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
  • 3178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 TO.?h!  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 4F EOV,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, %M^X>S\%  
!VU[=~  
jSp4eq  
^yg`U(  
  class filler >t')ZSjRs  
  { `|e?91@vEa  
public : `sOCJ|rc5  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} udM<jY]5p  
} ; 2,?4'0Z@R  
rr>*_67-:  
UbKdB  
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: T :IKyb  
VU`aH9g3(  
X(kyu,w  
K4NB#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); JPW+(n|g  
/H&:  
@1ZLr  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 {^ 1s  
kb{h`  
'|Dm\cy  
R}7>*&S:  
二. 战前分析 vk:@rOpl  
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。 iHhoNv`MR  
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 "?a(JC  
?-[.H^]s~  
&> 43l+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 94Mh/A9k  
  /* --------------------------------------------- */ 9Y&,dBj+  
vector < int *> vp( 10 ); uCuXY#R+  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); "mr;|$Y  
/* --------------------------------------------- */ l&cYN2T b  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); f@lRa>Z(Fm  
/* --------------------------------------------- */ //*>p  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 'PTWC.C?9  
  /* --------------------------------------------- */ d51l7't  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); }<`Mn34@  
/* --------------------------------------------- */ |Z}uN!Jm  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); S?*pCJ0  
E8#r<=(m  
jz(}P8  
KIO{6  
看了之后,我们可以思考一些问题: E`%Ewt$Z  
1._1, _2是什么? |u,2A1  
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。 Un\h[m  
2._1 = 1是在做什么? zn|~{9>y  
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。 JK0L&t<  
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。 GW a_^  
Y0iL+=[k`m  
I4 dS,h  
三. 动工 /pzEL  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 7Wub@Mp  
ukBj@.~  
5at\!17TY  
%IGcn48J  
template < typename T > 4RYK9=NH  
class assignment s>Xx:h6m  
  { w8i"-SE  
T value; 513{oM:  
public : >en,MT|  
assignment( const T & v) : value(v) {} Fa78yY+6  
template < typename T2 > qXmkeidb&W  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } z;`o>Ja2  
} ; Enr8"+.(  
~ldqg2c  
bm9@A]yP  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {iiHeSD  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment )+T\LU  
d7Lna^  
tEP~`$9  
& xOEp  
  class holder tpp. 9  
  { I_xvg >i  
public : d>@&[C!28  
template < typename T > ;A)w:"m  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =jZ}@L/+  
  { :db:|=#T  
  return assignment < T > (t); lrg3n[y-l  
} / *=1hF  
} ; M]PH1 2Ob  
h6c0BmS{1  
lJHV c"*/  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: }nNZp  
YSi[s*.G  
  static holder _1; 92g#QZs&W  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 O!#yP Sq?  
;`<uo$R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Dj!v+<b  
而不用手动写一个函数对象。 LlAMtw"  
tNf?pV77  
L|hsGm\  
Z9rmlVU6!  
四. 问题分析 [_W#8{  
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。 xW92 ZuzSH  
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。 6^ UQ{P1;  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 9 -7.4!]I  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m]t`;lr<  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 4LY kK/:  
*N5cC#5`=  
五. 问题1:一致性 7q_B`$ata  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 2xy &mNx  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 x;d*?69f]  
nff X  
struct holder 1&\ A#  
  { Y![m'q}K  
  // @uru4>1_dy  
  template < typename T > WDznhMo  
T &   operator ()( const T & r) const 'n1-?T)  
  { bvVEV  
  return (T & )r; 0K/?8[#  
} QoagyL  
} ; a%R'x]  
XN+~g.0  
这样的话assignment也必须相应改动: frB~ajXK  
xqV>m  
template < typename Left, typename Right > /]pBcb|<  
class assignment or2BG&W  
  { 46U?aHKW@|  
Left l; Ln~Z_!  
