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
  • 5547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 km9#lK  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 zE1=P/N  
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, BaI-ve  
Q`'cxx  
tzd !r7  
[Q8Wy/o Q  
  class filler V6d,}Z+"z'  
  { r`sKe &  
public : {ixKc  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} HU/4K7e`  
} ; )K]p^lO  
LNR1YC1c  
ltk ARc3  
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: %7`eT^  
I>l^lv&[+  
9eHqOmz  
g}Lm;gs!>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); > r(`4M:  
_~yd  
1>\V>g9  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 JBHPI@Qt%  
73S N\  
`?[,1   
A7#nBHwxZ  
二. 战前分析 A9]& w  
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。 A =Z$H2  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 .Ow8C  
sd B(sbSF  
hg<[@Q%$o  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /%jX=S.5h<  
  /* --------------------------------------------- */ 9dAtQwGR"6  
vector < int *> vp( 10 ); =~W=}  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -e0[$v  
/* --------------------------------------------- */ :|ah u  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); J9XH8Grk-  
/* --------------------------------------------- */ j$s/YI:  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); `Xeiz'~f8  
  /* --------------------------------------------- */ w8$> 2  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); /+`%u&<  
/* --------------------------------------------- */ (xTGt",_Jo  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $'eY-U8q  
fdwP@6eh  
L[nDjQn"  
CSW+UaE  
看了之后,我们可以思考一些问题:  R:Ih#2R  
1._1, _2是什么? 2T?Y  
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。 nnT#S  
2._1 = 1是在做什么? [MbbL  
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。 \ %MsG  
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。 2cIbX  
>O rIY  
88S:E7 $  
三. 动工 }f}?|&q  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 7mXXMm  
N`?/kubD  
o%;ly  
f9kd&#O&  
template < typename T > J}8p}8eF,  
class assignment Qmo}esb'(  
  { b.?;I7r   
T value; p"jze3mF  
public : T=sAy/1oR  
assignment( const T & v) : value(v) {} {5c?_U  
template < typename T2 > H%rNQxA2 +  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ]yqE6Lf9  
} ; <,/7:n  
&hL2xx=  
8>x' . 8  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 5=#d#dDc  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment %t!S 7UD  
6~W@$SP,F  
QE)zH)(  
h. ftl2>  
  class holder -gba&B+D"  
  { M,li\)J!&  
public : aTeW#:m  
template < typename T > <`; {gX1  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const X9FO"(J  
  { d-tg^Ot#  
  return assignment < T > (t); MY c&  
} |Z2"pV  
} ; z;<~j=lP  
zG9D Ph  
Y[}A4`  
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: jg{2Sxf!c  
 ^QJJ2jZ  
  static holder _1; a L+>XN  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6hYz^}2g  
,>kVVpu  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \**j \m   
而不用手动写一个函数对象。 &$_!S!Sa/  
g%[:wjV;  
[Eu) ~J*  
~ @xPoD&  
四. 问题分析 CZeZk  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 leH 7II9  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 eXK3W2XF  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 GQ@mQ=i  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2=8PA/  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 UdnRsp9S  
. o /uA  
五. 问题1:一致性 -PSgBH[  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| pXN'vP  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Q{950$ )L  
`t)9u^[<(  
struct holder v)_FiY QQ6  
  { @d 7V@F0d  
  // u?dPCgs;h  
  template < typename T > 0\ (:y^X  
T &   operator ()( const T & r) const 3Z*o5@RI  
  { {dpDQP +!  
  return (T & )r; L_vl%ii-  
} Z10}xqi!X  
} ; ! {G0'   
5~IdWwG*w  
这样的话assignment也必须相应改动: y||RK` H  
E/%"%&`8j  
template < typename Left, typename Right > AzXLlQ  
class assignment wDW%v@  
  { 0<~~0US  
Left l; |%XTy7^a  
Right r;  w0=  
public : `{Q'iydU  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} QNU~G3  
template < typename T2 > z_ycH%p  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } &*+$38XE^  
} ; s[0`  
`DgK$QM  
同时,holder的operator=也需要改动: (M$>*O3SR  
a0sz$u  
template < typename T > ([< HFc`  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const o68i0aFW  
  { Yn= "vpM1  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); xLoQ0rt 6  
} Z)E)-2U$@  
KU` *LB:  
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。 }5oI` 9VT  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 6 V0Ayxg7  
fy"}# 2  
return l(rhs) = r; T*C25l;w  
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。 jj]\]6@+P  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: .UL 2(0  
%hYgG;22  
template < typename Tp > ,*6K3/kW  
class constant_t <F0^+Pf/  
  { 1;=L] L?  
