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
  • 8172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 l4'~}nn(Y  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \9c$`nn  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, V*n==Nb5L  
kka"C]!  
pck>;V  
-<f/\U  
  class filler }Ag|gF!_  
  { ,krS-.  
public : Iq' O  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} G"s0GpvQ  
} ; % +Pl+`? E  
Y)HbxFF`/  
i S p  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Rph%*~'  
t\y-T$\\  
V% axeqs  
\3Jq_9Xv  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 9w^zY ;Y  
W?,$!]0  
?T*";_o,B  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 lglYJ,  
~uaP$*B[  
0Oxz3r%}r  
R9dP,<2  
二. 战前分析 q^Tis>*u6  
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。 KsdG(.I+ek  
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 =& U`9qN  
UVX"fZ)  
2"/yEg*=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); av'*u  
  /* --------------------------------------------- */ 3 ]}'TA`v  
vector < int *> vp( 10 ); A3UQJ  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Aka^e\Y@6*  
/* --------------------------------------------- */ !oMt_k X  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); P#tvm,  
/* --------------------------------------------- */ jXIEp01  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); y4F^|kS) [  
  /* --------------------------------------------- */ Z;<ep@gy~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Eb@MfL  
/* --------------------------------------------- */ ?SX_gYe9  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1);  (K #A  
)SiY(8y  
1D1b"o  
:R+],m il  
看了之后,我们可以思考一些问题: f=ib9WbR#  
1._1, _2是什么? &BgU:R,  
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。 4 X`^{~  
2._1 = 1是在做什么? zqGYOm$r  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 5-'vB  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 G[6=u|(M  
JuJ5qIal  
)BLmoJOf  
三. 动工 eTZ`q_LfI1  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: wo(j}O-  
^Kw(& v  
%FS;>;i?  
M[,^KJ!  
template < typename T > iEhDaC[e(b  
class assignment 2u&c &G  
  { )6G+tU'  
T value; E& ]_U$  
public : n4*'B*  
assignment( const T & v) : value(v) {} 8|<f8Z65!  
template < typename T2 > Wf1-"Q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } w4}(Ab<Y  
} ; b-b;7a\N  
nO [QcOf  
X,53c$  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 j?J=w=.Nx  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment [N R1d-Wg  
riEqW}{  
/O"0L/hc^  
H2]BMkum  
  class holder SD I,M  
  { <w11nB)  
public : .Bijc G  
template < typename T > <^'{ G  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A?V<l<EAm  
  { %>NRna  
  return assignment < T > (t); ZArf;&8  
} / GZV_H%v  
} ; ]=pWZ~A  
-CZ-l;5  
7x:F!0:  
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: gU*I;s>  
"lb\c  
  static holder _1; ,dq`EsHg`M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 "p2u+ 8?  
,|>nF;.Y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); L/%xbm~  
而不用手动写一个函数对象。 <m9JXO:5  
l>33z_H^  
oPE.gn_$  
c'[( d5^|  
四. 问题分析 -hm 9sNox  
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。 D`5: JR-{  
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。 LDSbd,GF  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 J]_)gb'1BR  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 QTJrJD  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5"]aZMua  
<`b|L9  
五. 问题1:一致性 %0go%_  
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?| fG^7@J w:G  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 J\9jsx!WQ  
~9]Vy (L  
struct holder H==X0  
  { .jy)>"h0  
  // FxMMxY,*%  
  template < typename T > 1Z=;Uy\  
T &   operator ()( const T & r) const I%C]>ZZh  
  { $4& 8U~Zs  
  return (T & )r; YlxUx  
} an #jZ[  
} ; "4k"U1  
,(zcl$A[  
这样的话assignment也必须相应改动: s"gKonwI2  
k{!iDZr&f,  
template < typename Left, typename Right > 3BuD/bs  
class assignment h:eN>yW  
  { BNF++<s  
Left l; B>c[Zg1  
Right r; wK/}E h\^  
public : K7YT0cG  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} })Ix .!p  
template < typename T2 > t;bZc s  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } U!3uaz'  
} ; @*AYm-k  
.oW~:mY  
同时,holder的operator=也需要改动: ixoMccU0  
>c~9wv  
template < typename T > iGpK\oH  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const (Qw`%B  
  { [0( E>vm  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); qhv4R|)  
} CYY X\^hA  
|sDG>Zq?  