Right r; z D&5R/I  
public : ci]IH]x  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]xJ5}/  
template < typename T2 > y_aKW4L+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; }  U~%V;*|4  
} ; y^utMH  
vAeh#V~#  
同时,holder的operator=也需要改动: EP!zcp2' C  
L`$m<9w'  
template < typename T > _oOE MQb  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ^Rgm3?7  
  { AGxtmBB;  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); =_(i#}"A  
} Rg4'9I%B  
g[Tl#X7F  
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。 N#C"@,}Y  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ?fO 2&)r  
l| / tKW  
return l(rhs) = r; ;QMRm<CLV  
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。 [A@K)A$f  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: b{:c0z<  
^F5Q(A  
template < typename Tp > sIx8,3`&y  
class constant_t G@4ro<  
  { *k&yD3br-V  
  const Tp t; T6 K?Xr{_  
public : ?kOtK  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} `5VEGSP]  
template < typename T > H@!\?5I  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ze%kP#c6!  
  { FlWgTn>  
  return t; QG~4 <zy  
} $UgQ1Qc  
} ; 7/p&]0w  
sbWen?  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 -ahSFBZlg  
下面就可以修改holder的operator=了 };rxpw>ms  
DK!QGATh  
template < typename T > (e:@7W)L  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const dNQR<v\IL  
  { gBF2.{"^  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); $L~?!u&N  
} \KBE+yj  
HnDz4eD  
同时也要修改assignment的operator() ^/K]id7 2  
-k$*@Hq  
template < typename T2 > rQ_!/J[9  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Z0Tpz2m  
现在代码看起来就很一致了。 RmR-uQU-c  
`v]|x,l+C  
六. 问题2:链式操作 pzkl;"gK  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ;oe j~  
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。 {FIr|R&  
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。 ~OuKewr\  
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。 qDMVZb-(#  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 7Ya4>*B  
]Wc:9Zb  
template < typename T > /7s^OkQ  
struct result_1 .3yoDab  
  { OGDCC/  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;y"=3-=vM"  
} ; 'U9l  
Ia> 07av  
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: gpIq4Q<  
!$q *~F"S  
template < typename T > x] e &G!|  
struct   ref 2J>v4EWC  
  { ;9WS#>o  
typedef T & reference; _TGv"c@V  
} ; #@ quuiYq  
template < typename T > bgi B*`z  
struct   ref < T &> OoG Nij  
  { JO|%Vpco  
typedef T & reference; EFd9n  
} ; n86=1G:%  
D-v}@tS'  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: M%U1?^j8  
C(4r>TNm  
template < typename T > n`W7g@Sg#I  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const KOYU'hw  
  { JB}jt)ol%  
  return l(t) = r(t); +*'^T)sj/  
} 8p91ni'  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 \$Jz26 -n  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 R6xJw2;_  
u0s25JY.%  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 %o4d(C B  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 9fj8r3 F#  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 = Ff2  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 h#e((j3-2Z  
最后的布局是: *(w#*,lv  
                Add +nOa&d\  
              /   \ ?'jRUfl   
            Divide   5 o 9?#;B$  
            /   \ n/zTS3<  
          _1     3 $-J=UT2m  
似乎一切都解决了?不。 oh @|*RU  
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。 %F.^cd"  
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。  1OwVb  
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: u3VSS4RG%  
2B !Bogs  
template < typename Right > "QV?C  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const !#b8QER  
Right & rt) const *~b}]M700  
  { o&PPW~D+h@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |B` mWZ'"  
} 5@3hb]J  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 :Qekv(z  
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。 :5 zXW;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。 \-2O&v'}  
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。 aN,.pLe;  
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。 IMF9eS{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? %aHQIoxg  
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: ky^u.+cZ  
(vXes.|+t  
template < class Action > V39`J*fI  
class picker : public Action Q!&@aKl  
  { T=- $ok`G  
public : P+/6-CJ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} u@ psVt   
  // all the operator overloaded Rv^ \o  
} ; X1J'  
?yq $ >Qba  
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。 LNU#NJ^Axt  
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: tXu_o6]  
+|OrV'  
template < typename Right > 8`4Z%;1  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 6t0-u~  
  { ybNy"2Wk  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8`? vWJS  
} sm1(I7y  
X7~AqG  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 6Pzz= ai<  
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。 d_r1 }+ao  
FJYc*l  
template < typename T >   struct picker_maker ~Y3"vdd  
  { 0**.:K<i  
typedef picker < constant_t < T >   > result; r:QLO~l/  
} ; /A{/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hCX_^%  
  { pk&;5|cCD  
typedef picker < T > result; FLE2]cL-  
} ; ='"hB~[  
b+rn:R  
下面总的结构就有了: <Jwx|  
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。 QT\=>,Fz _  
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。 @|hn@!YK  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 F4xXJ"vc  
至此链式操作完美实现。 |@Mx? (  
JPq2C\Ka  
;I5u"MDHGI  
七. 问题3 y {PUkl q  
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。 Qv`Lc]'  
SJXA  
template < typename T1, typename T2 > `uN}mC!r]  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ; wpX  
  { lz-t+LD@ST  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); l)^sE)  
} 3tZC&!x?  
