 > `o/G0~T)  
struct result_2 WK$75G,  
  { -' :;0  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ykK21P,v  
} ; H4RqOI  
qLC_p)  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? &! i'Q;q  
这个差事就留给了holder自己。 [bM$n m  
    ,w-=8>5lrj  
F{*{f =E!B  
template < int Order > "#}Uh  
class holder; Q1f)uwh  
template <> (bhMo^3/*  
class holder < 1 > %G6Q+LMwm  
  { %!DdjC&5*  
public : <"/b 5kc  
template < typename T > QguRU|y  
  struct result_1 7`eg;s^  
  { (<GBhNj=c  
  typedef T & result; S $j"'K  
} ; 0\tV@ 6p2=  
template < typename T1, typename T2 > % !P^se  
  struct result_2 D+4oV6}~  
  { Yr!@pHy  
  typedef T1 & result; )R %>g-dw  
} ; 10tlD<eYb  
template < typename T > 7x> \/l(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #/N;ScyUJT  
  { t =LIkwD  
  return (T & )r; !m]_tB  
} 7sypU1V6  
template < typename T1, typename T2 > ]bcAbCZ@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7Eb | AR  
  { !O )je>A  
  return (T1 & )r1; r? 9D/|`  
} lZ,w#sqbY  
} ; 7QSr C/e  
,:[\h\5m  
template <> 0G; b+  
class holder < 2 > gvzBV +3'  
  { B1^9mV'O  
public : r4MPs-}oF  
template < typename T > hl} iw_e  
  struct result_1 (V(8E%<c  
  { 3A&: c/  
  typedef T & result; xg(* j[ff3  
} ; op8[8pt%  
template < typename T1, typename T2 > E;1QD/E$  
  struct result_2 aU\R!Y$/"  
  { f]sc[_n]  
  typedef T2 & result; \wR;N/tg  
} ; '@6O3z_{  
template < typename T > S =5br  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3g79/ w  
  { m=[3"X3W1V  
  return (T & )r; "J(T?|t  
} R6cd;| fan  
template < typename T1, typename T2 > $G<!+^T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const } *:H\GL  
  { tUGnp'r  
  return (T2 & )r2; m'n<.1;1{j  
} YMG~k3Yb  
} ; X_HU?Q_N  
F+<e9[  
sgLw,WZ:  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 99GK6}~TGm  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: S1I# qb  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: GI5#{-)  
R$m?aIN  
return l(i, j) = r(i, j); |S6L[Uo  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :pJK Z2B,  
A)9F_;BY  
  return ( int & )i; |=u }1G?  
  return ( int & )j; mXwDB)O{)  
最后执行i = j; r=gF&Og,?  
可见,参数被正确的选择了。 <dWms`Qc O  
> I>=/i^  
gmUX 2x(  
Je*hyi7  
}PUY~ u  
八. 中期总结 a7U`/*  
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: bZ SaL^^(  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ugV/#v O  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 o}b_`O  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor WSxE/C|[  
+/>XOY|Ie  
P>nz8NRq  
'T+v&M  
f0@4 >\g  
{i"t h(J$  
九. 简化 _{2/QP}  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 \o}=ob  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 =/m$ayG  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Y52TC@'  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 5~FXy{ZIH  
  +-*/&|^等 /B!Ik:c}  
2. 返回引用。 ?s5/  
  =,各种复合赋值等 .+A2\F.^  
3. 返回固定类型。 o?| ]ciY  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) g1{2E<b 5  
4. 原样返回。 rM0Idc.$&&  
  operator, nV/;yl4e{  
5. 返回解引用的类型。 m;cgX#k5  
  operator*(单目) fq?MnWc  
6. 返回地址。 =))VxuoN  
  operator&(单目) (DQ ]58&  
7. 下表访问返回类型。 miUjpXt  
  operator[] uskJ(!  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ePo :::  
  operator<<和operator>> *&BS[0;  
)|,Zp`2/  
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。 T@R2H&L  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: -Oplk*  
sTmdoqTK!  
