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
  • 4467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 *HQ>tvUh  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 K'U=);W  
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, 'RIx}vPf  
(U|WP%IM'  
TmLfH d  
E qt\It9  
  class filler @`rC2-V  
  { 6LzN#g  
public : ?; tz  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} r]bG,?|  
} ; '.t{\  
S2~im?^21  
)JA^FQ5N  
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: qfgw^2aUa  
s[u*~A  
\`>f?}4  
-) !;45  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); i$XT Qr0K=  
^-qz!ib  
Mdy4H[Odq  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 m=D9V-P  
Eyg F,>.4  
#8a k=lL  
18ON`j  
二. 战前分析 uB+ :sX-L  
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。 $%?[f;S3,  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 OT}P0 ~4s  
+Sg+% 8T  
r5PZ=+F  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); RtF!(gd  
  /* --------------------------------------------- */ Lv:;}  
vector < int *> vp( 10 ); \kC'y9k  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); rVDOco+w  
/* --------------------------------------------- */ v)LSH;<  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); B8?j"AF  
/* --------------------------------------------- */ muIJeQ.C  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); :hDv^D?3  
  /* --------------------------------------------- */ 5ih5=qX  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); :VlMszy}B3  
/* --------------------------------------------- */ rh6 e  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); k3&/Ei5  
\}; 4rm}V  
Nq[-.}Z6  
km6O3> p5r  
看了之后,我们可以思考一些问题: G PL^!_  
1._1, _2是什么? ;rt\  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Fuo.8  
2._1 = 1是在做什么? XZj3x',;  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 6Bn}W ?  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 {5JYu  
<|VV8r93  
/D;cm  
三. 动工 Q VWVZ >l  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: SQDc%I>b  
\Z625jt  
ccgV-'IG9  
T,v5cc:nO  
template < typename T > rnXoA, c/  
class assignment Y2(,E e2  
  { x24&mWgU  
T value; M3H^s_  
public : mWH;-F*%  
assignment( const T & v) : value(v) {} =_`cY^ib+  
template < typename T2 > # 0/,teJ k  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } O @{<?[  
} ; r& nE M6  
(sEZNo5n  
R3E|seR  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 u{|^5%)  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment #;<dtw  
tdnd~WSR  
u7bji>j  
.$ 5*v  
  class holder 6?= ^8  
  { }*56 DX  
public : %(g!,!l)  
template < typename T > )4  'yI*  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const tj[-|h  
  { }K9Ji]tOK:  
  return assignment < T > (t); Z^GXKOeq  
} cDh\$7'b  
} ; #YB3Ug]z  
q8 Rep  
iI!g1  
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: ?,FL"ye  
G3de<?K.[V  
  static holder _1; dlc'=M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !9EbG  
'o-J)+oa  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $>=w<=r|;  
而不用手动写一个函数对象。 QHe:  
c_syJ<  
=<z~OE'lV  
!24g_R[3"  
四. 问题分析 W29GM -,K  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 p&3~n: Fo  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 8iN@n8O  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 QjyJmW("Z  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 #L xfE<^  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 V-z F'KI[  
e[t1V/ah  
五. 问题1:一致性 [N1[khY`  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| @1)C3(=A  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 No(S#,vJ;  
%YI!{  
struct holder FSS~E [(DL  
  { Q?-uJ1J  
  // + )*aS+  
  template < typename T >  h]?[}&  
T &   operator ()( const T & r) const 8'Q1'yc  
  { l[{Ci|4  
  return (T & )r; lK #~lC  
} sys;Rz2  
} ; e}q!m(K]e-  
K]dX5vJw'  
这样的话assignment也必须相应改动: 8!Q0:4Vb  
StM)lVeF  
template < typename Left, typename Right > T( sEk  
class assignment ]=m0@JTbG  
  { iuWw(dJk  
Left l; %{^kmlO  
Right r; ?=\_U  
public : j:'!P<#  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} cUM#|K#6  
template < typename T2 > Gm'Ch}E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 7\JA8mm  
} ; =s[P =dU  
k0!D9tk  
同时,holder的operator=也需要改动: %~YQl N  
8:t1%O$  
template < typename T > +0FmeM&`h_  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const / S)&dN`  
  { 8rgNG7d  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  Q-Rt  
} &\s>PvnquX  
AC/82$  
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。 t&Z:G<;  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 NpF}~$2  
fIcra  
return l(rhs) = r; Y4n; [nHQ(  
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。 jRzQ`*KC#  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: OPwO`pN  
E[E[Za^Y  
template < typename Tp > h;sdm/  
class constant_t ,R;wk=k  
  { Dx<CO1%z-  
  const Tp t; v J.sa&\H  
public : bbO1`b-  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 7`f',ZK%  
template < typename T > {|J'd+  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ,:QDl  
  { *T'>-nm]  
  return t; .5x+FHu7  
} &u/T,jy`  
} ; ?=h{`Ci^ $  
JH0L^p   
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]h$,=Qf hD  
下面就可以修改holder的operator=了 YSE6PG   
vc_ 5!K%[  
template < typename T > $lMEZt8A  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const s) vHLf4T  
  { ^L1#  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); p}'uCT ga  
} %CP:rAd`M.  