gq+|Hr  
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: 4* vV9*'!  
MS~|F^g  
template < typename T1, typename T2 > GOII B  
struct result_2 M ~uX!bDH  
  { Q-qM"8I  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; eInx\/  
} ; 2Kg+SLU[~  
y`n'>F11  
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? 9AGf4tuy  
这个差事就留给了holder自己。 q|N/vkqPz  
    >n^| eAH  
yL#bZ9W }  
template < int Order > av.L%l&d  
class holder; rpZ^R}B%*v  
template <> _?+gfi+  
class holder < 1 > Z|h&Zd1z  
  { v p>,}nx4  
public : }z$_=v  
template < typename T > A{3?G -]*  
  struct result_1 8!T6N2O6d  
  { ;Az9p h  
  typedef T & result; uzA_Zjx  
} ; =y>g:}G7  
template < typename T1, typename T2 > <Kq4thR  
  struct result_2 Jbmi[` O  
  { ,hV}wK!  
  typedef T1 & result; <![]=~z $  
} ; j> ?0Y  
template < typename T > UZ`GS$D@  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const me7?   
  { n&51_.@Q  
  return (T & )r; T/A[C  
} *A>I)a<:  
template < typename T1, typename T2 > 9qHbV 9,M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const mo$`a6[h<  
  { JIGoF  
  return (T1 & )r1; YCWt%a*I'  
} O!3MXmaO  
} ; Yb~[XS |p  
mX2(SFpJar  
template <> +;H-0Q5  
class holder < 2 > aMxg6\8  
  { 123 6W+  
public : XJs*DK  
template < typename T > }i"\?M  
  struct result_1 c%5G3j  
  { r&u&$ "c  
  typedef T & result; Y6>@zznk  
} ; K%+[2Hj2  
template < typename T1, typename T2 > 8: x{  
  struct result_2 .%.bIT  
  { :r{;'[38  
  typedef T2 & result; DRo?7 _  
} ; yc#0c[ZQu  
template < typename T > !,}F2z?4c  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ]dx6E6A,  
  { +/bT4TkML  
  return (T & )r; u~WE} VC  
} <6 LpsM}  
template < typename T1, typename T2 > |wnXBKV(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xJQ-k/`  
  { /M}jF*5N  
  return (T2 & )r2; Au-_6dT  
} w:|BQ,  
} ; *Zj2*e{Z9U  
9`A}-YA !  
