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
  • 7932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 .h*&$c/l  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qo}kwwWN;  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, 0@xuxm/i  
g%\e80~1(  
pp{%\td  
I5 2wTl0  
  class filler 4P` \fz  
  { ^?juY}rZ=|  
public : WUqAPN  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} VUx~Y'b  
} ; sI^1c$sBN  
Ex*g>~e  
=%RDT9T.  
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: Y ,}p  
!`aodz*PO  
s:fnOMv "  
fSun{?{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (@&|  
Wx XVL"  
_Juhl^LM;  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 6XX5K@  
1,pg:=N9  
+_`F@^R_   
Th!S?{v   
二. 战前分析 }!.7QpA$  
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。 -(1e!5_-@  
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 tv;3~Y0i  
-7+Fb^"L  
:ss9-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [hFyu|I !  
  /* --------------------------------------------- */ 7IIM8/BI  
vector < int *> vp( 10 ); :F<a~_k  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =,?@p{g}  
/* --------------------------------------------- */ ZW\h,8%  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); |kVxrq  
/* --------------------------------------------- */ ME |"pJ  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); _wX'u,HrC  
  /* --------------------------------------------- */ TZHqn6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); '.^JN@  
/* --------------------------------------------- */ Fx.uPY.a  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); gjs-j{*  
/ Sp+MB9  
pkM32v-  
r+Z+x{  
看了之后,我们可以思考一些问题: 95(VY)_6#A  
1._1, _2是什么? QeQbO  
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。 X5<L  
2._1 = 1是在做什么? bqLv81V  
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。 _ !Ph1  
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。 i:z A(  
LpF6e9V\Wp  
=l_eliM/  
三. 动工 ({i|  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: t8^*s<O  
0\ gE^=o[  
w$t2Hd  
}Rf } iG  
template < typename T > '7=*n_l  
class assignment $23R%8j   
  { Y< M}'t  
T value; %EVg.k$  
public : =+"XV8Fi,  
assignment( const T & v) : value(v) {} ](0A/,#q6  
template < typename T2 > "/\:Fdc^  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } g6*}& .&  
} ; hpw;w}m  
Gge"`AT  
E]7G4  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 /_56H?w\  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment R'80{  
JUXK}0d%eN  
W>, b1_k c  
4<O[d  
  class holder 3g6R<Ez  
  { I]$kVa1iN  
public : ,$G89jSM  
template < typename T > "iKK &%W  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const B$lbp03z  
  { u(lq9; ;Th  
  return assignment < T > (t);   () SG  
} koie  
} ; 6: M   
"fmJ;W;#1  
:`uo]B"  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: c[;I\g  
VX- f~  
  static holder _1; 0_Y;r{3m"  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <vj&e(D^  
I 4EocM=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); z3$PrK%  
而不用手动写一个函数对象。 AU7c = H:?  
[PU.lRq  
7%F9.h  
_=cMa's  
四. 问题分析 FB</~ g  
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。 "OWq]q#  
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。 1f~D Uku=  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 |E}N8 \Gr  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 N,;Bl&EU  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 @ojn< 7W  
b. t]p  
五. 问题1:一致性 G.BqT\ o'  
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?| sDwSEg>#B  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 t;? q#!uc  
3XA^{&}  
struct holder LOOv8'%O8  
  { )>?K:y8I~  
  // j0OxR.S  
  template < typename T > {X<tUco  
T &   operator ()( const T & r) const irL ehPX9  
  { iKdC2m  
  return (T & )r; Cx@,J\rsQ  
} PmTA3aH  
} ; Ig=4Z*au!g  
L>PpXTWwy  
这样的话assignment也必须相应改动: ^h' wZ7-\  
rA_e3L@v#[  
template < typename Left, typename Right > u''(;U[  
class assignment \?}ZXKuJj  
  { ABx0IdOcI  
Left l; !e%#Zb MIo  
Right r; kdv>QZ  
public : 2R)Y}*VX  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} le1'r>E$  
template < typename T2 > s^E%Uk m  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ANWa%%\T  
} ; Z3Vi il:  
~xA' -N/  
同时,holder的operator=也需要改动: )! OEa]  
0Uybh.dC  
template < typename T > ty "k  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const g~`UC  
  { ^6obxwVG  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 0t<TZa]V  
} x2 tx{Z  
V-)q&cbW]q  
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。 iHR?]]RF  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 WSh+5](:  
\=nY&Ml  
return l(rhs) = r; ]xFd_OHdb  
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。 @(ev``L5g  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4|*_mC  
A}W&=m8!  
template < typename Tp > xKIm2% U9  
class constant_t F*(<`V  
  { m'a3}vRV(  
  const Tp t; TMq\}k-I5  
public : [P"#?7 N  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *P9)M%  
template < typename T > (m@({  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 6Si z9  
  { E5Z,4B  
  return t; (LGx;9S?  