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。 Phk`=:xh  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 @8}-0c  
1`7]C+Pv  
return l(rhs) = r; S.?\>iH[  
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。 @p?b"?QaB  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Q7OnhGA  
AOq9v~)z-  
template < typename Tp > Hj-<{#,  
class constant_t 3 tx0y  
  { `t/@ L:  
  const Tp t; w7.?zb!N  
public : Gff[c%I  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .T N`p*  
template < typename T >  `i_L?C7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 5r2ctde)Y  
  { 3z{5c   
  return t; e{#a{`?Uez  
} 6>P  
} ; qJAv=D  
W6!4Qyn  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 b*F :l#  
下面就可以修改holder的operator=了 dcc%G7w  
yScov)dp(  
template < typename T > _g/T H-;^  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Ot8S'cB1,$  
  { WP#_qqO  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); V+@%(x@D_  
} u3v6$CD?  
!xx> lX5  
同时也要修改assignment的operator() odn97,A  
4q 2=:"z4  
template < typename T2 > y:|Xg0Kp  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } qyG636i  
现在代码看起来就很一致了。 <PuB3PEvV  
Y|qixpP  
六. 问题2:链式操作 6XxG1]84  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 GJl@ag5h]!  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 PU/Br;2A  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 CFS3);'<|  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 |?t8M9[Z  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct r{N{! "G  
ws=9u-  
template < typename T > XCi]()TZ_  
struct result_1 ?M{ 6U[?  
  { [E :`jY  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Pk?%PB ?Z  
} ; re 1k]  
 W$VCST  
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: J7xT6Q=  
CTrs\G  
template < typename T > oJ;O>J@c  
struct   ref _*?"[TYfX  
  { "6o}qeB l  
typedef T & reference; Wj{Rp{}3  
} ; 2;(iTPz +  
template < typename T > E<G@LT  
struct   ref < T &> m+8b2H:V  
  { )s7Tv#[  
typedef T & reference; X.4ZLwX=  
} ; eYSGxcx  
~m09yc d<  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: j6 d"8oH _  
FC- *?  
template < typename T > YU0HySP:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Rc.<0#  
  { a4qpnr]0  
  return l(t) = r(t); r-Xe<|w  
} =O:ek#Bp  
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。 ]\mb6Hc  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 T]Td4T!  
a.U:B [v`  
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 h/bYtE  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: gsq[ 9  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 h _7;UQH  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 .VEfd4+ni{  
最后的布局是: <l s/3!  
                Add l )V43  
              /   \ IV#f}NrfD  
            Divide   5 -V_S4|>   
            /   \ 0BP~ 0z  
          _1     3 c1!/jTX$  
似乎一切都解决了?不。 <m gTWv  
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。 ;Kb[UZ1  
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-vJ&}}  
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: mb`}sTU).  
FT<*  
template < typename Right > im[gbac  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const G6F['g);  
Right & rt) const @O0 vh$3t0  
  {  k*6eZ7  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @z JZoJL]J  
} r9'H7J  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4xn^`xf9  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 aNU%OeQA  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 I[IQFka}  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 +~.Jw#HqS  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 &_9e g  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? R:m=HS_  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Guc^gq}  
?o'arxCxZn  
template < class Action > x&b-Na3Xi  
class picker : public Action +Z(VWu6  
  { {v/6|  
public : k8>^dZub  
picker( const Action & act) : Action(act) {} !@1!ld  
  // all the operator overloaded 5)i0g  
} ; 3? CpylCO  
n:)Y'52}  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 .JKaC>oX  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: > o`RPWs  
bdhgHjz  
template < typename Right > SP1oBR"3  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const [M>_(u6  
  { D];([:+4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); e2ZUl` {g  
} gq &85([  
l(4./M  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Vo8"/]_h  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 {0 {$.L  
_J;a[Ky+[  
template < typename T >   struct picker_maker K%Ml2V   
  { Bn:sN_N  
typedef picker < constant_t < T >   > result; $ayD55W4  
} ; Vk T3_f  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Xq^{P2\w1  
  { t4uxon  
typedef picker < T > result; &>t1A5  
} ; 1_]l|`Po  
Z] }@#/ n  
下面总的结构就有了: .1}(Bywm5  
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。 NebZGD2K  
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。 v 0H#\p  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 tgnXBWA`!  