)R2BTE:  
同时也要修改assignment的operator() WwF4`kxT  
I bd na9z7  
template < typename T2 > 93npzpge  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Q7 Clr{&  
现在代码看起来就很一致了。 ;ip"V 0`  
^{T3lQvt  
六. 问题2:链式操作 6h|@Bz/A  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Ppzd.=E  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 L@|W&N;%a  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 j:9kJq>mv  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 *|RQ )  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct x^| J-  
ec4jiE  
template < typename T > c2z%|\q  
struct result_1 w$cic  
  { cia4!-#  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \1[I(u  
} ; j3bTa|UdT  
iTt"Ik'  
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: XLK#=YTI  
{P_~_5o_  
template < typename T > V6,D~7  
struct   ref Q)c $^YsI  
  { q9RCXo>Y+1  
typedef T & reference; fa#]G^f  
} ; >o=3RB=Fh  
template < typename T > ,*2%6t`N?  
struct   ref < T &> &t +   
  { zn T85#]\@  
typedef T & reference; ~EIY(^|py  
} ; {6v|d{V+e  
?=]`X=g 6  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: .#uRJo%8  
/(w:XTO<  
template < typename T > aXyu%<@k  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const W>Y8 u8  
  { 8u$Kr q  
  return l(t) = r(t); :".:Wd  
} z I`'n%n=  
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。 C+Wb_  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 }(AUe5aw`G  
,9q=2V[GP  
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 $jb0/  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: cve(pkl  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Y;je::"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 o$m64l  
最后的布局是: p#O#M N*  
                Add hi>Ii2T  
              /   \ I]>-~_  
            Divide   5 lnW/T--  
            /   \ 5+GW% U/  
          _1     3 !arcQ:T@G  
似乎一切都解决了?不。 l/yLSGjM  
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。 C8cB Lsa[J  
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。 Z~8Xp  
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: !o*BRR*  
Q{!lLka  
template < typename Right > yw5MlZ4P=  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const gh}FZs5 P  
Right & rt) const BD,JBu]  
  { BnqAv xX  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zY(*Xk  
} j*Q/vY!T  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *D F5sY  
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。 JrseU6N  
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。 C;wN>HE  
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。 hT^6Ifm  
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。 p{!aRB%  
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? (iGk]Rtzt  
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: G-Z_pGer^  
W$N_GR'4  
template < class Action > Xgd!i}6Q  
class picker : public Action B[C2uVEX:  
  { qDhz|a#  
public : X6!u(plVQ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} u7fae$:&  
  // all the operator overloaded Pp:(PoH  
} ; (p68Qe%OuG  
CCp{ZH s  
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。 W$B>O  
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: xx nW1`]  
z >vzXM  
template < typename Right > %#02Z%?%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const +kH*BhSj  
  { qUx!-DMY  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); m=PSC Ib  
} JE9|;A  
hBz~FB];&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Bca\grA  
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。 -#Yg B5  
'_g8fz 3  
template < typename T >   struct picker_maker Vg\EAs>f  
  { ^] Lr_k  
typedef picker < constant_t < T >   > result; (# eB %  
} ; |`U^+Nf  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > E4HG`_cWb  
  { g/mVd;#o  
typedef picker < T > result; UALwr>+VJ  
} ; -/B}XN W  
T}$1<^NK  
下面总的结构就有了: ub{<m^|)  
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。 4.|]R8Mn  
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。 &rorBD 5aj  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 d&(GIH E&d  
至此链式操作完美实现。 L<J';#BD  
VDx=Tsu-  
Dvo.yn|kB  
七. 问题3 \Z ] <L  
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。 v~?d7p {  
?Re@`f+*  
template < typename T1, typename T2 > )2g\GRg6  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /wKW  
  { <)uUAh  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); R4_4FEo  
} {Rc/Ten  
?2 u_E "  
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: *["9;_KD  
4G;+ETp  
template < typename T1, typename T2 > 245(ajxHC  
struct result_2 pOyM/L   
  { S3MMyS8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; }C}~)qaZv+  
} ; iJZqAfG{m?  