} !d^5mati)T  
} ; Vw+U?  
k(V#{ YP  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (?$}Vp  
下面就可以修改holder的operator=了 )5p0fw  
w+[r$+z!k  
template < typename T > I>fEwMk~  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const M$|^?U>cm  
  { 02bv0  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); o-49o5:1  
} ?7(`2=J  
m~%IHWO'  
同时也要修改assignment的operator() {Pdy KgM  
J6=*F;x6E  
template < typename T2 > iN=-N=  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } N^:)U"9*e  
现在代码看起来就很一致了。 bW[Y:}Hk~  
cO_En`F  
六. 问题2:链式操作 29}(l#S}m  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 sJMT _yt;  
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。 ]iYjS  
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。 td%EbxJK]`  
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。 V"k*PLt  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Y}ITA=L7  
2Fp.m}42i(  
template < typename T > DzH1q r  
struct result_1 1dHN<xy  
  { "Q-TLN5(  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; c]#F^(-A`  
} ; ub7|'+5  
T =_Hd  
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: yB,$4:C  
4E<iIA\x  
template < typename T > 6 [w_ /X"  
struct   ref A6pPx1-&  
  { <4D.P2ct  
typedef T & reference; %^kBcId  
} ; |3QKxS0  
template < typename T > o[&*vc)  
struct   ref < T &> 'z>|N{-xG  
  { FK{Vnj0  
typedef T & reference; bw&8"k>D?  
} ; Jvgx+{Xu  
tg.[.v Ks  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Fzt{^%\`  
p0>W}+8fF  
template < typename T > <$qe2Ft Uq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const A )tGB&  
  { 1 cvoI  
  return l(t) = r(t); 'QeCJ5p]  
} ,l1A]Wx  
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。 9jBP|I{xI  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !.Eua3:V*  
4'P otv@/  
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 |@!4BA  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: f#FAi3  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 n&y'Mb PB  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >kU$bh.(  
最后的布局是: $oDc  
                Add w|lA%H7`J  
              /   \ 4$~eG"wu  
            Divide   5 {mr!E  
            /   \ Nb(c;|nV  
          _1     3 j0_)DG  
似乎一切都解决了?不。 CD]"Q1 t}  
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。 U9[QdC  
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。 J!YB_6b  
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: vz[oy|{F  
mu@He&w"  
template < typename Right > suiO%H^t  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const .!/w[Z]  
Right & rt) const CC"}aV5  
  { 9kZ[Z ,=>  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?d&l_Pa0e  
} <$metN~9j  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Y=6569U2  
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。 `#Z=cq^_  
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。 (_1(<Jw  
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。 6&xpS9  
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。 z0!k  
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? b\^X1eo  
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: z_nv|5"  
|Y"nZK,  
template < class Action > J[ ;g \  
class picker : public Action &6deds  
  { f=:ycd!  
public : "Tt5cqUQoY  
picker( const Action & act) : Action(act) {} PuO5@SP~  
  // all the operator overloaded w5Lev}Rb  
} ; ?DJ/Yw>>3  
vJI]ZnL{  
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。 /;E{(%U)t  
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: EC;R^)  
|2AMj0V~  
template < typename Right > 6,Z.R T{5  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const l5P!9P  
  { <UsFBF  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); &l M=>?  
