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
  • 4675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 $+w-r#,  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 q4KYC!b  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, a(K^/BT  
]= 9^wS  
j.g9O]pi  
iR{*X E   
  class filler MY z\ R \  
  { j<-YK4.t  
public : ?`=r@  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ^r^)  &]  
} ; O`'r:&#W  
1y6{3AZm<  
Q|nGY:98  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: hv9k9i7@l  
f26hB;n  
Jrw R:_+|  
y (=$z/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true );  pytF K)U  
aF:|MTC(~  
K`twbTU  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 FSkz[D_}  
McRfEF \  
~|=goHmm[  
@x/D8HK2  
二. 战前分析 L%0G >2x  
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。 Hge0$6l  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 hH=}<@z   
1zJ)x?  
{Nny .@P)H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8G|kKpX  
  /* --------------------------------------------- */ = ^_4u%}  
vector < int *> vp( 10 ); </) HcRj'e  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); M%1wT9  
/* --------------------------------------------- */ "1>48Z-UC  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }:4b_-&Q5  
/* --------------------------------------------- */ ^n<o,K4\}  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); T8-,t];i  
  /* --------------------------------------------- */ -gy@sSfvkv  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); K_CE.8G&{  
/* --------------------------------------------- */ 4{Af 3N  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); qI5`:PH%n  
^z}$ '<D9  
M}xyW"yp  
C *U,$8j|}  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3YJa3fflK  
1._1, _2是什么? q# t&\M.U  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 )XoIb[s"  
2._1 = 1是在做什么? xPorlX)zW  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 f|'8~C5I@>  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 @0U={qX  
.u$o^; z!  
F4 :#okt  
三. 动工 FR? \H"'x  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 2H2Yxe7?-  
 nypG  
>}6V=r3[+  
y6N }R  
template < typename T > hSF4-Vvb  
class assignment _!Ir|j.A  
  { ;A;FR3=)  
T value; "vN~7%  
public : h YEUiQ  
assignment( const T & v) : value(v) {} .GOF0puiM  
template < typename T2 > &ub0t9R  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } @w5x;uB|%G  
} ; ]U)Yg  
[7@9wa1v!  
bz\-%$^k  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )lDmYt7me  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment F*j0o +B5  
E e 15Y$1  
(bo-JOOdY(  
CKr5L  
  class holder dE ]yb|Ld  
  { k;xIo(:  
public : x{#W84  
template < typename T > k{-#2Qz  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const QeNN*@ ='i  
  { k*uLjU  
  return assignment < T > (t); #/LU@+  
} +/4wioGm  
} ; :*dfP/GO  
&_ W~d0  
n|AV7c  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: `T(T]^C98  
?Oyps7hXx  
  static holder _1; vG'I|OWg  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 b&\f 8xZ  
{'$+?V"&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); rs+ ["h  
而不用手动写一个函数对象。 q>Kzl/~c.P  
Hh{pp ^  
t?;\'  
g vu1  
四. 问题分析 WI}cXXUKm0  
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。 caXSt2|'  
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。 &$8YW]1M  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~zph,bk  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 6&s" "J)3  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 /+ Q3JS(  
l7vxTj@(-  
五. 问题1:一致性 tiQeON-Q_  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| QP:|D_k  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5}NTqN0@  
;?.w!|6  
struct holder 32x[6"T  
  { hG8<@  
  // lNba[;_  
  template < typename T > bK#SxV  
T &   operator ()( const T & r) const GW\66$|  
  { J`xCd/G  
  return (T & )r; w~wg[d  
} "'v^X!"  
} ; T3,}CK#O   
L. DD  
这样的话assignment也必须相应改动: +\)a p  
cT(=pMt8>  
template < typename Left, typename Right > KuJNKuHa.  