q<@f3[A  
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? T3@wNAAU  
这个差事就留给了holder自己。 kmi[u8iXD_  
    ]chcRc[!  
q^JJ5{36e  
template < int Order > bVQLj}%   
class holder; .YYiUA-i9n  
template <> * Od_Cl  
class holder < 1 > Agl5[{]E  
  { 8ysU.5S  
public : m[LIM}Gu  
template < typename T > `5r*4N<  
  struct result_1 T8GxoNm  
  { X{| 1E85fl  
  typedef T & result; 6|V713\  
} ; e-ljwCD  
template < typename T1, typename T2 > 3=o3VGZP  
  struct result_2 6;dQ#wmg  
  { Cl7IP<.  
  typedef T1 & result; m>x.4aO1  
} ; C;0H _  
template < typename T > <T)9mJYr  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const JX7_/P  
  { [uT& sZxmg  
  return (T & )r; TbXp%O:[W  
} )TP 1i  
template < typename T1, typename T2 > -;a}'1HOE  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Ett%Y*D+J  
  { (x@|6Sb  
  return (T1 & )r1; o|>2X[T  
} 94=Wy-  
} ; zy(sekX;  
k:Da+w_'1  
template <> t.t$6+"5We  
class holder < 2 > |g;hXr#~  
  { 'v GrbmK  
public : Y#V`i K  
template < typename T > jX-v9eaA  
  struct result_1 M`-#6,m3  
  { :XxsDD  
  typedef T & result; BKPXXR  
} ; a9j f7r1  
template < typename T1, typename T2 > w=vK{h#8  
  struct result_2 G%Hr c  
  { %{!*)V\  
  typedef T2 & result; ^GQ+,0Yy  
} ; BD&JbH!(  
template < typename T > 3V?JX5X\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const c/DB"_}!a  
  { 0.'$U}#b  
  return (T & )r; z2vrV?:  
} OIGu`%~js  
template < typename T1, typename T2 > -GLI$_lLF  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {" woBOaA  
  { (n;#Z,  
  return (T2 & )r2; jAB~XaT,  
} o9(:m   
} ; '`p#%I@  
x9bfH1  
X!ZUR^  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 %D< =6suW  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: wb~#=6Y  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: l ~CYxO  
dYrw&gn  
return l(i, j) = r(i, j); Eyv%"+>  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) )D\!#<#h  
X31[  
  return ( int & )i; %ZF47P%6  
  return ( int & )j; [v ( \y  
最后执行i = j; Q'/v-bd?o  
可见,参数被正确的选择了。 /FJ )gQYA  
btoye \ rl  
JnQ5r>!>3  
_LU]5$\b  
= &jLwy  
八. 中期总结 =Y Je\745  
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: ad+@2-Y  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 P /|2s  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 J5e  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor [vh&o-6  
{Z%4Pg  
}iZO0C  
2L Kpwz?  