S? -6hGA j  
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> >。 )_m#|U?Rex  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *8ZaG]L  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Kx-s95t  
J%Cn  
return l(i, j) = r(i, j); :o)4Y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 4RLuv?,)~  
$.7Ov|  
  return ( int & )i; U{8]TEv  
  return ( int & )j; -f{NVX\<0  
最后执行i = j; jjT|@\-u  
可见,参数被正确的选择了。 D2060ze  
w7(jSPB  
3M?vK(zG>P  
k*?Axk#  
._6|epJ#  
八. 中期总结 Xy0KZ !  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ;Q1/53Y<  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 -naj.omG|  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 K&\3j-8^  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `4@_Y<  
l6[0i  
xE[CNJ%t^,  
/]_a\x5Ss  
K+`$*vS~ws  
1L4-hYtCj  
九. 简化 ^Hdru]A$2  
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。 ZRK1 UpP  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 FL,av>mV  
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: |t1ij'N  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 N ?RJuDW  
  +-*/&|^等 Ot^<:\< `G  
2. 返回引用。 Tej&1'G  
  =,各种复合赋值等 wG, "ZN  
3. 返回固定类型。 bnm3 cR:h"  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) gvoo1 Sa  
4. 原样返回。 M_ GN3  
  operator, :epjJ1mW  
5. 返回解引用的类型。 x}c%8dO#J  
  operator*(单目) ]Uy cT3A  
6. 返回地址。 jOE~?{8m  
  operator&(单目) _LOV&83O(  
7. 下表访问返回类型。 LK?V`J5wY  
  operator[] }gfs  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #Q6.r.3@x  
  operator<<和operator>> r=`]L-}V  
OE"r=is  
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。 X-Q;4M-CJ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 'u%;5;%2  
k *#fN(_  
template < typename Left > !alO,P%>r  
struct value_return DM73 Nn^5  
  { E2 5:e EXa  
template < typename T > R24ZjbKL  
  struct result_1 Za&.sg3RG  
  { s*XwU  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 6z(eW]p  
} ; p{sbf;-x}  
!GNLq.rQ  
template < typename T1, typename T2 > !aVwmd'9  
  struct result_2 syseYt]  
  {  <0,szw  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; UT^-!L LB]  
} ; t]j4PNzn  
} ; HifU65"8  
"n4' \ig  
Fp`MX>F  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait @aA1=9-L  
~(|~Ze>  
下面我们来剥离functor中的operator() |&>!"27;w  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 8olR#>  
?^# h|aUp.  
return l(t) op r(t) |H,g}XWMU  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) LEUD6 M+~t  
return op l(t) xyoh B#'W  
return op l(t1, t2) `F#<qZSR  
return l(t) op ${/"u3a_  
return l(t1, t2) op /eoS$q  
return l(t)[r(t)] E rf$WPA  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] =h083|y>  
+hz^( I7  
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: S[J=d%(  
单目: return f(l(t), r(t)); 4-?'gN_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); S[TJ{ L(  
双目: return f(l(t)); e<wRA["  
return f(l(t1, t2)); :\0q\2e[<  
下面就是f的实现,以operator/为例 sH^?v0^a  
I) $of9   
struct meta_divide .>(?c92  
  { zEQ<Q\"1  
template < typename T1, typename T2 > [N|/d#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 5X7kZ!r  
  { LNp%]*h  
  return t1 / t2; 2C@hjw(  
} 0I.9m[<Fc  
} ; g5EdW=Dt,  
]~,V(K  
这个工作可以让宏来做: dBV^Khf J  
mGQgy[gX  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ @G vDl=.  
template < typename T1, typename T2 > \ pai>6p  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !;SpQ28  
以后可以直接用 ~3 {C &c  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) kT(}>=]g  
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 1}E`K#  
(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。。。) #]s>  
hT&,5zaWdv  
dqMR<Nl&  
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 n6gYZd  
PmtBu`OkV  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > U! F~><  
class unary_op : public Rettype >4:W:;R  
  { t)o #!)|  
    Left l; YyX/:1 sg>  
public : oZ O 6J-ea  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} U[zY0B  
QZBXI3%#s  
template < typename T > W{Cc wq  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L~1u?-zu  
      { &XosDt  
      return FuncType::execute(l(t)); K!?T7/@  
    } Y&xmy|O#  
4BG6C'`%  
    template < typename T1, typename T2 > PsDks3cG  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'Y+AU#1~H  
      { (NUk{MTX  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); c'_-jdi`>_  
    } bz_Zk  
} ; buo_H@@p{s  
nnmn@t(%r  
65VnH=  
同样还可以申明一个binary_op p(MhDS\J  
9`\hG%F  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > mt7}1s,i[  
class binary_op : public Rettype ZLdvzH@'  
  { 9+.0ZP?  
    Left l; SMaC{RPQ  
Right r; 2q J}5  
public : lhTjG,U=  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 22|eiW/a  
!v|j C  
template < typename T > QthHQA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nBL7LocvR  
      { k,M%/AXd  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ;HM& ":7  
    } gd[jYej'RP  
Y((s<]7  
    template < typename T1, typename T2 > goi.'8M|/b  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -UkP{x)S  
      { ,FX;-nP%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); C$\|eC j  
    } Mw@T!)(  
} ; pt;E~_  
F ^Rt 6Io  
&TE=$a:d&  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 }% JLwN  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Z}.N4 /  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8Wid.o-U  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 n'0^l?V  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! a ^<W ?Z  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 (E59)z -  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 r#*kx#"  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) R9D< lX0%  
下面是修改过的unary_op qyv9]Q1  
v0|A N  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > `h_,I R<  
class unary_op +ZtqR  
  { uQWJ7Xm  
Left l; Lv+lLK  
  BKfcK>%g  
public : \%=\_"^?  
