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
  • 3205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 ~g2ColFhu  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 SZ}t_w `  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, JnX@eBNV  
\IQP` JR  
rnxO2   
7`3he8@ze  
  class filler BaIh,iu  
  { ["N>Po  
public : IXp P.d  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} L4SvE^2+  
} ; :SSlUl4sU$  
[!>2[bbl  
Rs;,_  
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: ?Mp)F2'  
Q!>8E4Z  
S<+_yB?  
(JC -4X_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); dL"$YU9 z  
{]-nYHGL  
s#sr1[9}G  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 c Xcn}gKV  
8}p5MG  
>*A\/Da]j  
La}=Ng  
二. 战前分析 N i^pP@('  
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。 ?Gr<9e2Eo  
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 ->vfQwBFd  
0-Xpq,0  
aisX56Lc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 57+^T}/>  
  /* --------------------------------------------- */ %@(6,^3%i  
vector < int *> vp( 10 ); $Vp&Vc8  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); r2QC$V:0  
/* --------------------------------------------- */ <u44YvLBm  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); C78d29  
/* --------------------------------------------- */ ?|^1-5l3  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ;D]TPBE  
  /* --------------------------------------------- */ (JFa  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); kYs2AzS{d  
/* --------------------------------------------- */ j^Zp BNL  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); I_xJ[ALdm  
w`1qx;/!  
BU:s&+LYUv  
-tx)7KV-  
看了之后,我们可以思考一些问题: qd3B>f  
1._1, _2是什么? 2!dIW5I  
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。 UR-e'Z&]  
2._1 = 1是在做什么? u ` 9Eh;  
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。 D4[5}NYU  
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。 ~C=`yj  
8%7H F:  
wr*A%:  
三. 动工 /H^bDUC :r  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Q}]:lmqH  
3v:RLnB  
: M0LAN  
.(;k]U P  
template < typename T > {b/60xl?  
class assignment $if(`8  
  { )'%L#  
T value; oG@P M+{  
public : #=t:xEz  
assignment( const T & v) : value(v) {} iG!MIt*  
template < typename T2 > 7+T\  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } r~nrP=-%  
} ; $.kIB+K  
T:cSv @G  
9L:v$4{LU  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 e~rBV+f  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment uK(+WA  
jopC\Z  
\/K>Iv'$  
40%p lNPj  
  class holder @b!fs  
  { ?\hXJih  
public : B5B'H3@  
template < typename T > hPFIf>%}  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const w/G5I )G  
  { s'\"%~nF<  
  return assignment < T > (t); F$F5N1<  
} ~>}BDsM  
} ; AH=6xtS-  
Y<#7E;aL  
XfbkK )d  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: `! m+g0  
['-ln)96.  
  static holder _1; `34[w=Zm  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 W,Dr2$V  
oL }FD !}  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); z=)5M*h  
而不用手动写一个函数对象。 "P<~bw5   
&B3\;|\  
[+GQ3Z\  
T_AZCl4d  
四. 问题分析 FIU( 2  
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。 ci3{k"  
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。 9M01}  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 X[;4.imE  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2b|vb}|t{  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _,F wt  
>>^c_0"O  
五. 问题1:一致性 oF ,8j1  
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?| , is .{ y  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 VdK-2O(.-  
o'Tqqrr  
struct holder ` S85i*  
  { mg >oB/,'Z  
  // sFS_CyN!7  
  template < typename T > &Vgjd>  
T &   operator ()( const T & r) const 8-8= \  
  { >b*Pd *f  
  return (T & )r; d\Dxmb]o  
} 6oUT+^z#  
} ; 5QmF0z)wR  
"t_]Qu6  
这样的话assignment也必须相应改动: hr6f}2  
toIljca  
template < typename Left, typename Right > Ii|<:BW  
class assignment }P}l4k1W  
  { p3x(:=   
Left l; ?6j@EJ<2q  
Right r; $g|g}>Sc  
public : 1YnDho;~  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7CG_UB  
template < typename T2 > `hH1rw@7<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } `VBjH]$  
} ; .WG@"2z|  
Hh!x&;x}  
同时,holder的operator=也需要改动: 3*arW|Xm  
aUA+%  
template < typename T > dd4yS}yBlR  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const +%gh?  