L}Nc kL  
P>n}\"z4  
九. 简化 qIIc>By(\"  
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。 g\^7Q  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 "i0{E!,XL  
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: 0aj4.H*%  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 gg $/  
  +-*/&|^等 TR}ztf[e  
2. 返回引用。 mucKmb/  
  =,各种复合赋值等 RG[b+Qjn  
3. 返回固定类型。 qp$Td<'Y  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 8 :B(}Y4K  
4. 原样返回。 *{[jO&& J  
  operator, t)o!OEnE  
5. 返回解引用的类型。 g:<2yT  
  operator*(单目) <*k]Aa3y  
6. 返回地址。 uU_lC5A|  
  operator&(单目) ;%wQnhg  
7. 下表访问返回类型。 *%'nlAX6%  
  operator[] 4UP#~  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 6?\X)qBI  
  operator<<和operator>> 0} v_usP  
$p? gai{o  
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。 -=5]B ;  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 1?+%*uoPX  
#fdQ\)#q>  
template < typename Left > o^HzE;L}  
struct value_return L-SWs8  
  {  {}x{OP  
template < typename T > ~Y;_vU  
  struct result_1 "A?&`}%  
  { K6 D3  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 86+nFk  
} ; bz$)@gLc  
/A$mP)}tz  
template < typename T1, typename T2 > yvN;|R  
  struct result_2 gLp7<gx6  
  { vu7F>{D  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; vhsHyb  
} ; ]1YyP  
} ; fbv%&z  
\ k&(D*u  
o+-G@ 16  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Nr6[w|Tzd  
=?9z6=  
下面我们来剥离functor中的operator() fu 0]BdM  
首先operator里面的代码全是下面的形式: !.\-l2f  
{jVEstP  
return l(t) op r(t) j\SvfZ0"  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Vm6 0aXm_  
return op l(t) R|tf}~u !x  
return op l(t1, t2) Xh'_Vx{.j`  
return l(t) op xi3  
return l(t1, t2) op Zq[aC0%+  
return l(t)[r(t)] Q--Hf$D]H  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] iH&BhbRu_  
b@9>1d$  
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: bSbUf%LKt  
单目: return f(l(t), r(t)); a[).'$S}'  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^R;Qa#=2  
双目: return f(l(t)); >U4hsr05  
return f(l(t1, t2)); w&U>w@H^  
下面就是f的实现,以operator/为例 4<c #3]  
#@qd.,]2  
struct meta_divide ~m0l_:SF  
  { pXL@&]U+  
template < typename T1, typename T2 > 6KpG,%2L#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) b`%(.&  
  { 22`N(_  
  return t1 / t2; Fqr}zR)  
} h 7x_VO  
} ; )wFr%wNe  
:>G3N+A)  
这个工作可以让宏来做: j)A$%xUo  
v J `'x  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ b!do7%]i  
template < typename T1, typename T2 > \ `y%1K|Y=  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; fQ.{s Q$@h  
以后可以直接用 +0&SXhy%y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 3d_PY,=1  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 k2 axGq  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) %+A z X  
%BV 2 q  
)'pc1I  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 9bE/7v  
'OERW|BO  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ueimTXk  
class unary_op : public Rettype qjc8$#zXS  
  { qYi<GI*|@  
    Left l; ;R#:? r;t  
public : Q|3SYJf  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} rEWPVT  
%b)~K|NEFf  
template < typename T > $IdY(f:.:5  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,:G3Y )  
      { @1p ,  
      return FuncType::execute(l(t)); ,vN0Jpf}\8  
    } \q |n0>  
@qGg=)T  
    template < typename T1, typename T2 > #!h +K"wX  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y64B"J=P 9  
      { x?|C-v  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); GiF})e}  
    } 02_37!\  
} ; uI'g]18Hi  
Dq~PxcnI  
HDTdOG)  
同样还可以申明一个binary_op 4h[S`;D0Vf  
RR 8Z 9D;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Nvef+L,v  
class binary_op : public Rettype y 8./)W&/  
  { TNvE26.(  
    Left l; Q302!N  
Right r; I{V1Le4?  
public : %s#`i$|z*n  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >Za66<:  
(ex^=fv  
template < typename T > guD?~-Q  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lQ}e"#<  
      { _:tclBc8R  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); c= -2c&=&  
    } q|8p4X}/]  
"eH~/6A  
    template < typename T1, typename T2 > _z3Hl?qk=  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5xEk 7g.  