template < typename Left > ` InBhU>  
struct value_return p~yGp] yJ9  
  { YBupC!R  
template < typename T > #BW:*$>}  
  struct result_1 Utj4f-M  
  { E_H.!pr  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; PTH'-G  
} ; -\&b&;_  
lho0Xy gn  
template < typename T1, typename T2 > 2*@@Bw.XA  
  struct result_2 5H2Ugk3  
  { &PUn,9 Rm  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; :yFmCLZaQ  
} ; l.uW>AoLh  
} ; ,uL}O]L  
.cK<jF@'  
=`g@6S  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait x"~gulcz  
*?~&O.R"  
下面我们来剥离functor中的operator() bL2b^UB~%  
首先operator里面的代码全是下面的形式: -Mzm~@_s]  
,In}be$:  
return l(t) op r(t) [j 'lB  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (5GjtFojY|  
return op l(t) " +A8w  
return op l(t1, t2) om{aws;  
return l(t) op o&RNpP*  
return l(t1, t2) op A5^tus/y  
return l(t)[r(t)] \# _w=gs<i  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] AvcN,  
IoCi(N;  
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: | $D`*  
单目: return f(l(t), r(t)); 7g.3)1  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); RA*W Ys&xb  
双目: return f(l(t)); ei!Yxw8d  
return f(l(t1, t2)); BM[jF=0  
下面就是f的实现,以operator/为例 7e=s`j  
rLE5fl5W  
struct meta_divide \<%?=C'w~  
  { >k8FUf(c  
template < typename T1, typename T2 > #@:GLmD%  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) SquuK1P=  
  { Cznp(z  
  return t1 / t2; XXy &1C  
} P( 1Z  
} ; &5n0J  
j7qGZ"8ak  
这个工作可以让宏来做: )|B3TjH C  
9uW\~DwsZ%  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ v4VP7h6uD)  
template < typename T1, typename T2 > \ .-}F~FES  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; e VRjU  
以后可以直接用 <nJ8%aY,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >?(}F':  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 UgD&tD0fp  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) kmM- >v  
:tT6V(-W  
94xWMX2  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 1{?5/F \ +  
b 2XUZ5  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > a1g aB:w5n  
class unary_op : public Rettype O_^;wey0}?  
  { -$o4WSd~  
    Left l; V]P%@<C  
public : aUbmEHFTV  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} k/ hNap'0  
8}{W.np_  
template < typename T > -P-&]F5  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h5}:>yc  
      { e#s-MK-Q  
      return FuncType::execute(l(t)); CQ:38l\`gd  
    } DGO\&^GT^  
Mc<O ~  
    template < typename T1, typename T2 > 0 ![  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hYSf;cG}A  
      { TyN]Pa  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Rp_)LA  
    } -gVsOX0  
} ; I3d!!L2ma  
;CLOZ{  
Rv)>x w  
同样还可以申明一个binary_op >6 A8+=  
agj_l}=gO  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > MhZ\]CAs9  
class binary_op : public Rettype d#-'DO{k  
  { rVv4R/3+   
    Left l; cCO2w2A[*  
Right r; ;Miag'7  
public : YK)e  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]B3f$;W  
k@>y<A{;D  
template < typename T > @w73U; 9\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G1G*TSf  
      { ` *q>E  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ~;yP{F8?  