class assignment :jr`}Z%;y  
  { +Hk r\  
Left l; 5VjO:>  
Right r; $~)YI/b  
public : W@FSQ8b>$m  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0AD8X+M{P  
template < typename T2 > ^\C Fke=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } gi #dSd1\&  
} ; I#PhzGC@  
$L"h|>b\o  
同时,holder的operator=也需要改动: (C.<H6]=  
kcG_ n  
template < typename T > iOJ5KXrAO  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 7^W(es  
  { UAe8Ct=YJ  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); IaT\ymm`  
} Pmdf:?B  
Q:U>nm>xA  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 hI 1or4V  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 \dJOZ2J<z  
TX).*%f [r  
return l(rhs) = r; N~~ sM"n  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 hMnm>  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;b_l/T(  
?Sr7c|a2  
template < typename Tp > ,)M/mG?,  
class constant_t @UQ421Z`  
  { ]\m >N]P]  
  const Tp t; qPoN 8>.  
public : bCqTubbx!t  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  L30$  
template < typename T > xO&qo8*  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const " 6ScVa5)  
  { .,F`*JVFq  
  return t; vEw8<<cgg  
} M@+Pq/f:  
} ; mI'&!@WG  
-car>hQq  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 s w{e |  
下面就可以修改holder的operator=了 EhAaaG  
{"c`k4R  
template < typename T > c8LMvL  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Vw]!Kb7tA  
  { eY[kUMo  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); j]C}S*`"  
} 'P)c'uqd#  
X& mD/1  
同时也要修改assignment的operator() H3L uRGe&2  
HZqk)sN  
template < typename T2 > gY!?JZC-0  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } {5]c \_.  
现在代码看起来就很一致了。 72ZoN<c  
h"7~`!"~  
六. 问题2:链式操作 XK&G`cJ[  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -2'1KAk-W  
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。 q_cP<2`@V  
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。 1my1m  
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。 8SA" bH:  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +o?;7  
n8tw8o%&[  
template < typename T > +Fb+dU  
struct result_1 RM;Uq >l  
  { /@B2-.w  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; WK0:3q(P  
} ; 6MNrH  
:b] \*  
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: u+^KP>rM(  
0S96x}]J B  
template < typename T > q%LjOPE V  
struct   ref Xdf4%/Op  
  { hn~btu 9h  
typedef T & reference; N\|BaZ%>|  
} ; V!l?FOSZ  
template < typename T > 4n"6<cO5q  
struct   ref < T &> 6-z(34&N  
  { ) "Z6Q5k^  
typedef T & reference; Kq5i8L=u  
} ; i+F*vTM2,  
/24}>oAH  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: />N#PF  
vVP.9(  
template < typename T > yi:}UlO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const l(W?]{C[%  
  { >qs/o$+t}  
  return l(t) = r(t); 1R;@v3  
} O>'tag  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 (%OZ `?`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 "j&'R#$&d  
n =WH=:&  
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 mfG m>U  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: H32o7]lT  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9c%CCZ  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \t 5_V)P  
最后的布局是: !9.FI{W  
                Add Ii&p v  
              /   \ {,u})U2  
            Divide   5 *nYg-)  
            /   \ "7'P Lo3O  
          _1     3 s/B_  
似乎一切都解决了?不。 :dpwr9)  
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。 !FDd5CS  
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。 I,<?Kv  
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: 684|Uuf7  
R$+p4@?S  
template < typename Right > }LeS3\+UHl  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ,`02fMOLc  
Right & rt) const *{P/3yH  
  { lXZ*Pb<j  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^Ua6.RH8  
} 4$WR8  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ?O3d Sxi  
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。 <nb%$2r1  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 K8Q3~bMf  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 P@f#DX )  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 "}wO<O6[  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? vK[%c A"  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Ctn 4q'Q  
z:$ibk4#h  
template < class Action > ) P>/g*  
class picker : public Action }Z{FPW.QK  
  { #4lIna%VX  
public : {z\K!=X/  
picker( const Action & act) : Action(act) {} lZuH:AH  
  // all the operator overloaded rwVp}H G  
} ; reNf?7G+m  
[sjkm+ ?  
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。 % P E x  
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: EZN!3y| m  
g8l6bh$}  
template < typename Right > H%XF~tF:  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const l? U!rFRq`  
  { E3l*_b0  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); " :vEWp+g  
} +wJ!zab`  
awwSgy  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > d$ n31F  
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。 ZOMYo]  
NPrLM5  
template < typename T >   struct picker_maker <e?Eva%t`  
  { 8Y.9%@  
typedef picker < constant_t < T >   > result; M2N8?Ycv3  
} ; HFI0\*xn(  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > g&85L$   
  { KN[;z2i  
typedef picker < T > result; !yxqOT-  
} ; ~bC A8  
C l,vBjl h  
下面总的结构就有了: R"9w VM;*c  
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。 vy *-"=J  
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。 D%nd7 |  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 gFKJbjT|  
至此链式操作完美实现。 M:{Aq&.  