      { iN}BMd.U  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); hVfiF  
    } v{H3DgyG  
} ; e$wbYByW  
X> *o\   
F! |?S:X  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 4't@i1Ll(  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Q9~UL^bF  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ;-G!jWt6Zi  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 .%@=,+nqz  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! >Kd(.r[Er  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ~'4:{xH  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 FZ)Y<r8|s  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) us.+nnd  
下面是修改过的unary_op N1V qK  
wFW2m  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Efb S*f5  
class unary_op P7Th 94  
  { `R}D@  
Left l; 3xW;qNj:!l  
  ;'Pi(TA)  
public : n ^T_pqV?X  
n9zS'VU  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} u&=SZX&G k  
,{C(<1  
template < typename T > GXEOgf#i  
  struct result_1 VD \pQ.=  
  { u.gh04{5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t|*PC   
} ; Z`xz|:D+  
3zb;q@JV  
template < typename T1, typename T2 > tUq* -9 V  
  struct result_2 `4cs.ab  
  { JF*JF Ob  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /KEPPp  
} ; ]lF'o&v]  
vd-`?/,||  
template < typename T1, typename T2 > G'( %8\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z9$x9u  
  { A.vcE  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); p5C sw5  
} { e2 (  
T\:3(+uK  
template < typename T > tc@U_>{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]Bs ?  
  { w\;=3C`  
  return OpClass::execute(lt(t)); ?9i7+Y"  
} Ms(;B*  
+[r%y,k  
} ; wC BL1[~C  
w;' F;j~  
p;j$i6YJ  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug .c"UlOZ&w^  
好啦,现在才真正完美了。 -3Vx jycY  
现在在picker里面就可以这么添加了: i#1T68y}  
g_] u<8&  
template < typename Right > AnPm5i.  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const %kJ:{J+w]  
  { 1q~U3'l:$  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); e=Kv[R'(M  
} OP2!lEs  
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。 $t 1]w]}d  
Dt1{]~30  
[ZURs3q  
q) /;|h  
FTCp3g  
十. bind j Xi<ZJ  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 w}NgFrL  
先来分析一下一段例子 ]02 l!"  
#jr;.;8sQ  
An[*Jx  
int foo( int x, int y) { return x - y;} =oT@h 9VI  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 1a4QWGpq  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 l,*Q?q  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 8)"KPr63M  
我们来写个简单的。 Z mi<Z  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: D{'Na5(  
对于函数对象类的版本: 5B2x# m|8  
}~QB2&3  
template < typename Func > \U !<-  
struct functor_trait a2=wJhk  
  { .j}u'!LKul  
typedef typename Func::result_type result_type; 2z0HB+Y}x  
} ; &p ;};n  
对于无参数函数的版本: }%k"qW<Y  
f!LZT!y  
template < typename Ret > 0^ E!P>  
struct functor_trait < Ret ( * )() > qZ\zsOnp  
  { M8cLh!!  
typedef Ret result_type; oN `tZ;a  
} ; <*(~x esPS  
对于单参数函数的版本: 8!UZ..  
Jh466; E  
template < typename Ret, typename V1 > &/JnAfmYqt  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > GV[%P  
  { /$eEj  
typedef Ret result_type; (6h7'r $  
} ; bLV@Ts  
对于双参数函数的版本: !zJ.rYZ=g`  
+:'Po.{"  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0a'@J~v!  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > FD-)nv2:  
  { :_H88/?RR  
typedef Ret result_type; UetmO`qju  
} ; <|_Ey)1 6  
等等。。。 37[C^R!1c  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy PaZYs~EO  
y5ExEXa  
template < typename Func > l^"G\ZVI  
struct func_return =@z"k'Vl`  
  { a&[nVu+  
template < typename T > \wCL)t.cX  
  struct result_1 KqUFf@W  
  { {h=Ai[|l4Q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?l(hS\N,  
} ; hJ@nW5CI  
dWUu3  
template < typename T1, typename T2 > G~]BC#nB_  
  struct result_2 b1OB'P8  
  { k$>T(smh  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; EGt)tI&  
} ; vKt_z@{{L  
} ; 40E[cGz$*  
Kv7NCpq'  
GND[f}  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (`p(c;"*C!  