  { 4a)qn?<z  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); t9P` nfY  
} @ $(4;ar  
@&M $`b ^  
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。 hZzsZQ`  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 .2Rh_ful  
\-sD RW  
return l(rhs) = r; $~ItT1k_  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 i!czI8  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 80+" x3r  
W BiBtU  
template < typename Tp > g?@(+\W  
class constant_t QL\'pW5  
  { }){hQt7  
  const Tp t;  ;\iQZ~   
public : lXz<jt@5  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} cIgFSwQ 4  
template < typename T > rqa;MPl  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const VNytK_F0P  
  { }l[t0C t  
  return t; e dD(s5  
} TS1 k'<c?  
} ;  d;CD~s  
Z)?"pBv'  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 AMO{?:8Y;  
下面就可以修改holder的operator=了 TUk1h\.q  
zSq+#O1#  
template < typename T > j f^fj-  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const _N<qrH^;  
  { R(q fP  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 7z+NR&' M$  
} xSLN  
s}HTxY;  
同时也要修改assignment的operator() 8o4 vA,  
0q62{p7  
template < typename T2 > +5T0]!  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 6xj&Qo  
现在代码看起来就很一致了。 >)VrbPRuA  
2&Efqy8}DZ  
六. 问题2:链式操作 ?^@;8m  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 52%.^/  
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。 wPG3Ap8L  
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。 Y}Qu-fm  
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。 }S42.f.p  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 7v\OS-  
khEHMvVH  
template < typename T > h<uRlTk  
struct result_1 W~7q&||;C  
  { u|w[ b9^r  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; d ch(HB}[  
} ; cPtP?)38.  
8ztY_"]3p  
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: &i!.6M2  
Mv ;7kC7]  
template < typename T > [(dAv7YbN  
struct   ref .UJDn^@  
  { \GPWC}V\s  
typedef T & reference; fC81(5   
} ; 2j_L jY'7  
template < typename T > -aec1+o  
struct   ref < T &> ]p$fEW g  
  { 9RAN$\AKy  
typedef T & reference; K@?S0KMK  
} ; <K2 )v~  
&{7%Vs TB  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: fw-LZ][  
Pw+cpM 8<  
template < typename T > 7DT9\BT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const o{ U= f6  
  { ;H}? 8L  
  return l(t) = r(t); %7hYl'83  
} aA\v  
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。 |~uCLf>  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 L-$GQGk{  
n!f @JHL  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 .Z9Bbab:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: <.:B .k  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0] 5QX/I  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Z}XA (;ck  
最后的布局是: jgukW7H  
                Add 1k;X*r#  
              /   \ J/)Q{*`_  
            Divide   5 %"{SGp  
            /   \ h( Iti&  
          _1     3 _%.atW7  
似乎一切都解决了?不。 glHHr  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 j1>1vD-`T  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 T} U`?s`)  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: z i<C 5E`  
XFH7jHnL+U  
template < typename Right > ,Y}HP3  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const .,feRK>3  
Right & rt) const |nv8&L8  
  { 5J1,Usm  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); tX6n~NJ$  
} <sn^>5Ds  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 $,bLb5}Qu  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 * y u|]T  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 [_CIN  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Pq !\6s@  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ALPZc:  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? k`xPf\^tf  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Dy0RZF4_  
 rf oLg  
template < class Action > @#;~_?$?C  
class picker : public Action = q;ACW,z  
  { qJrK?:O;  
public : ys09W+B7  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~ M@8O  
  // all the operator overloaded _18) XR  
} ; dd_n|x1  
i. 6c;KU  
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。 Wc#4%kT  
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: U%m,:b6V  
_@SC R%  
template < typename Right > uBH4E;[f  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const E ekX|*  
  { >'7Icx  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8,=,'gFO  
} #sN]6  
#8rLB(  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 4Bs '5@  
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。 kp LDK81I  
tVFl`Xr   
template < typename T >   struct picker_maker J?LetyDNr]  