  const Tp t; klm>/MXI`  
public : C-c'"FHq  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ye$_=KARP  
template < typename T > [%dsq`b#  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const <5z!0m-G  
  { K}@rte  
  return t; (Fzy8 s  
} d%'#-w'  
} ; T@yQOD7  
tp cB}HUv  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 I{(!h90  
下面就可以修改holder的operator=了 iXnXZ|M  
LsERcjwwK  
template < typename T > d[3me{Rs  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const {\1bWr8!U  
  { C][hH?.  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 6Oy:5Ps8a  
} a`w=0]1&*  
[6mK<A,/  
同时也要修改assignment的operator() R'c dEoy  
+S(# 7  
template < typename T2 > :V+rC]0  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } F7JO/U^oU  
现在代码看起来就很一致了。 #  `E  
Cst1nGPL  
六. 问题2:链式操作 X.4WVI  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 @9 S ::  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Wu$ryX  
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。 Bn&P@C$7  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ct-Bq  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ZNw|5u^N  
_1gNU]"  
template < typename T > ?{TWsuP7  
struct result_1 U!|)M  
  { G)< B7-72;  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *x2!N$b  
} ; j67a?0<C2U  
aYa`ex  
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: qLL rR,:  
k(H]ILL  
template < typename T > R5=J:o  
struct   ref G>vK$W$f N  
  { rogy`mh\r2  
typedef T & reference; G]aey>)  
} ; a%`Yz"<lQ  
template < typename T > p4z4[=-:  
struct   ref < T &> ),N,!15j,  
  { |k6+- 1~_  
typedef T & reference; M(+Pd_c6  
} ; [x{$f7CEh  
h623)C;  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: s&nat4{B  
*Ze0V9$'  
template < typename T > F*U(Wl=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const kBk>1jn"  
  { ~F-knEvL  
  return l(t) = r(t);  Q(w;  
} -hnNa A  
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。 n! 5(Z5=  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ?=Ceo#Er  
"W+>?u)  
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 ~`Bk CTT  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: =A,B'n\R  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 CJN~p]\  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 5?H8?~&dz  
最后的布局是: )@DDs(q=i  
                Add o7E|wS  
              /   \ L3\#ufytb  
            Divide   5 5XX)8gAo  
            /   \ W6>t!1oO+  
          _1     3 [r"Oi| 8I  
似乎一切都解决了?不。 \VhG'd3k  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 V. i{IW  
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。 h9 DUS,G9,  
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: $Z)u04;&@  
K!\v ?WbF  
template < typename Right > rtAPkXJFM  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const KJyCfMH&:@  
Right & rt) const kF^4kCJ@  
  { `Ns@W?  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _Vp"G)1Y  
} R /" f  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 AJB NM  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。  mhrF9&s  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 G?@W;o)  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 A'`F Rx(  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 A{;"e^a-^l  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? QB X EM=  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: nG4ZOx.*1g  
 &ox  
template < class Action > gk| % 4.  
class picker : public Action "9'3mmZm=?  