\-N 4G1  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} FGu:8`c9  
+4f>njARIb  
template < typename T > q$e2x=?  
  struct result_1 {NXc<0a(  
  { (Mhj-0xf$  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /8@JWK^I{  
} ; Q^/66"Z:Z  
4%~$A`7  
template < typename T1, typename T2 > 1w'iD X  
  struct result_2 G!T)V2y  
  { $-YS\R\9x  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; FiJJe  
} ; XWZ *{/u  
P!'Sx;C^f  
template < typename T1, typename T2 > G*uy@s:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L)&?$V  
  { 5c($3Pno=  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); YUJlQ2e(  
} r<cyxR~  
A;m)/@  
template < typename T > .5|AX6p+^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #qT97NQ  
  { xekW-=#a7-  
  return OpClass::execute(lt(t)); z"bgtlfb8  
} %ribxgmd  
}legh:/*?O  
} ; 8:0QIkqk  
Q]Q i  
Brr{iBz*"  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug |lOxRUf~  
好啦,现在才真正完美了。 -q|K\>tgU  
现在在picker里面就可以这么添加了: 9V`/zq?  
Q ,30  
template < typename Right > 1O*5>dkX;%  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ;0O3b  
  { .x5Y fe  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); xK9"t;!C&  
} ))|Wm}  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 @B %m,Mx  
_O2},9L n  
7tMV*{+Z  
PN[ `p1F  
_'0HkT{I  
十. bind >J^bs &j  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 W76K/A<h>  
先来分析一下一段例子 sufidi  
*,5V;7OR  
eU 'DQp*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} (g xCP3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 L22GOa0  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 jnsV'@v8Nj  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 #Mw|h^ Wm  
我们来写个简单的。 "- S2${  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: p0~=   
对于函数对象类的版本: >;kCcfS3ct  
{%5k1,/(  
template < typename Func > |ybW  
struct functor_trait 8 7P{vf#  
  { Nl3 x BM%  
typedef typename Func::result_type result_type; l|z 'Lwwm5  
} ; Jaz|b`KDj  
对于无参数函数的版本: EM!#FJh  
H$TYp  
template < typename Ret > q+f]E&':  
struct functor_trait < Ret ( * )() > H_KE^1  
  { 5_Yl!=  
typedef Ret result_type; Yn4c6K  
} ; </F@ 5*  
对于单参数函数的版本: 6wC|/J^  
o:B?gDM  
template < typename Ret, typename V1 > g3Q]W(F%$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > //cj$}Rn!  
  { HSGM&!5mW  
typedef Ret result_type; w^MU$ubx  
} ; N p9N#m?  
对于双参数函数的版本: ks|[`FH  
LW6&^S?4{  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > e@'rY#:u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?Q1(L$-=  
  { %Z~, F?  
typedef Ret result_type; 'WK}T)o  
} ; dd1m~Gm  
等等。。。 @/h_v#W  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @k:f(c  
_"n1"%Ns  
template < typename Func > ModwJ w  
struct func_return .|Y2'TWQ  
  { nM:e<`r  
template < typename T > {N1Ss|6  
  struct result_1 hZ2!UW4'  
  { [.4R ,[U  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )1ia;6}  
} ; #g[jwl'  
?95^&4Oh0  
template < typename T1, typename T2 > fP>_P# gZ  
  struct result_2 )&:4//}a  
  { `s#0/t  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Jj+|>(P  
} ; ] -"~?  