S,nELV~!  
(S?Y3l|  
七. 问题3  5QLK  
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。 as!a!1  
Qj;{Z*l%+  
template < typename T1, typename T2 > {x.0Yh7  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nvT@ 'y+  
  { )t"-#$,@  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); IlB8~{p_  
} g+4y^x(X@1  
P3: t 4^  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Hj|&P/jY]*  
4&;iORw&E4  
template < typename T1, typename T2 > BhzDV  
struct result_2 <y] 67:"<v  
  { QcW8A ,\q  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 3_Xu3hNH!  
} ; >>,G3/Zd*  
F{!pii5O9  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? No} U[u.O  
这个差事就留给了holder自己。 z__?kY  
    |Z<\kx  
n)98NSVDbT  
template < int Order > ,`Y$}"M4  
class holder; >*8V]{f9  
template <> jt on\9  
class holder < 1 > ESIP+  
  { U`i5B;k}-  
public : +q '1P}e  
template < typename T > xNf}f 9 l  
  struct result_1 a @2fJ}  
  { B(++*#T!^m  
  typedef T & result; H{vKk  
} ; lQHF=Jex  
template < typename T1, typename T2 > LWT\1#  
  struct result_2 L|T?,^  
  { Rbf6/C  
  typedef T1 & result; 32<D9_  
} ; ;_e9v,  
template < typename T > #~|k EGt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const P,{Q k~iu  
  { PY.K_(D  
  return (T & )r; hOU H1m.  
} 'UIFP#GtFO  
template < typename T1, typename T2 > *G> x07S)~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #@$80eFq  
  { *uhQP47B  
  return (T1 & )r1; p35=CX`T.  
} 5'I+%66?h$  
} ; Giv,%3'  
],pB:=  
template <> ^w\22 Q  
class holder < 2 > #f2k*8"eAF  
  { 8m?(* [[  
public : B#Ybdp ;  
template < typename T > bTc >-e,  
  struct result_1 F nA Kfh(  
  { 6M*z`B{hV  
  typedef T & result; q>.7VN[ vE  
} ; d#rr7O  
template < typename T1, typename T2 > fd&Fn=!  
  struct result_2 q()o|V  
  { iY,C0=n5Y  
  typedef T2 & result; pT]hPuC  
} ; G+8)a$?v  
template < typename T > E+@Q u "W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const mvEhP{w  
  { j2MA['{  
  return (T & )r; O8@65URKx  
} 0Idek  
template < typename T1, typename T2 > ]`&_!T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bE !SW2:M  
  { SKL4U5D{  
  return (T2 & )r2; @|anu&Hm  
} Y,)(Q  
} ; Xfq`k/ W  
yS W$zA,  
ZL6HD n!  
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> >。 wf\"&xwh?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: qPq]%G*{  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: [<R haZz  
NZB*;U~t  
return l(i, j) = r(i, j); ]!B0= XP  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) !E 5FU *s  
4^L;]v,|7  
  return ( int & )i; [Km{6L&  
  return ( int & )j; Dt: Q$  
最后执行i = j;  pux IJ  
可见,参数被正确的选择了。 rFg$7  
o72r `2  
Vke<; k-  
*/;7Uv7  
;'n%\*+fHH  
八. 中期总结 =GX5T(P8k  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: q`c!!Lg  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 6dIPgie3w  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 3CoZ2  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor  ##rkyd  
P51M?3&=l  
R5uG.Oj-2  
b w P=f.  