  { ZMlBd}H  
public : )rP,+B?W  
picker( const Action & act) : Action(act) {} (" :Dz_  
  // all the operator overloaded kCEuzd=$V  
} ; .?s jr4   
hNh!H<}|m8  
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。 ynM:]*~K  
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: +&)/dHbL`]  
v)*MgfS  
template < typename Right > G7Ck P  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Mm*V;ADF  
  { [ x+ -N7  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); V-#JV@b  
} !;8Y?c-D  
,gZp/yJ;  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > hfI=9x/  
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。 ] / Nt  
*#>(P  
template < typename T >   struct picker_maker EpG9t9S9  
  { :|kO}NGM  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 4+>yL+sC%v  
} ; :k ?`gm$  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > *~ IHVU  
  { 7"2BZ  
typedef picker < T > result; m%u`#67oK  
} ; U[3w9  
Wjq9f;  
下面总的结构就有了: |~%RSS~b*  
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。 zqt<[=O  
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。 _Jg#T~  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1@{ov!YB]  
至此链式操作完美实现。 ]tu OWR  
J?TCP%  
|DW^bv  
七. 问题3 BMO,eQcB  
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。 jt}oq%Bf  
@1'OuX^  
template < typename T1, typename T2 > VtzZ1/J E  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &TRKd)wd  
  { $/ "+t.ir3  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); (BtU\f#d  
} eCKm4l'BZ  
Eh;Ia6}  
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: $:5h5Y#z  
KB~1]cYMp  
template < typename T1, typename T2 > R5QW4i9  
struct result_2 lwt,w<E$  
  { !bLCha\  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; cd,'37pZ  
} ; MHWc~@R  
"k + :!D  
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? H#GR*4x  
这个差事就留给了holder自己。 =>PX~/o  
    W (TTsnnx  
.(Ux1.0C  
template < int Order > }Y.@:v j  
class holder; 5YPIv-  
template <> n1|]ji[c  
class holder < 1 > @A8y!<  
  { .T8^>z1/\F  
public : ;C o"bP's  
template < typename T > )?&mCI*  
  struct result_1 o7+<sL  
  { bS:$VyH6  
  typedef T & result; GB `n  
} ; } -4p8Zt  
template < typename T1, typename T2 > *{5}m(5F  
  struct result_2 `m1stK(PO  
  { {=I,+[(  
  typedef T1 & result; exSwx-zxI  
} ; TuCHD~rb  
template < typename T > 1 c"s+k]9  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const o/ \o -kC}  
  { 6flO;d/v  
  return (T & )r; B YB9M  
} o(v`  
template < typename T1, typename T2 > Z{(Gib~{N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const IA1O]i S  
  { *tZ3?X[b  
  return (T1 & )r1; |U1u:=[  
} </<z7V,{  
} ; n@@tO#!\  
tZ=|1lM  
template <> fU.hb%m)Q\  
class holder < 2 > .6n|hYe  
  { w0js_P-uv  
public : sdXchVC  
template < typename T > >@4Ds"Ye"O  
  struct result_1 05 6yhB  
  { ]lJ#|zd8o  
  typedef T & result; 8_>:0(y  
} ; Y uZ  
template < typename T1, typename T2 > |OF3J,q  
  struct result_2 "[A&S!  
  { -{eiV0<^  
  typedef T2 & result; 7je1vNs  
} ; /s)It  
template < typename T > 25, [<Ao  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;ACeY  
  { 3s:)CXO  
  return (T & )r; <C"}OW8  
} gcX  
template < typename T1, typename T2 > ]]V=\.y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const cP/(h  
  { ZMyd+C_P2  
  return (T2 & )r2; c:z}$DK&'  
} Y=pRenV'  
} ; qy\SOA h  
E.VEW;=  
/KvpJ4  
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> >。 ,aWfGh#$  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: nYRD>S?uz  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: *=E4|>Ul,  
OZ Obx  
return l(i, j) = r(i, j); < R@&<E6  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 1 d.>?^uE  
wL0"1Ya  
  return ( int & )i; kgmb<4p  
  return ( int & )j; =g@hh)3wP  
最后执行i = j; @iz S_I,  
可见,参数被正确的选择了。 ";0-9*I  
&E k\  
wAb_fU&*  
y7*^H  
BYS>"  
八. 中期总结 9*|An  
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: Ke&fTK  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 nDchLVw  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 t^9q>[/d`  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ER$~kFE2yP  
1 gRR  
.fW`/BXE  
qn\>(&  
GWShv\c}  
Q;1$gImFz  
九. 简化 }Ty_ } 6a5  
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。 DNM~/Oo  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 uoBPi[nK  
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: ,%m$_wA$  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 \@n/L{}(@  
  +-*/&|^等 1hp@.Fv  
2. 返回引用。 L/cbq*L  
  =,各种复合赋值等 XlNB9\"5  
3. 返回固定类型。 wY}+d0Ch  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) b}G +7B  
4. 原样返回。 0MzHr2?'P  
  operator, d}415 XA  
5. 返回解引用的类型。 #$fFp  
  operator*(单目) `}Hnj*  
6. 返回地址。 {k~$\J?.  