} U</Vcz  
`-Y8T\  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > IX+!+XC"U  
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。 Q%>6u@'  
)@(IhU )  
template < typename T >   struct picker_maker q8 &\;GK|  
  { pz4lC=H%o  
typedef picker < constant_t < T >   > result; :#nfdvqm  
} ; $Iz*W]B!  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 9 t8NK{  
  { uSQlE=  
typedef picker < T > result; 8SGqDaRt  
} ; G'#Uzwo  
db*yA@2Lg  
下面总的结构就有了: U\y:\+e l  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 u0;k_6N  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Nhf@Y}Cu  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 e92,@  
至此链式操作完美实现。 NdxPC~Z+  
KwAc Ga}J  
pG&#xRk  
七. 问题3 aoUz_7  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 3kz O VZ  
.RW&=1D6  
template < typename T1, typename T2 > *(g0{V  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eL" +_lW  
  { @oKW$\  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); k^@dDLr"  
} #IvHxSo&  
3-Bz5sj9  
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: 0?,<7}"<X  
S\M+*:7  
template < typename T1, typename T2 > >BWe"{;  
struct result_2 #W9{3JGUY  
  { L_`D  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; `;Od0uh  
} ; 3D}Pa  
MX 7 Y1  
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? w<LV5w+  
这个差事就留给了holder自己。 X<sM4dwxE  
    :8t;_f  
)ko[_OJj  
template < int Order > W:VX^8</  
class holder; ;:  xE'-  
template <> kxCN0e#_  
class holder < 1 > ()^tw5e'^  
  { +aQM %~  
public : ~F " w  
template < typename T > {%Rntb  
  struct result_1 f4;V7DJ  
  { Z~AgZM R  
  typedef T & result; y9Pw'4R  
} ; #EA` |  
template < typename T1, typename T2 > a9_KoOa.H  
  struct result_2 ~KYA{^`*  
  { M 4E|^p=5  
  typedef T1 & result; De ([fC  
} ; ku)/ 8Z`$  
template < typename T > kO/YO)g  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const SuA  @S  
  { cO8yu`4!e  
  return (T & )r; B7.<A#y2  
} 7Hg;SK6t0  
template < typename T1, typename T2 > ]T=o>%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &3Ry0?RET  
  { zeshM8=  
  return (T1 & )r1; 5cj&D74o  
} O/.8;.d;4Y  
} ; 0nPg`@e.  
Ca["tks  
template <> .npD<*  
class holder < 2 > R8>17w.  
  {  c?*x2Vk  
public : KK?R|1VK9  
template < typename T > u p zBd]  
  struct result_1 V]Kk =  
  { 0DaKd<Scv  
  typedef T & result; 0 s@>e  
} ; D}rnp wp{  
template < typename T1, typename T2 > N C3XJ 4  
  struct result_2 A;TNR  
  { aJ J)ZP2+  
  typedef T2 & result; *XI- nH  
} ; x<5;#  
template < typename T > 4D[(X=FSU  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !jR 1!i   
  { p'kB1)~|  
  return (T & )r; Jq:Wt+a  
} qFp]jbU  
template < typename T1, typename T2 > iow"X6_l_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E~S~Ld%  
  { 2;7n0LOs}  
  return (T2 & )r2; =)f.Yf|A*  
} l'1_Fb  
} ; *-3*51 jW  
'#Q\p6G&_  
WeIi{<u8R  
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> >。 H on,-<  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: UW Px|]RC  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Ow {NI-^K  
S" PJ@E}^E  
return l(i, j) = r(i, j); q3D,hG_  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) xf;Tk   
C;YtMY:  
  return ( int & )i; qgxGq(6K  
  return ( int & )j; CpU y~  
最后执行i = j; $'w>doUlA  
可见,参数被正确的选择了。 Yq:+.UU  
l]L"Ex{  
7WHq'R{@  
!]MGIh#u  
&S[>*+}{+  
八. 中期总结 z J V>;  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: G)gPL]C0  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 c^~R %Bx  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 km,@yU  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor nu X`>Oy  
ahR-^^'$  
/~+j[o B  
]YUst]gu3  
Q SvgbjdE  
nc?Oj B  
九. 简化 W . dm1  
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。 >Ft:&N9L{  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 BAy)P1  
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: >L^ 2Z*  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 -l <[CI  
  +-*/&|^等 FXbalQ?^  
2. 返回引用。 ej[Y `N  
  =,各种复合赋值等 |iVw7M:  
3. 返回固定类型。 +L pMNnl6  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ,ysn7Y{Y  
4. 原样返回。 7Pr5`#x#  
  operator, :+ AqY(Gz  
5. 返回解引用的类型。 ~Dj_N$_+9  
  operator*(单目) Lmc"q FzK  
6. 返回地址。 lmx'w  
  operator&(单目) u:>*~$f   
7. 下表访问返回类型。 ?ehUGvV2  
  operator[] ~t^'4"K*  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 y<)q;fI7  
  operator<<和operator>> )C>M74Bt  
b\+9#)Up@  
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。 41o ~5:&  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: b@[\+P] "  
?r R, h{~  
template < typename Left > H?j}!JzAC  
struct value_return -l$-\(,M`#  
  { I_'0!@Nn7  
template < typename T > jxZd =%7Q  
  struct result_1 <a=k"'0  
  { SA.,Q~_T7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; G=>LW1E|  
} ; (L"G,l  
k5)e7Lb(  
template < typename T1, typename T2 > tSq`_[@  
  struct result_2 ] dHV^!  