%;'~TtW5  
j&d5tgLB  
九. 简化 ,_e [P  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 M}\h?s   
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 kK[4uQQ  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Pao^>rj  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 > <YU'>%  
  +-*/&|^等 @|b-X? `  
2. 返回引用。 eP-|3$  
  =,各种复合赋值等 |UXSUP @s  
3. 返回固定类型。 `}Zqmfs  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 5qz,FKx5  
4. 原样返回。 mJUM#ry  
  operator, <1|[=$w  
5. 返回解引用的类型。 Tx;a2:6\[  
  operator*(单目) 7?Wte&C];p  
6. 返回地址。 ..)J6L5l  
  operator&(单目) $l]:2!R  
7. 下表访问返回类型。 qIi \[Ugh  
  operator[] k H.dtg_  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 r:g\  
  operator<<和operator>> f$C{Z9_SX  
EqW~K@  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 L kK *.  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Ul}RT xJ  
DSU8jnrL  
template < typename Left > vE:*{G;Y  
struct value_return keAoJeG,J  
  { EQm{qc;  
template < typename T > &:  Q'X  
  struct result_1 a^R?w|zCX  
  { cpdESc9W  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; W8d-4')|  
} ; _Si=Jp][  
?})A-$f ~  
template < typename T1, typename T2 > i>Q!5  
  struct result_2 ,s[%,ep`  
  { ukiWNF/  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; aK_5@8+ZD  
} ; wMW<lT=;  
} ; 0g?)j-  
:$k*y%Z*N&  
hne@I1  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait N:lfKI  
{kpF etXt?  
下面我们来剥离functor中的operator() z?o8h N\  
首先operator里面的代码全是下面的形式: X8)k'h  
4IeCb?  
return l(t) op r(t) =)Xj[NNRT  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) g:Hj1!'  
return op l(t) ~:DL{ZeEb  
return op l(t1, t2) xKUL}>8  
return l(t) op 6 VEB2F  
return l(t1, t2) op n28JWkK8  
return l(t)[r(t)] [dJ!JT/X{  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] rwP#Yj[BK+  
Ob$``31{s  
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: w(oK   
单目: return f(l(t), r(t)); WNyW1?"  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2));  !VGG2N8  
双目: return f(l(t)); IoDT  
return f(l(t1, t2)); r: K1PO  
下面就是f的实现,以operator/为例 }+@9[Q L  
MAek856  
struct meta_divide X1@DI_  
  { FLi'}C  
template < typename T1, typename T2 > yK*vn]}  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) _ Sr}3  
  { Ge q]wv8  
  return t1 / t2; l2 .S^S  
} `2.c=,S{  
} ; 1VJ${\H]  
pD<w@2K  
这个工作可以让宏来做: $.`o  
ER"69zQg|2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ p'jc=bL E  
template < typename T1, typename T2 > \ =5|7S&{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; p<fCGU  
以后可以直接用 [IYVrT&C'  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 2"ax*MQH<^  
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 NqD]p{>Y  
(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。。。) $k~TVm Yex  
CF bNv9GZj  
c -+NWC  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 }A3/(  
=D1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _p )NZ7yC  
class unary_op : public Rettype v=llg ^  
  { @v)Z>xv  
    Left l; Gx C+lqH#  
public : [^hW>O=@TN  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} xM jn=\}  
@| z _&E  
template < typename T > ~gI%lORqN  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NEq_!!/sF  
      { h^3gYL7O6  
      return FuncType::execute(l(t)); '<Zm>L&  
    } h:4(Gm;  
}* :3]  
    template < typename T1, typename T2 > '/>Mr!H#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Wiis<^)  
      { +CSpL2@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); o~LJ+m6-)  
    } ]_s3<&R  
} ; ]1 f^ SxSI  
a/J<(sak~X  
:c*"Dx'D  
同样还可以申明一个binary_op 2-4N)q  
&_L@hsm  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ju+3}  
class binary_op : public Rettype |*bUcS<S  
  { tq L(H25z  
    Left l; }_+XN"}C  
Right r; !*#9b  
public : ^'X I%fEf  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MLDzWZ~}ef  
=KPmZ,/w  
template < typename T > a#p+.)Wm  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,.)wCZ,wca  
      { Z)rW>I  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Ks.b).fH  
    } ](r}`u%}y  
Hx#YN*\.M  
    template < typename T1, typename T2 > qTuR[(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Mq> 4!  
      { b31$i 5{  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); w.m8SvS&b  
    } BE?]P?r?  