  operator&(单目) 1r w>gR  
7. 下表访问返回类型。 K<_H`k*x  
  operator[] Bp6Evi  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 +~/zCJ;F  
  operator<<和operator>> -)<Nd:A  
p|bpE F=U  
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。 !! K=v7M  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: gf@'d.W}  
eZJOI1wNp  
template < typename Left > >"nk}@  
struct value_return B'0Il"g'  
  { *'t`;m~  
template < typename T > 1Q;` <=  
  struct result_1 YGn:_9  
  { p9sxA|O=y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; YvHn~gNPhs  
} ; XAFTLNV>  
NAocmbfNz  
template < typename T1, typename T2 > -jw=Iyv  
  struct result_2 " 7 4L  
  { ]V]o%onW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; :{6[U=O  
} ; 5Q'R5]?h  
} ; +1623E  
Gsh2  
3a S>U #  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait hg>YOf&RG  
! O>mu6:Rf  
下面我们来剥离functor中的operator() Yr,1##u  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ^~I  
+%~g$#tlJo  
return l(t) op r(t) t-Fl"@s  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) wIiT :o  
return op l(t) V)Xcn'h  
return op l(t1, t2) Stw6%T-  
return l(t) op : R&tO3_F  
return l(t1, t2) op d16 PY_  
return l(t)[r(t)] \d;Ow8%d/  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] LMDa68 s  
8+W^t I  
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: Z n!SHj  
单目: return f(l(t), r(t)); #WG(V%f]  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1f:k:Y9i  
双目: return f(l(t)); vT~a}  
return f(l(t1, t2)); =w5w=qB  
下面就是f的实现,以operator/为例 rYqvG  
33C#iR1(WJ  
struct meta_divide lqs_7HhvRS  
  { /4 f;Niem  
template < typename T1, typename T2 > 8| /YxF<  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) x/<. ?[A  
  { C!P6Z10+j  
  return t1 / t2; 5-QXvw(TH  
} ~!OjdE!u  
} ; U#P#YpD;==  
sOW|TN>y\  
这个工作可以让宏来做: J.d `tiN  
w?C\YKF7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?m.4f&X  
template < typename T1, typename T2 > \ C u:-<  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; h^)2:0#{I  
以后可以直接用 dd+).*  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) xVP GlU  
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  Ui.F<,E  
(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。。。) ^eRuj)$5A  
WveFB%@`;  
1,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 x@ O:  
$b$D[4  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }R x%&29&  
class unary_op : public Rettype {%Y7]*D  
  { ;sf/tX  
    Left l; +A3 H#'  
public : a*8}~p,  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;F Bc^*q  
H#y"3E<s  
template < typename T > Mg$Z^v|}0  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V_kE"W)  
      { sFTIRVXN,  
      return FuncType::execute(l(t)); Y(f-e,  
    } xd3  
2o/`8+eJu  
    template < typename T1, typename T2 > Fqv5WoYVf  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F8I <4S  
      { ,L;vN6~  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ;<A/e  
    } 5dk,!Cjg  
} ; e{,/  
K/-D 5U  
As`^Ku&  
同样还可以申明一个binary_op O#\> j  
luT8>9X^:a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qu%s 7+  
class binary_op : public Rettype 8gNEL+  
  { nmGHJb,$  
    Left l; a5M>1&j/eC  
Right r; <GN?J.B  
public : |9I;`{@  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O)R0,OPb  
B .mV\W  
template < typename T > M}Mzm2d#`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4;||g@f'[  
      { $EIkk= z  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); D,/9rH  
    } Ah6x2(:  
08a|]li  
    template < typename T1, typename T2 > [Bo$?  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KF)i66  
      { 3D0I5LF&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); z<>_*Lfj  
    } ^@2Vh*k  
} ; #Au&2_O  
6]S.1BP  
"_j7kYAl  
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 U^&Cvxc[[  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 #8jd,I% L  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3)a29uc:U  
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。 dk/*%a +  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! <4,?lZ  
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。。。 1`{ib  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 G6 5N:  
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) df& |Lc1J  
下面是修改过的unary_op 8A.7=C' z  
'wrpW#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > tqCg<NH.!m  
class unary_op 6,1|y%(f  
  { 5QJL0fc  
Left l; h$\h PLx  
  ^E17_9?  