  { WC 5v#*Jd  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; y_Nn%(j  
} ; \E,Fe:/g  
} ; #}zL?s^G  
{pEbi)CF,}  
U=ie| 3  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait v,mn=Q&9  
?)XPY<  
下面我们来剥离functor中的operator() S.NLxb/  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /-1 F9  
a\v@^4   
return l(t) op r(t) N,u~ZEI  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) f"A?\w @  
return op l(t) ,7izrf8  
return op l(t1, t2) #zw 'H9l  
return l(t) op H3jb{S b  
return l(t1, t2) op Z sbE  
return l(t)[r(t)] ]}jY] l  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] fAV=O%^  
3gY4h*|`<  
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: RLX?3u&  
单目: return f(l(t), r(t)); W\<p`xHk  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); oF#]<Z\  
双目: return f(l(t)); m_r_4BP  
return f(l(t1, t2)); #:M)a?E/%  
下面就是f的实现,以operator/为例 1|%C66f^  
&B>YiA  
struct meta_divide cG I^IPI  
  { P7kb*  
template < typename T1, typename T2 > 6WX+p3Kv  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @d=4C{g%o  
  { @@Vf"o+S  
  return t1 / t2; ~<w9a]  
} }u8D5Q<(  
} ; C6(WnO{6  
(eJYv: ^  
这个工作可以让宏来做: -4'yC_8t  
KRh95B GU  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ IBr|A  
template < typename T1, typename T2 > \ 4).>b3OhX  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ~F9WR5}]  
以后可以直接用 x'wT%/hp  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 3ws}E6\D  
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 J2adA9R/,  
(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。。。) kQMALS@R  
N5:muh \  
B0}f,J\  
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  mH*6Q>  
#35@YMF  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6dq*ncNin  
class unary_op : public Rettype CGkCLd*s]  
  { 0`dMT>&I  
    Left l; o`]u&  
public : XK4idC  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 4`#3p@-  
/|2#s%|-=  
template < typename T > -wjvD8fL  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const UP}5Eh  
      { yp:_W@  
      return FuncType::execute(l(t)); ONw;NaE,  
    } jPf*qe>U  
fUg I*V  
    template < typename T1, typename T2 > 4#BoS9d2I<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )R`w{V  
      { X#*|_(^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ;Y>cegG\  
    } RZeU{u<O  
} ; (S[" ak  
jTJ]: EN  
Z;#Ei.7p|  
同样还可以申明一个binary_op -6KGQc}U  
:LwNOuavN  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > h[0,/`qb{  
class binary_op : public Rettype :5`BhFAd  
  { ?E?dg#yk  
    Left l; $G5;y>  
Right r; -Vi"hSsUP  
public : @i[z4)"S  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  `9  
&k+'TcWm  
template < typename T > ,Si23S\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $MEKt}S  
      { t3)nG8> )  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); j&. MT@  
    } FaNH+LPe  
)TBG-<wt  
    template < typename T1, typename T2 > \e/'d~F  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XHu2G t_  
      { t$z FsFTQ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); D$RQD{*  
    } 9 1r"-%(r  
} ; ^p0BeSRiy;  
FasA f( 3  
iraO/KhD*3  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 bS+by'Ea1W  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Dm1;mRS+  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) y+XB  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 qdB@P  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! xrK%3nA4s"  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 MU^7(s="  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。  U'nz3  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) KbY5 qou  
下面是修改过的unary_op K>TdN+Z}=  
UpgY}pf}  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > rZDlPp>BPZ  
class unary_op %/:{x()G  
  {  @t  
Left l; DdTTWp/  
  lbv9 kk[  
public : Y) >GwFK$  
a r#p7N  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} eyZ /%4'q  
^3Ni  
template < typename T > N4%q-fi  
  struct result_1 ~h] <E  
  { RpE69:~PV  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Y" s1z<?  