  { oyK'h9Wt1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; <U$x')W  
} ; <Y9e n!3\  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > GK~uoz:^O  
  { t#=W'HyW8  
typedef picker < T > result; |+f@w/+  
} ; F7x]BeTM  
/Rf:Z.L  
下面总的结构就有了: <0T|RhbY   
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。 4ba[*R2  
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。 &M&*3  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Ja"?Pb  
至此链式操作完美实现。 yxik`vmH  
U]ynnw4  
}&F|u0@b  
七. 问题3 mA@FJK_  
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。 ?^n),mR  
F}wy7s2i  
template < typename T1, typename T2 > Z8%?ej`8  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pE,2pT2>  
  { E{k$4  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 9$$dSN\&  
} ]{s0/(EA  
TD!--l*gL  
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: A+de;&  
@>cz$##`  
template < typename T1, typename T2 > UQ c!"D  
struct result_2 FC@h6 \+a  
  { ?(0=+o(`  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; qILb>#  
} ;  k{d]  
N:x--,2  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? [MhKR }a  
这个差事就留给了holder自己。 +saXN6  
    ;-#2p^  
G5vp(%j  
template < int Order > FUzN }"\1  
class holder; t-B5,,`  
template <> \2)D  
class holder < 1 > xsu9DzPf&{  
  { <-;/,uu  
public : GZH{"_$  
template < typename T > B\S}*IE  
  struct result_1 B>.x@(}V~  
  { & OYo  
  typedef T & result; x<5ARK6\=  
} ; %|j`z?i|  
template < typename T1, typename T2 > y^Uh<L0M  
  struct result_2 Kv0V`}<Yc  
  { ;`Nh@*_  
  typedef T1 & result; h?[|1.lJx(  
} ; ~-R%m  
template < typename T > mC2K &'[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ~(nc<M[  
  { 76H>ST@G|  
  return (T & )r; >Q $ph=  
} P9`R~HO'`  
template < typename T1, typename T2 > d|?Xo\+  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const UodBK7y  
  { !7Eodq-0  
  return (T1 & )r1; ;/:Sx/#s  
} 5`Q j<   
} ; E75/EQ5p]p  
3ew4QPT'  
template <> wU6sU]P  
class holder < 2 > <qg4Rz\c]  
  { J 2<kOXXJ9  
public : ijsoY\V50  
template < typename T > p8Z?R^$9H  
  struct result_1 |Dt_lQp#  
  { w 5 yOSz  
  typedef T & result; u 3^pQ6Q  
} ; b9-IrR4h  
template < typename T1, typename T2 > nr2 Q[9~  
  struct result_2 _j+!Fd  
  { &&nbdu  
  typedef T2 & result; Ve2{;`t  
} ; Jsl2RdI  
template < typename T > c {/J.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const > vdmN]  
  { w A\5-C7 j  
  return (T & )r; z/u^  
} 8N%nG( 0  
template < typename T1, typename T2 > |BbzRis  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const d]poUN~x  
  { h5SJVa  
  return (T2 & )r2; q.p.$)  
} ,jOJ\WXP  
} ; 8[;vC$  
,DZvBS  
AHRJ7l;a  
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> >。 ak7kb75o  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: XeX"IhgS>E  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: jUEgu  
ki?h7  
return l(i, j) = r(i, j); 1rJ2}d\y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) MjU|XQS:  
V(_1q  
  return ( int & )i; B*N1)J\5  
  return ( int & )j; y(o)} m*0  
最后执行i = j; V:$+$"|  
可见,参数被正确的选择了。 RN[I%^$"  
SRwD`FF  
#8|LPfA  
?u|@,tQ[  
]I[~0PCSX  
八. 中期总结 } vmRm*8z  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: |RFBhB/u  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 odCt6Du  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 MfP)Pk5  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor PD)"od  
&E_a0*)e  
0^lWy+  
CmZayV  
L.Qz29\  
+{1.kb Zq  
九. 简化 I|U'@E  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 .E<nQWz 8  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 &}r"Z?f)  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: fes s6=k  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 f#= c=e-A  
  +-*/&|^等 P( hGkY=(  
2. 返回引用。 X_]rtG  
  =,各种复合赋值等 BH">#&j[  
3. 返回固定类型。 O2?C *  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1@DC#2hPr  
4. 原样返回。 83n%pS4x  
  operator, SVZocTt  
5. 返回解引用的类型。 ;f =m+QXU  
  operator*(单目) <eoie6@3  
6. 返回地址。 |^6{3a  
  operator&(单目) Mf1(4F  
7. 下表访问返回类型。 d ~Z\%4  
  operator[] b6bs .  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 yOq@w!xz  
  operator<<和operator>> 4f([EV[6dK  
iQ;p59wSzL  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 "9wD|wsz  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: `gX@b^  
FQ]/c#J  
template < typename Left > zaqX};b  
struct value_return xG9Sk  
  { 6qWUo3  
template < typename T > *'?7OL  
  struct result_1 Jsz!ro  
  { Z!)~?<gcq:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ilA45@  
} ; 4J2^zx,H  
cCe~Ol XQ  
template < typename T1, typename T2 > {KG6#/%;  