public : XD}_9p  
YPnJldVn  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} `F8;{`a  
c&-$?f r  
template < typename T > j:3Hm0W3  
  struct result_1 .~ lt+M9  
  { o q)"1  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; W2qQKv  
} ; t}*!UixE  
>:&p(eu)L0  
template < typename T1, typename T2 > T l(uqY?9  
  struct result_2 oH0F9*+W  
  { :0/o?'s  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; PSS/JFZ^  
} ; Gw^=kzh  
4ZpF1Zc4B  
template < typename T1, typename T2 > `+c9m^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C&N4<2b  
  { }#5roNH~Z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); u#k ,G`  
} y4rJ-  
eh4"_t  
template < typename T > >Eg. c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (Gc`3jJ  
  { T JS1,3<  
  return OpClass::execute(lt(t)); wg0.i?R-]  
} @]wem  
dt&Lwf/  
} ; $'{`i 5XB  
]V^.!=gh$  
0P3|1=  
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 4 Olv8nOe<  
好啦,现在才真正完美了。 PFgjWp"Y  
现在在picker里面就可以这么添加了: _|wY[YJ[  
yPG\ &Bo  
template < typename Right > ?V:]u 3  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const hs_|nr0;[  
  {  / !  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 6ri?y=-c  
} 8kM0  
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。 ';|>`<  
Hs -.83V  
p2DNbY\]  
as |c`4r\O  
;6 6_G Sjz  
十. bind HT=Am  
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。 Yn]y d1  
先来分析一下一段例子 )LrCoI =|  
Iki+5  
) a\DS yr  
int foo( int x, int y) { return x - y;} #0<y0uJ(y  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 _.*4Y  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 '7LJuMp$#  
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。 ~EWfEHf*BJ  
我们来写个简单的。 t,1!`/\  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 5QFXj)hR+4  
对于函数对象类的版本: 1L=Qg4 H  
LO}:Ub  
template < typename Func > '[yqi1 &  
struct functor_trait mImbS)V  
  { ?"<r9S|[O  
typedef typename Func::result_type result_type; HZ<f(  
} ; ~muIi#4  
对于无参数函数的版本: g6/N\[b%  
vWi. []  
template < typename Ret > q|$>H6H4b  
struct functor_trait < Ret ( * )() > W*rU,F|9  
  { ,{ L;B  
typedef Ret result_type; f'`nx;@X  
} ; Re,$<9V  
对于单参数函数的版本: s!;VUr\  
pg}+lYGP  
template < typename Ret, typename V1 > .UhBvHH  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > -=t3O#  
  { 1QF*e'  
typedef Ret result_type; .m]=JC5'  
} ; m`\i+  
对于双参数函数的版本: PVS<QN%  
) 4L%zl7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > h;ol"  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *v nxP9<  
  { Rp`_Grcd  
typedef Ret result_type; +`s&i%{1>  
} ; h6T/0YhWLP  
等等。。。 [' OCw {<  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy q'Pz3/mk  
Ux)p%-  
template < typename Func > q4.dLU,1  
struct func_return 'f?&EsIV?  