} ; Dq!Vo;s2  
-i@1sNx&'  
template < typename T1, typename T2 > 0)V<)"i  
  struct result_2 `?Yh`P0  
  { 5A:mu+Iz6H  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8VJUaL@  
} ; xV'\2n=1T  
l K%pxqx  
template < typename T1, typename T2 > TE4{W4I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <a|$ Bl  
  { 4}{HRs?  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); SLL%XF~/Sb  
} J'O</o@e  
Z@=1-l  
template < typename T > wj/\ !V!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (z0S5#g ,x  
  { Bl-nS{9"  
  return OpClass::execute(lt(t)); }"<|.[V)  
} tt`j!!  
_-%A_5lCRE  
} ; |~bl%g8xP  
E ?(  
5Cd>p<  
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 $ +h~VC  
好啦,现在才真正完美了。 Vh:%e24Z  
现在在picker里面就可以这么添加了: \cdNyVY  
%_wX9Z T  
template < typename Right > 2l#Ogn`k  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const MJJy mi'b  
  { SUXRWFl  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); T^8t<S@`  
} iK6L\'k  
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。 d_*'5Eia6  
F kp;G  
lvIKL!;H  
TdI5{?sW  
mxhO: .l  
十. bind sn&y;Vc[$  
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。 `'[u%UE  
先来分析一下一段例子 LQ"56PP<  
>[=q9k  
,V!s w5_5m  
int foo( int x, int y) { return x - y;} cA1"Nek  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 yc2c{<Ya5  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 <8p53*a  
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。 6)m}e?D>  
我们来写个简单的。 t5#IiPp  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: o`HZS|>K*  
对于函数对象类的版本: OS6 l*S('  
8*3<Erv  
template < typename Func > l [?o du4  
struct functor_trait ]:JoGGE a0  
  { ]S4kWq{Y  
typedef typename Func::result_type result_type; a|`Pg1j#  
} ; KFdTw{GlJ7  
对于无参数函数的版本: ^!-*xH.dK  
.oYUA}  
template < typename Ret > Fd-PjW/E8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 7wsn8_n9  
  { *,~d!Fc  
typedef Ret result_type; S1&mY'c  
} ; dJM)~Ay-  
对于单参数函数的版本: wp`a:QZ8N  
["4h%{.  
template < typename Ret, typename V1 > 3(G}IWPq<  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Y"~I(,nx!  
  { ./LD  
typedef Ret result_type; 2e zQX2q  
} ; yazC2Enes8  
对于双参数函数的版本: wQ qI@  
`3^ *K/K\  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > u?Jw)`  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > n1 `D:XrE  
  { W~E%Eq3  
typedef Ret result_type; VS<E?JnbFV  
} ; y^tuybpZY<  
等等。。。 Qx|m{1~-  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <Yu}7klJE  
twU^ewO&  
template < typename Func > W}bed],l  
struct func_return NARW3\  
  {  y|U3  
template < typename T > Tw"u{%t  
  struct result_1 9nlfb~ F~P  
  { 08{0i,Fs  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; K O"U5v  
} ; =4uL1[0'  
*Hy-D</w%  
template < typename T1, typename T2 > tM]~^U  
  struct result_2 pb1/HhRR^n  
  { TaeN?jc5  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "Q6oPDX(  
} ; xal+ buOiP  
} ; XRCiv  
%4Cs c  
c1M/:*?%  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 L5! aLv#  
R9nW5f Nf  
template < typename Func, typename aPicker > -hw^3Af  
class binder_1 }YWLXxb;  
  { ?Z= %I$i  
Func fn; 7J,j  
aPicker pk; I}Uj"m`>  
public : ED&>~~k)  
t7tX<|aN  
template < typename T > |u8IQR'B  
  struct result_1 X&fM36o7  
  { Z`<S_PPz  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; r$}M,! J  
} ; NrT!&>M  
&p=Uus  
template < typename T1, typename T2 > o<bZ.t  
  struct result_2 `"zXf-qeE  
  { GZ,`?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ~wf&78  
} ; 8R"c}87  
hdt;_qa   
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 9`Bmop  
nI.K|hU:P  
template < typename T > fVx<f.xuW  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "s[wLclfG  
  { 8)HUo?/3  
  return fn(pk(t)); UZ7Zzc#g  
} L#mf[a@pCn  
template < typename T1, typename T2 > HZC^Q7]hy  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~``oKiPg@  
  { +U{8Mj  
  return fn(pk(t1, t2)); ;"46H'>!  