} ; o5Oig  
-E7mt`:d  
Z '5itN^  
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 YSnh2 Bq  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 J9T2 p\5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 7@c!4hmrU  
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。 Myc-lCE  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! P+CV4;Xz  
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。。。 rNN>tpZ}  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Jm4uj &}3  
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) Y '/6T]a  
下面是修改过的unary_op \[G'cE  
ifn=De3+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > YmljHQP  
class unary_op O nXo0PV/(  
  { o#m31* o  
Left l; {it.F4.  
  D6ZHvY8R  
public : MdBmq/[O  
oG,>Pk  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} O,%UNjx9K  
mE~ WE+lw9  
template < typename T > y [Vd*8  
  struct result_1 +<E#_)}`D6  
  { P'~`2W0sz  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >2#<gp3  
} ; e r3M vw  
6))":<J  
template < typename T1, typename T2 > D.Ke  
  struct result_2 ~n 'A1  
  { I0 t#{i  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; HI5NWdfRl  
} ; !S?Fz]  
$yOB-  
template < typename T1, typename T2 > t 24`*'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Qa2h#0j  
  { !oz{XWE  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); UBd+,]"f  
} 0AM_D >fH  
FVXsu!R  
template < typename T > uEgR>X>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ? 2}%Rb39  
  { H; `F}qQ3  
  return OpClass::execute(lt(t)); l,|Llb  
} CPZ{  
Z `F[0-  
} ; Fo3*PcUv  
*~8F.c x  
O?vh]o  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Z}O]pm>=G  
好啦,现在才真正完美了。 =z}PR1X!  
现在在picker里面就可以这么添加了: S257+ K9  
O>)eir7  
template < typename Right > 5AT^puL]]  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const s9C^Cy^su  
  { 0H_Ai=G  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); +s#%\:Y M  
} P(PBOB97  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 x(c+~4:_M  
SGKAx<U  
&YIL As^8A  
 %lj5Olj  
s_ZPo6p  
十. bind ~ZafTCa;  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 wH"9N+82M  
先来分析一下一段例子 8L[+$g`  
yu_PZ"l  
\]>821r  
int foo( int x, int y) { return x - y;} /Am9w$_T[  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 rl.K{Uad  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 | V(sCF  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 M8H hjoo  
我们来写个简单的。 ]I*RuDv}  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ]*NYuEgc  
对于函数对象类的版本: i&DbZ=n2  
72$S'O%,0  
template < typename Func > 1V,@uY)s  
struct functor_trait fDr$Wcd~  
  { 7#JnQ| ]  
typedef typename Func::result_type result_type; #JYl%=#,  
} ; @>2]zMFf  
对于无参数函数的版本: :s_o'8z7L  
"e-z 2G@z  
template < typename Ret > knO X5UnS  
struct functor_trait < Ret ( * )() > gb,ZN^3<-  
  { ltOS()[X  
typedef Ret result_type; g:uVl;>  
} ; P 0\`4Cr!  
对于单参数函数的版本: !$n@:W/  
bofI0f}5.  
template < typename Ret, typename V1 > TqJ @l  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > <HnJD/g  
  { O n0!>-b,  
typedef Ret result_type; ,?LE5]  
} ; +~=a$xA[C  
对于双参数函数的版本: jA "}\^%3  
qz- tXc ,  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > NioqJG?p  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > h`U-{VIrqi  
  { 7bYwh8  
typedef Ret result_type; JOuy_n  
} ; nHRsr x  
等等。。。 {5VJprTbv  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy i>S@C@~  
*Y8 5ev q  
template < typename Func > 09 McUR@  
struct func_return 1*A^v  
  { bF9.k  
template < typename T > &Sb)a  
  struct result_1 zgFL/a<  
  { oY~q^Y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ] 6(%tU  
} ; yoGG[l2k>s  
l|+$4 Nb2  
template < typename T1, typename T2 > O+&;,R:  
  struct result_2 wHbmK  
  { r]6+&K  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; a )lCp  
} ; j f4<LmR  
} ; \i?bt0bM  
2RZa}  
wMkHx3XD  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 V|A)f@ Fs  
I3 6@x`f  
template < typename Func, typename aPicker > 5ppr;QaB  
class binder_1 ,i6U*  
  { Qc Wg  
Func fn; @@ @}FV&  
aPicker pk; ms3"  
public : 7x.j:{2  
yVVyWte,  
template < typename T > 8nZ_.  
  struct result_1 3` IR ^  
  { !hJ!ck]M  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7/M[T\c  
} ; /w?zO,!  