    } @3Gr2/a  
s_%KWkS  
    template < typename T1, typename T2 > E@_]L<Z  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `]j:''K  
      { ~ ^*;#[<  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); nj6|WJ  
    } .^V9XN{'a  
} ; R_2T"  
J4#rOS  
Qz`v0"'w  
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 6D/K=-   
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Q|(G -  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Cnv?0to2l  
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。 d'k99(vy  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! v`Yj)  
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。。。 5DmW5w'p  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 {3eg4j.Z  
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) fzZ`O{$8  
下面是修改过的unary_op !z2KQ 4C  
X{ f#kB]w  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > L&hv:+3N  
class unary_op AYGe`{  
  { A8T8+M:  
Left l; K(}g!iT)~  
  )6*)u/x:  
public : IIO-Jr  
RiiwsnjC  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $d5}OI"g  
&NH[b1NMr  
template < typename T > u#nM_UJe  
  struct result_1 uUJH^pW  
  { /Suh&qw>  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; nR8r$2B+t  
} ; .qS(-7<  
8 DPn5E#M1  
template < typename T1, typename T2 > HwZ"l31  
  struct result_2 @7`=0;g  
  { 1"f)\FPGe  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; v \dP  
} ; {'z(  
A.cNOous|  
template < typename T1, typename T2 > Td 5yRN! ?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2x!cblo  
  { s2"<<P[q'  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); HpIW H*  
} d8.A8<wUr  
~PyZh5x  
template < typename T > 4WP@ F0@n3  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s@(ME1j(U!  
  { \S0QZQbz/  
  return OpClass::execute(lt(t)); {<Y\flj{@m  
} X.eocy  
?,w9e|  
} ;  }~Ir &   
97vQM  
S!h=HE  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug %r]V:d+  
好啦,现在才真正完美了。 ;k (M4?  
现在在picker里面就可以这么添加了: YK>?;U+|  
}///k]_Sh  
template < typename Right > n;e.N:p  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const %+@<T<>J<k  
  { EIF"{,m  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 6cX Z3;a  
} s9,Z}]Th  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ',]^Qu`a  
p4vX3?&1W  
<Yn-sH  
GDYFhH7H  
5xhYOwQBo  
十. bind R5=M{  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 6"yIk4u:  
先来分析一下一段例子 Y2$xlqQd"  
`]F#j ]"  
Y2}m/7aF  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 7)*q@  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 #|K5ma  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 |O{kv}Y Z  
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。 xE- _Fv9  
我们来写个简单的。 '?1g_C QsS  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: LoW}!,|  
对于函数对象类的版本: <Aqo[']  
e\.  
template < typename Func > r*UE>_3J  
struct functor_trait `t>:i!s/  
  { RG:_:%@%}  
typedef typename Func::result_type result_type; -nqq;|%  
} ; <3laNk  
对于无参数函数的版本: ]/7#[  
> 1=].  
template < typename Ret > t'[`"pp=  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~z'Y(qG  
  { H` h]y  
typedef Ret result_type; h/]));p  
} ; dg#w!etB  
对于单参数函数的版本: R%"'k<`#  
PAXm  
template < typename Ret, typename V1 > <=%=,Yk  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  ?%*p!m  
  { :kvQ3E0  
typedef Ret result_type; (w`j?c1  
} ; [I,s:mn  
对于双参数函数的版本: DDe`Lb%%  
_8e0vi!~2  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > GYtp%<<9;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ] QJ7q}  
  { 84/#,X!=s  
typedef Ret result_type; l:*.0Tj  
} ; -'T^gEd) c  
等等。。。 C?g<P0h  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -nY_.fp>  
EZ[e  a<  
template < typename Func > P98g2ak  
struct func_return \f'=  
  { kV4,45r  
template < typename T > "] ]aF1  
  struct result_1 ~0rvrDDg  
  { 0(Hzh?t_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <sG}[:v  
} ; dst!VO: M  
{dwlW`{  
template < typename T1, typename T2 > $pauPEe  
  struct result_2 (};/,t1#$  
  { R]0tG   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (3&P8ZGNR  
} ; L=&}s[5  
} ; ; jrmr`l=  
n&8SB'-r  
W!JEl|]  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ~YXkAS:  
AE=E"l1]  
template < typename Func, typename aPicker > 0qL.Rnt  
class binder_1 36}&{A  
  { V0xO:7G^  
Func fn; EAoq2_(`a  
aPicker pk; j:U6q,f]  
public : =nv/ r  
8Yf=)  
template < typename T > cC9haxW  
  struct result_1 DK1{Z;Z  
  { %rO)w?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0~e6\7={  
} ; yeA]j[ #  
) .W0}  
template < typename T1, typename T2 > Y^eF(  
  struct result_2 5YLc4z*  
  { qfF2S  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; lqvP Dz  
} ; . dJBv  
=z\/xzAwX  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} B^C 5?  