  struct result_2 <kak9 6A  
  { ieFl4hh[G  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; or/gx3  
} ; _)M,p@!?=h  
} ; an"&'D}U  
`*C=R  _  
+$h  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait '<R>cN"  
R4m {D  
下面我们来剥离functor中的operator() 5*AXL .2ih  
首先operator里面的代码全是下面的形式: |A8@r&   
5 4gr'qvr  
return l(t) op r(t) Zw.8B0W  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 7>FXsUt_  
return op l(t)  =<HDek  
return op l(t1, t2) (W ~K1]  
return l(t) op ZK5nN9`  
return l(t1, t2) op S+ kq1R  
return l(t)[r(t)] )cqD">vs  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] F (*B1J2_g  
>|$]=e,Z  
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: l<6u@,%s  
单目: return f(l(t), r(t)); @(3F4Z.i%.  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); >f(?Mxh2  
双目: return f(l(t)); k }=<51c  
return f(l(t1, t2)); kZ40a\9 Ye  
下面就是f的实现,以operator/为例 Zf'*pp T&q  
RkF#NCnL;  
struct meta_divide >STtX6h  
  { jD: N)((  
template < typename T1, typename T2 > 3k Ci5C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) (l{vlFWd  
  { '! [oLy  
  return t1 / t2; *g/klK  
} BVQy@:K/  
} ; xa>| k>I  
=>jp\A  
这个工作可以让宏来做: J:xGEa t  
Ql*zl  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ wA) Hot  
template < typename T1, typename T2 > \ Lc3&\q e  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; E+f)Zg :  
以后可以直接用 ]Bhy  =1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) oBzl=N3<  
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 {/'T:n#  
(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。。。) y0zMK4b  
+P/kfY"  
dbI>\khI  
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 )t6]F6!_  
,YYEn^:>  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w5@ 5"M  
class unary_op : public Rettype .iXN~*+g  
  { R>< g\{G]  
    Left l; 8Zv``t61  
public : uqMw-f/  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} $ [gN#QW%  
Y'v[2s  
template < typename T > ] lB zpD  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ).T&fa"  
      { $ghZ<Y2}9  
      return FuncType::execute(l(t)); U{U"%XdO  
    } } M#e\neii  
,g*!NK_:5t  
    template < typename T1, typename T2 > LP<A q  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _plK(g-1J%  
      { -dntV=  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); O9=/\Kc  
    } ~+q1g[6  
} ; 2MkrVQQ9g  
l$42MRi/  
"M I';6  
同样还可以申明一个binary_op A1WUK=P  
F3tps jQ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > gQ1 obT"|  
class binary_op : public Rettype SN{z)q  
  { Cux(v8=n  
    Left l; 8{ zX=  
Right r; `Q] N]mK  
public : f :c'j`  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @Nu2 :~JO  
91-bz^=xO  
template < typename T > Up9{aX  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s#2t\}/  
      { %fS9F^AK  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Oy6fl'FIt  
    } n3^(y"q  
ho]:)!|VY  
    template < typename T1, typename T2 > ui8 Q2{z  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ua\t5M5  
      { kaG/8G(  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); NBikYxa  
    } .~z'm$s1o  
} ; 9shf y4?k  
]WT@&F  
u9lZHh#V-  
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 36d nS>4  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 j\>LJai"  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) .l}Ap7@  
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。 H4/wO  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! _|k$[^ln^  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ZsmOn#`=^}  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 2RiJm"   
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 7Ai?}%b-  
下面是修改过的unary_op O-iE0t  
4{VO:(geZ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > /y$Omc^  
class unary_op hor7~u+  
  { }Zhe%M=}G  
Left l; RLF&-[mr3  
  GES}o9?#  
public :  rxY|&!f  
_Q V=3UWP  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Di9RRHn&q  
U82a]i0  
template < typename T > #Z&/w.D2  
  struct result_1 1? >P3C  
  { SzULy >e  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ou,[0B3n0  
} ; oXPA<ef o  
l|5 h  
template < typename T1, typename T2 > 2YD\KXDo  
  struct result_2 { U4!sJSl1  
  { XLh)$rZ  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b)w cGBS  
} ; 2u{~35  
w)btv{*  
template < typename T1, typename T2 > k"wQ9=HP7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :]3X Ez  
  { Q|y }mC/  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Psb !Z(  
} Pt]>AW;i  
Sp `l>BL  
template < typename T > 4GYi'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lExQp2E  
  { QM$UxWo-  
  return OpClass::execute(lt(t)); ZOK!SBn^?  