KHP/Y {mH  
template < typename T1, typename T2 > !L +b{  
  struct result_2 ~_0XG0oA  
  { 2iKteJ@h)  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }!xc@  
} ; 6  _V1s1F  
gs+n J+b  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 1 jLQij  
!d 4DTo  
template < typename T > cY+fZ=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TP| ogF?  
  { A;X3z-[[  
  return fn(pk(t)); d l Ab`ne  
} l ?b*T#uIk  
template < typename T1, typename T2 > '_Q';T_n99  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )Ko~6.:5H  
  { z(,j)".  
  return fn(pk(t1, t2)); +P+h$gQ  
} Lo}T%0"G  
} ; rR ^o  
G/~b(V;>  
^:$ShbX"P  
一目了然不是么? cxQ %tL+S&  
最后实现bind XFWE^*e=B  
@-0mE_$[  
OI0@lSAo<  
template < typename Func, typename aPicker > 'b"7Lzp2  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) w('}QB`xad  
  { Za?BpV~  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); >bI\pJ  
} `*0VN(gf'  
UdcV<#  
2个以上参数的bind可以同理实现。 P}=n^*8(I  
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。 <}.!G>X  
45BpZ~-  
十一. phoenix +_ 8BJ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 3xRn  
9*~";{O.Oa  
for_each(v.begin(), v.end(), *yHz#u'  
( R4b!?}d  
do_ jq#`cay!  
[ DGTE#?'(  
  cout << _1 <<   " , " 7'8G,|&:*  
] 74NL)|M  
.while_( -- _1), PYNY1 |3  
cout << var( " \n " ) vo:h"ti  
) *6][[)(  
); *T}c{/  
6)ysiAH?  
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: Jw;G_dQ[  
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 eC<?g  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 S&&Q U #  
那么我们就照着这个思路来实现吧: kZ6:= l  
1:yil9.\*  
#y"LFoJn  
template < typename Cond, typename Actor > UCj<FN `  
class do_while YuHXm3[  
  { `|&0j4(Pg  
Cond cd; @o1#J` rv  
Actor act; z[vu- f9  
public : gw">xt5  
template < typename T > M17+F?27M  
  struct result_1 /V2yLHm  
  { Ps(oxj7  
  typedef int result_type; fGA#0/_`  
} ; y"8,jm  
Xwu&K8q21  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _V8;dv8  
-glGOTk  
template < typename T > I!(BwYd  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ttB>PTg#  
  { Q t>|TGz  
  do uK#2vgT  
    { u] G  
  act(t); )p#L"r^)  
  } wi%ls8F  
  while (cd(t)); XL;WU8>  
  return   0 ; !,Cbb }  
} A@Zqh<,Ud  
} ; e]dFNunFq0  
Nw"?~"bo  
;;C2t&(  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). uvR l`"Y  
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。 *c%{b3T_  
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。 oLq N  
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。 '6g-]rE[  
下面就是产生这个functor的类: M$!-B,1BX  
{KK/mAp{  
{: \LFB_  
template < typename Actor > Chad}zU`  
class do_while_actor C7AD1rl  
  { {61Y;  
Actor act;  8 }AWU  
public : =HV${+K=~  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0`v-pL0|  
#Jp|Cb<qx  
template < typename Cond > n{{"+;oR  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; r XBC M  
} ; JrX. f  
Nq6; z)$  
!&.-{ _$  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 P1^|r}  
最后,是那个do_ 3xdJ<Lrq  
Q W c^}#!!  
$-jj%kS  
class do_while_invoker \hEIQjfi  
  { qu'D"0  
public : bI(8Um6m  
template < typename Actor > XWNo)#_3  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 2AMb-&po&f  
  { QctzIC#;k  
  return do_while_actor < Actor > (act); 8\C][ y  
} _ShWCU-~Z  
} do_; DSq?|H  
@,2,(=l*C  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 2}* 8( 32  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 xoGrXt9&  
最后来说说怎么处理break和continue ] O~$|Wk  
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。 ;n|%W,b-  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八