mt4X  
template < typename T > OV`li#H  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sU/vXweky"  
  { NMESGNa)z  
  return fn(pk(t)); 9]:F!d/  
} fvj  
template < typename T1, typename T2 > .M0pb^M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dw%g9DT  
  { @#yl_r%  
  return fn(pk(t1, t2)); ;WG%)^e  
} Rg3g:TV9c  
} ; MJU*Sq  
68~5Dx  
U "v=XK)!  
一目了然不是么? M|7][! <G!  
最后实现bind U5[r&Y D  
py6O\` \  
gps.  
template < typename Func, typename aPicker > }>_  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) l7 U<]i GL  
  { ps33&  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Aa^w{D  
} 0@&/W-VXg  
zIr4!|X  
2个以上参数的bind可以同理实现。 G6s3 \de#U  
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。 |Rz}bsrZ  
#I#_gjJkx  
十一. phoenix E5Lq-   
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 8F/zrPG  
|][PbN D  
for_each(v.begin(), v.end(), 3U*4E?g  
( 0O(Vyy  
do_ (O/W`qo  
[ oSl}A,aQ(  
  cout << _1 <<   " , " [d=BN ,?  
] |}@teN^J*U  
.while_( -- _1), bVr`a*EM  
cout << var( " \n " ) lU.aDmy<  
) HBA|NV3.  
); Gn;^]8d  
<g64N  
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: 79B+8= K  
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 C|]Zpn#{K  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 u$qazj  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Y6 a9S`o  
k=X)ax t1  
q[x|tO  
template < typename Cond, typename Actor > *r ('A  
class do_while 3dgPP@7d$  
  {  KON^  
Cond cd; Rb0{W]opt+  
Actor act; 1";s #Jq  
public : <ka zV<"  
template < typename T > =-avzuy#  
  struct result_1 sTvw@o *  
  { uEkGo5  
  typedef int result_type; ;aH3{TS  
} ; 2#Qw  
W+Ou%uv}S  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} :\^jIKvZ  
W>u{JgY  
template < typename T > sHQO*[[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9TEAM<b;  
  { J\Tu=f)  
  do M$} AJS%8  
    { mqDI'~T9 u  
  act(t); Yw\lNhoPS  
  } /1eeNbd  
  while (cd(t)); 6 kD.  
  return   0 ; NleMZ  
} 9 $^b^It  
} ; $&sV.fGu  
{ &J OO  
ITD&w g  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). L#fK ,r8  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 )GOio+{H  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 WsT   
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 W)L*zVj~  
下面就是产生这个functor的类: pz"}o#R"x  
- x;xQ  
n^<J@uC  
template < typename Actor > fM"&=X  
class do_while_actor :g{ybTSEe  
  { >b8-v~o{  
Actor act; 0XI6gPo%  
public : XJ1Bl  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ,M$h3B\;r  
FLIU}doc  
template < typename Cond > 'ZAIe7i&  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; KLjvPT\  
} ; |{MXDx  
V/RV,K1/  
2_TFc2d  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 k&npC8oA  
最后,是那个do_ o* e'D7  
DH)E9HL  
(4/W)L$  
class do_while_invoker s%G%s,d  
  { &d]@$4u$;  
public : w Ju9.  
template < typename Actor > z}Um$'. =  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const A.(e=;0bu  
  { p[}~Z|(  
  return do_while_actor < Actor > (act); Ao\Im(?  
} 8 EU/}Ym  
} do_; ,x?Jrcx~'C  
< Yc)F.:  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? -8v:eyc  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 {: =]J4]  
最后来说说怎么处理break和continue H;#C NB<e  
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。 +K ,T^<F;  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五