} 5_yQI D%Sq  
3m1g"  
} ; JWVV?~1  
JK,MK|  
#w$Y1bjn  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug {Jr1K,  
好啦,现在才真正完美了。 &L|oqXE0L  
现在在picker里面就可以这么添加了: }{0}$#z u  
F72#vS j  
template < typename Right > d^=BXC oC  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const }F08o,`?  
  { WtSs:D  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); dSI"yz  
} zzmC[,u}  
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。 _,3ljf?WQM  
bG;fwgAr  
-t-f&`S||  
62xOh\(  
0uy'Py@2<  
十. bind # :+Nr  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Y,]Lk<Hm3  
先来分析一下一段例子 z/?* h  
B-I4(w($  
DP_b9o \5  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Iix,}kzss  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 r&=ulg  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ,BdObx  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 jkeerU6  
我们来写个简单的。 X$};K \I  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: pn"!wqg  
对于函数对象类的版本: j cd<'\;  
j?T'N:Qd  
template < typename Func > 7UTfafOGX  
struct functor_trait `IHP_IfR  
  { )W\)37=.  
typedef typename Func::result_type result_type; p.8bX  
} ; 79DNNj~  
对于无参数函数的版本: VZ]iep  
"&(/bdah?&  
template < typename Ret > H4M=&"ll}  
struct functor_trait < Ret ( * )() > V 6}5^W  
  { bW yimr&B  
typedef Ret result_type; FvT&nb{  
} ; e=]SIR()`  
对于单参数函数的版本: rFzNdiY  
vG|!d+  
template < typename Ret, typename V1 > }G4I9Py  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > i?L=8+9f  
  { fy+5i^{=  
typedef Ret result_type; g-3^</_fZ  
} ; +'F;\E  
对于双参数函数的版本: y_PA9#v7  
#N{]  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > A %w9Da?B  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > fECV\Z  
  { j26i+Z  
typedef Ret result_type; +!).'  
} ; \((MoQ9Qk  
等等。。。 =By@%ioIGG  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy FDo PW~+[  
txEN7!  
template < typename Func > Z% +$<J  
struct func_return 4*_jGw  
  { Mo/R+\u+Y  
template < typename T > ~[H8R|j "  
  struct result_1 h!tpi`8\z  
  { 2EgvS!"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; @@R Mm$  
} ; ]*dYX=6  
s|IBX0^@  
template < typename T1, typename T2 > OvH:3 "Sdy  
  struct result_2 EBhdP  
  { # epP~J_f  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; wv~:^v'  
} ; @Y0ZW't  
} ;  }$oS /bo  
c[ 2t,+O  
3f =ZNJ>  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 sY<UJlDKT  
r8"2C#  
template < typename Func, typename aPicker > tSy 9v  
class binder_1 |JkfAnrN$I  
  { zw#n85=  
Func fn; wx-\@{E  
aPicker pk; k26C=tlkv"  
public : ?HG[N7=j  
Wvl~|Sx]  
template < typename T > Q{~g<G  
  struct result_1 y&(#C:N  
  { y;o - @]  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2ZxhV4\  
} ; 1zRYd`IPoq  
l]G iz&  
template < typename T1, typename T2 > \.2i?<BC  
  struct result_2 &JX<)JEB=<  
  { zk<V0NJIL*  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; tR51Pw  
} ; GR|\OJ<2  
P!-RZEt$  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} kA=5Kc  
kq| !{_  
template < typename T > ,^bgk -x-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6UCF w>  
  { vom3 C9o  
  return fn(pk(t)); #ss/mvc3  
} )4rt-_t<  
template < typename T1, typename T2 > GZO:lDdA  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WIU]>_$.  