  { eFj6p<  
template < typename T > _z(5e  
  struct result_1 Ad`[Rt']kI  
  { B`?N0t%X  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; rv%ye H  
} ; x#j\"$dla  
Msa6yD#  
template < typename T1, typename T2 > Il^ \3T+  
  struct result_2 BvZ^^IUb  
  { <` p75B  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; APtselC  
} ; *e-ptgO  
} ; ,y8I)+  
<jRFN&"h}  
6mF{ImbRbS  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 {r].SrW9s9  
`J=1&ae{  
template < typename Func, typename aPicker > fr'huvc  
class binder_1 Hr<C2p^a  
  { -wf RR>)d  
Func fn; io9xI3{  
aPicker pk; # +QWi0B  
public : InPy:}  
~[uV  
template < typename T > CmJ?_>  
  struct result_1 pg?i F1  
  { 7Js>!KR  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; e\A(#l@g  
} ; 2 %{YYT   
GIRSoRVsh  
template < typename T1, typename T2 > /J[H5uA  
  struct result_2 uFm+Y]h  
  { orB8Q\p'  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; KCJN<  
} ; ?9(o*lp  
e:$7^Y,U/  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} /Oggt^S  
%7NsBR!y  
template < typename T > `dgM|.w5=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !O F?xW  
  { ;Y@!:p- H  
  return fn(pk(t)); >St. &#c  
} f E.L  
template < typename T1, typename T2 > s,$Z ("B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WG8iTVwx  
  { y7M:b Uh  
  return fn(pk(t1, t2)); ?y>Y$-v/C  
} @3 -,=x  
} ; a)_rka1(  
uEScAeQXsI  
'n l RY5@2  
一目了然不是么? 7>'uj7r]=  
最后实现bind e' U"`)S  
"xDx/d8B  
$>'")7z  
template < typename Func, typename aPicker > 2<[ eD`u  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) G%7 4v|cd  
  { QM[A;WBr7  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 3C rQBIj1  
} d1~_?V'r]  
"w*+v  
2个以上参数的bind可以同理实现。 <2)s<S.;  
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。 E7X!cm/2<  
m/YH^N0  
十一. phoenix >:F,-cx<  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: VG<Hw{ c3r  
@cuD8<\i  
for_each(v.begin(), v.end(), Ka]J^w;a  
( $5TepH0D  
do_ 9TVB<}0G  
[ SUH mBo"}  
  cout << _1 <<   " , " o~v_PD[S  
] J$#h( D%  
.while_( -- _1), NI5]Nz<?  
cout << var( " \n " ) >H0) ph  
) }O,U2=Hw`]  
); xl+DRPzl  
zH)cU%I@.  
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: 2PVx++*]C  
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 XYqpI/s  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 XJx,9trH  
那么我们就照着这个思路来实现吧: $nB-ADRu@  
gohAp  
]ZzoJ7lr  
template < typename Cond, typename Actor > uQGz;F x  
class do_while AVXX\n\_  
  { `y\*m]:  
Cond cd; ds*m6#1b  
Actor act; O^.%C`*  
public : Xh.+pJl,*  
template < typename T > {fog<1c  
  struct result_1 U/T4i#  
  { xT9Yes&  
  typedef int result_type; H-eEhI(;O  
} ; u.Mqj"o\  
c%|vUAq*  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} cI*KRC U  
)Vwj9WD  
template < typename T > S5i+vUI8C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n K+lE0  
  { HQq`pG%m6  
  do t *{,Gk  
    { ![^EsgEB*  
  act(t); %ZujCZn  
  } x}tKewdOSe  
  while (cd(t)); <jbj/Q )"  
  return   0 ; Wgxn`6  
} /Zo~1q  
} ; P3'2IzNw  
+"]oc{W!  
Zxg1M  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `kv1@aQPL  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 eY J{LPo  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 _h0-  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 c{1V.  
下面就是产生这个functor的类: ?22d},.  
PC*m% ?+  
CN$I:o04C  
template < typename Actor > `5~7IPl3  
class do_while_actor YecT 96%  
  {  ?qk@cKS  
Actor act; :3JCvrq  
public : n vm^k  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} mO#I nTO  
]#F q>E  
template < typename Cond > Mv|vRx^b  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; p1+7 <Y:  
} ; |y.zo cBj  
r=h8oUNEJ*  
 cp$.,V  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 :@.C4oq  
最后,是那个do_ :~yzDk\I"-  
CE)*qFs  
:`D'jF^S  
class do_while_invoker Q Q@9_[N  
  { *5 e<\{!  
public : }04Dg '  
template < typename Actor > S|HY+Z6n'  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Ba<ngG !  
  { $4=Ne3 y  
  return do_while_actor < Actor > (act); aC`Li^  
} ~%`EeJwT  
} do_; My. dD'C  
AWO0NWTB  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? L^lS^P  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ;v_ls)_,-  
最后来说说怎么处理break和continue [6H}/_nD  
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。 hGvqT,'  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八