} $Y* d ' >  
} ; N|-M|1w96  
n4,b?-E>(  
LdnHz#  
一目了然不是么? &SuWmtq  
最后实现bind dPZrX{ c  
=vJ:R[Ilw  
*Z'*^Y1le  
template < typename Func, typename aPicker > /W\@/b,  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "j-Z<F]]  
  { =p~k5k4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Qc1NLU9:  
} `L# pN5  
o;5 J=  
2个以上参数的bind可以同理实现。 $P'Y  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 |8^53*f ?  
2GeJ\1k  
十一. phoenix >tc#Ofgzd  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: B8A-|S!,U  
e>z   
for_each(v.begin(), v.end(), B!{vSBq  
( N?7MYP  
do_ E;m]RtvH  
[ VRden>vKN  
  cout << _1 <<   " , " CqK&J /8  
] Kz>bfq7  
.while_( -- _1), iY@wg 8ry  
cout << var( " \n " ) S&(MR%".  
) tDw(k[aK@  
); z OwKh>]  
UF37|+"E  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: b7-M'-Km0_  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor  ;;>hWAS  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 rywui10x*  
那么我们就照着这个思路来实现吧: pUbf]3 t  
ws}cMX]*  
Xa o*h(Q@L  
template < typename Cond, typename Actor > ,',  S  
class do_while )B"k;dLm  
  {  W^dk:  
Cond cd; })#VO-J  
Actor act; T($d3Nn1  
public : uBpnfIe  
template < typename T > @ ;T|`Y=7  
  struct result_1 b0X<)1O  
  { :\hcl&W:  
  typedef int result_type; j'L/eps?S  
} ; ]k+XL*]'A  
S+wy^x@@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} YkWv*l  
arVu`pD*n  
template < typename T > ki|KtKAu_9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v@,n]"  
  { CG#lpAs  
  do sr S2v\1:  
    { rF@njw@  
  act(t); /;5U-<qf  
  } y5@#le M  
  while (cd(t)); ws/e~ T<c  
  return   0 ; 69q#Zw[,,  
} 6=pE5UfT  
} ; OdKfU^  
S7!+8$2mc_  
/H (55^EMZ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). I1f4u6\*X  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 }xx"  
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*Z<[*  
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。 \=1$$EDS9  
下面就是产生这个functor的类: Wg5<@=x!G  
:QoW*Gs1  
AONEUSxJ  
template < typename Actor > eIDrN%3  
class do_while_actor IRknD3LX  
  { (-D^_*f  
Actor act; u<['9U  
public : Y&uwi:_g  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} \Ota~A  
wi/qI(O!  
template < typename Cond > BHu%x|d  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9,?7mgZ p  
} ; <*Gd0 v%  
'" 4;;(  
f6,?Yex8B  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 J))U YJO  
最后,是那个do_ /:;"rnvq  
GY t|[GC  
gF>t+"+ x  
class do_while_invoker ~@\sN+VS  
  { F{G.dXZZ<  
public : JKz]fgOd$  
template < typename Actor > 50CjH"3PZ`  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const :w<Ga8\tZ  
  { 5m yQBKE  
  return do_while_actor < Actor > (act); l*w*e.ezQ  
} O)!S[5YI  
} do_; Aw]kQ\P&  
G3o`\4p  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? [X 9zrGHt  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 +a"f)4\  
最后来说说怎么处理break和continue gW-mXb  
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。 4(dgunP  
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 或 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