  { !<TkX/O  
  return fn(pk(t1, t2)); zgY VB}  
} nlpEkq  
} ; VL)<u"d4  
H!*ypJ  
U/'l"N[  
一目了然不是么? G^B> C  
最后实现bind RB4n>&Y  
k86TlQRh  
g$]WKy(D  
template < typename Func, typename aPicker > t]I9[5Pq\  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) kqX=3Zo  
  { *zUK3&n~I  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?OW!D?  
} g}!{_z  
\me5"ZU  
2个以上参数的bind可以同理实现。 -] wEk%j  
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。 8XJi}YPQ  
Q z(n41@`  
十一. phoenix G,>YzjMY`  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ^EiU>   
U!uPf:p2  
for_each(v.begin(), v.end(), Ma!  
( (F^R9G|  
do_ dC,C[7\  
[ 5r)8MklZ  
  cout << _1 <<   " , " \v&zsv\B@  
] U[MeK)*  
.while_( -- _1), xO_>%F^?  
cout << var( " \n " ) t+ w{uwEY  
) a X1b(h2  
); u<8b5An;  
tN<X3$aN  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: /=YNkw5   
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor "gy&eR>  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 hDi~{rbmc  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 56 JQ h  
 <O7!(  
c2 NB@T9'v  
template < typename Cond, typename Actor > =/K)hI!u  
class do_while H.ZF~Yu w  
  { T1qbb*  
Cond cd; XB7*S*"!  
Actor act; 46]BRL2 G  
public : Iuz_u2"C  
template < typename T > ~*bfS}F8I  
  struct result_1 /[dMw *SRz  
  { #f"eZAQ {  
  typedef int result_type; w:lj4Z_  
} ; A:Wr5`FJ  
_cvX$(Sg  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} MrzD ah9UG  
T^Ia^B-%}g  
template < typename T > )Zr\W3yWX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .8W-,R4  
  { m"rht:v5  
  do Zb 2pZhkW  
    { #w.0Cc  
  act(t); hu$eO'M_  
  } >%;i@"  
  while (cd(t)); ?PWg  
  return   0 ; 6YU,> KP  
} #I?Z,;DI=  
} ; QL8C!&=  
7Tk//By7  
kJmwR  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). lIS`_H}  
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。 zHA::6OgPN  
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。 nHm29{G0  
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。 l6#Y}<tq  
下面就是产生这个functor的类: V\m"Hl>VIU  
+r'&6Me!  
kf>3T@  
template < typename Actor > 8OZasf  
class do_while_actor 2Snb+,o2  
  { [3bPoAr\  
Actor act; 7zCJ3p  
public : 2`*w*  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ~\(c;J*Ir  
[ne51F5_  
template < typename Cond > }0pp"[JU  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; /%g9g_rt#  
} ; \_O#M   
"<+~uz  
(Ff}Y.4  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 g,]o+nT  
最后,是那个do_ ViiJDYT>E<  
yVnG+R&  
!*Is0``  
class do_while_invoker MoN0w.V  
  { lGr=I-=  
public : pC:YT/J  
template < typename Actor > n[0u&m8  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;>mM9^Jaf  
  { ( jU $  
  return do_while_actor < Actor > (act); ymxA<bICS8  
} />mK.FT  
} do_; 5c3-?u!  
,2$<Pt;  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? <4.Exha;=  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ! DOyOTR&3  
最后来说说怎么处理break和continue by'KJxl[  
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。 beo(7,=&  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五