7ou^wt+%  
template < typename Func, typename aPicker > r:cUAe7#  
class binder_1 V_pBM  
  { =jN]ckn  
Func fn; Q'VS]n  
aPicker pk; v+G:,Tc"  
public : P33E\O  
-{h[W bf  
template < typename T > D/WS  
  struct result_1 MlZ`g,{  
  { [;I8ZVE  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; UU;:x"4  
} ; :9b RuUm  
~-+Zu<  
template < typename T1, typename T2 > ob{pQx7  
  struct result_2 +0 MKh  
  { vF&b|V+,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I,eyL$x  
} ; z@i4dC  
l+6(|"md  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ^U}0D^jDeE  
lI 1lP 1  
template < typename T > umzYJ>2t  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lND[anB!  
  { jGn^<T\  
  return fn(pk(t)); u $#7W>R  
} :!$z1u8R  
template < typename T1, typename T2 > }Kt?0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kP$g l|  
  { YkX=n{^  
  return fn(pk(t1, t2)); __j8jEV  
} i7V~LO:gq  
} ; BvF_9  
{O) &5  
M>@R=f  
一目了然不是么? gQWX<  
最后实现bind mx~sxYa  
T;@>O^  
LltguNM$  
template < typename Func, typename aPicker > )\vHIXnfJ1  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) N_D+d4@  
  { RWFf-VA?  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); e6lOmgHn5  
} 8F`  
S:/RYT"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ^z^e*<{WEl  
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。 'hO;sL  
-P>=WZu  
十一. phoenix S7{.liHf  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: \_nmfTr!K  
Y&+_p$13  
for_each(v.begin(), v.end(), l-}5@D[  
( AijTT%  
do_ }Y`<(V5:  
[ uz3pc;0LPY  
  cout << _1 <<   " , " Xe;(y "pR  
] h;qy5KS  
.while_( -- _1), BWdc^  
cout << var( " \n " ) + <9 eN  
) ApYud?0b  
); D1~x  
y[6&46r7D  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: WwtE=od  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor wI@I(r~ g  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 f&|A[i>g  
那么我们就照着这个思路来实现吧: C_cs(}wi  
(0#F]""\e  
AAq=,=:R<  
template < typename Cond, typename Actor > NLZZMr  
class do_while "%''k~UD 4  
  { ;'QY<,p[e  
Cond cd; )nHE$gVM s  
Actor act; [Cj)@OC  
public : bk"k&.C^+  
template < typename T > M&/aJRBS  
  struct result_1 1i/::4=  
  { $@_t5?n``F  
  typedef int result_type; +6hl@Fm(  
} ; R G0S  
guOSO@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 4s~HfxYT  
!3I(4?G,  
template < typename T > S1^nC tSF  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o4 %Vt} K  
  { YYE8/\+B.  
  do t'Eb#Nup3  
    { ihiuSF<NaQ  
  act(t); 6`qr:.  
  } ^0~c 7`k`V  
  while (cd(t)); 1<a@p}  
  return   0 ; r%F(?gKXkd  
} wD6!#t k  
} ; q11QAx4p  
xY2}Wr j,  
i}`_H^  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). sB( `[5I  
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。 gX$0[ sIS.  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 L$lo~7<]  
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。 sq~+1(X  
下面就是产生这个functor的类: ,2,SG/BB  
!@pV)RUv7  
]l=O%Ev  
template < typename Actor > 4|6&59?pnc  
class do_while_actor X'FEOF  
  { =t3vbV  
Actor act; QB/7/PW{H\  
public : m<4s*q0\i  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ?ds f@\  
\E$1lc  
template < typename Cond > N7*CP|?E  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9H h~ nR?  
} ; k,,!P""  
As@ihB+(\  
Z|ZBKcmg  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 wJ+U[a  
最后,是那个do_ ^:4L6  
w"cM<Ewu  
\|2t TvW,0  
class do_while_invoker A\".t=+7  
  { 8jy-z"jc  
public : 61/)l0 <;  
template < typename Actor > (8CCesy&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 5<89Af&&K8  
  { Z-(} l2\  
  return do_while_actor < Actor > (act); ?"{QK:`  
} HEBqv+bG  
} do_; [ULwzjss#L  
,b4):{  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? }{ n\tzR  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 0iYP  
最后来说说怎么处理break和continue u3]Uxy  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 %_R$K#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