} ; =ic"K6mhq  
z =1 J{]  
v}p'vh^8B  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 +F3@-A  
 z}\TS.  
template < typename Func, typename aPicker > xc)A`(g  
class binder_1 [1Pw2MC<  
  { &LM@_P"T  
Func fn; 3wZA,Z  
aPicker pk; S@i*+&Ot  
public : =au7'i|6  
8 CKN^8E  
template < typename T > WE\@ArY>  
  struct result_1 r0kJx$f  
  { 2)}ic2]pn  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; SXX6EIJr|  
} ; !K a!f1  
cU <T;1VQ  
template < typename T1, typename T2 > d|5V"U]W;  
  struct result_2 =^ur@E  
  { iaXpe]w$n  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; oE:9}]N_  
} ; oc .H}Eb%Z  
(iM*Y"Y  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} H9'Y` -r  
sevaNs  
template < typename T > |"V]$s$ c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cHN eiOF  
  { QC@nRy8%  
  return fn(pk(t)); -I."= c%  
} i}SJ   
template < typename T1, typename T2 > E?%SOU<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Qw>ftle  
  { GFM $1}  
  return fn(pk(t1, t2)); J9s4lsea  
} MbY?4i00%h  
} ; E.*TJ  
-h=K]Y{`  
e}|UVoeH  
一目了然不是么? R5 O{;/w  
最后实现bind Rou$`<{H  
8r"$o1!  
 P%#WeQ+  
template < typename Func, typename aPicker > h<KE)^).  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) qRXQL"Pe_l  
  { Y=RdxCCx4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); E]z Td$v6  
} -]8cw#y 0A  
}T<[JXh=J  
2个以上参数的bind可以同理实现。 [S{KGe:g  
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。 =HJ)!(  
M4hzf  
十一. phoenix 8m? 9?OV5  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: l=(4o4um  
(r8Rb*OP  
for_each(v.begin(), v.end(), 8Ar5^.k  
( S *3N6*-l"  
do_ ~G0\57;h  
[ u\~dsD2)q  
  cout << _1 <<   " , " /I[?TsXp  
] 'FB?#C%U  
.while_( -- _1), sT| $@$bN  
cout << var( " \n " ) 3#)I7FG  
) /mMRV:pd  
); 5LVhq[}mP  
QR'yZ45n4  
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: L_fu<W  
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 Z i-)PK^  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 9qIdwDRY  
那么我们就照着这个思路来实现吧: D ==H{c1F  
 3*@ sp  
V!!E)I  
template < typename Cond, typename Actor > $N$ ZJC6(@  
class do_while bzFwQi}>  
  { md`PRZzj@  
Cond cd; a]NQlsE}l  
Actor act; u&)+~X  
public : ?-^eI!  
template < typename T > 20[_eu)  
  struct result_1 @ eQIwz  
  { V=!tZ[4z$h  
  typedef int result_type; $~M#msK9  
} ; c"X`OB  
]MjQr0&M  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ve|:z  
B%HG7  
template < typename T > yp%7zrU  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const j6wdqa9!~  
  { N}0-L$@SL  
  do =]r<xON%S  
    { 02Z># AE  
  act(t); m'h`%0Tc  
  } Y`@:L'j  
  while (cd(t)); \(9hg.E  
  return   0 ; 0)/L+P5  
} 1#H=<iJ  
} ; c]]OV7;)>  
{"< D$*K~  
7~@q#]U[  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ` <+MR6M  
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。 $ZSjq  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Yj+p^@{S2P  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 2y6 e]D  
下面就是产生这个functor的类: -nP y?>p"|  
0zD[mt  
m,i@  
template < typename Actor > P !:LAb(  
class do_while_actor [R$iX  
  { ~>:uMXyV2t  
Actor act; "F nH>g-  
public : FsI51@V72Q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} +Tnn'^4  
@BbqYX  
template < typename Cond > nM*-Dy3ou  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; L+s3@ C;b  
} ; p^u;]~J O  
]"Y? ZS;H  
~(Wq 5<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。 r+6=b"  
最后,是那个do_ "uR,WY  
F Xbf7G)H  
(* WO<V  
class do_while_invoker hS<lUG!9UJ  
  { 9F[k;Uw  
public : L\1&$|?  
template < typename Actor > 0s>ozAJ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const g\;&Z  
  { Yyl(<,Yi  
  return do_while_actor < Actor > (act); `;?`XC"m  
} QahM)Gb  
} do_; RM/q\100  
^! ?wh  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? $9LI v  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 tGq0f"}'J  
最后来说说怎么处理break和continue i7N|p9O.  
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。 v/NkG;NWM  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五