至此链式操作完美实现。 \C|06Bs $  
jX@9849@  
Q)&Ztw<  
七. 问题3 vj0?b/5m  
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。 &ayoTE^0,  
'5\1uB PKW  
template < typename T1, typename T2 > GjBQxn  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?OFvGd  
  { %Kp}Wo6  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); mQJGKh&Pk  
} dx}!]_mlZ  
|{Q,,<C  
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: _Qas+8NW  
^\%%9jY  
template < typename T1, typename T2 > .EQFHStr  
struct result_2 A:Z:&(NtE:  
  { IK);BN2<L  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 8Qh/=Ir  
} ; 50A_+f.7%  
2BY:qz%:  
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? tB.9Ov*  
这个差事就留给了holder自己。 :QNEA3Q  
    DGnswN%n1  
uPPe"$  
template < int Order > sM K/l @7  
class holder; K(^x)w r-:  
template <> P.0-(  
class holder < 1 > >Ko )Z&j9W  
  { D~}4N1  
public :  CgWj9 [  
template < typename T > FKP^f\!M  
  struct result_1 {U9jA_XX  
  { PhQD}|S  
  typedef T & result; .IgQn|N  
} ; %oo&M;  
template < typename T1, typename T2 > %M`&}'6'  
  struct result_2 F 7=-k/k  
  { yY+2;`CH  
  typedef T1 & result; Jz6PqU|=  
} ; shB(kb{{  
template < typename T > 6yU~^))bx  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ZI1RB fR  
  { iX28+weH  
  return (T & )r; tXx9N_/  
} q% "nk  
template < typename T1, typename T2 > >,v~,<3 i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _rM%N+$&d_  
  { W[jxfZD9v  
  return (T1 & )r1; 9fiZ5\  
} {2nXItso  
} ; v7-'H/d.  
[|YMnV<B  
template <> #%5>}$  
class holder < 2 > L%DL n  
  { =P!Vi6[gF~  
public : >@X=E3  
template < typename T > V6L_aee}CK  
  struct result_1 ~?p > L  
  { Pzqgg43Xf  
  typedef T & result; ;KhYh S(q  
} ; ;?rW`e2  
template < typename T1, typename T2 > }yw\+fc  
  struct result_2 _FV.}%W<u  
  { *,. {Xf  
  typedef T2 & result; v6GWD}HH,  
} ; s 2E}+ #  
template < typename T > XEuv aM  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const B}Qo8i7 z  
  { bhI8b/  
  return (T & )r; t!k 0n&P  
} 9. R _=  
template < typename T1, typename T2 > m4iR '~L}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A-~)7-  
  { s^U^n//  
  return (T2 & )r2; ,kP{3.#Q  
} _+{s^n=  
} ; dug RO[  
sqy5rug  
RsbrD8*AD  
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> >。 q<1@ut  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: B<)(7GTv7"  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: =}L[/RL  
ua{eri[  
return l(i, j) = r(i, j); ka5>9E  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) lRrOoON  
D H/1 :H  
  return ( int & )i; $OJ*Kul  
  return ( int & )j; us]ah~U6A  
最后执行i = j; Kb}N!<Z*  
可见,参数被正确的选择了。 }A#FGH +  
>8,BC  
u66w('2  
' Sl9xd  
^a(q7ZfY  
八. 中期总结 _E~uuFMn*R  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: cx02b-O  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 WgjaMmht  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \!%3giD5!  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor [)a,rrhj  
DQ~@=%?ni  
LR^b?.#>  
 Op|Be  
PCES&|*rf  
hIdGQKr>V  
九. 简化 Ug9o/I@}C  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 8-m"]o3  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 <l\FHJhjq  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: M_PL{  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]s<Q-/X  
  +-*/&|^等 hP|5q&wX  
2. 返回引用。 M- -6oR7  
  =,各种复合赋值等 j;'NJ~NZ$  
3. 返回固定类型。 ZpwB"%e$  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) *BF1 Sso  
4. 原样返回。 j\ )Qn 2r  
  operator, R% ddB D\?  
5. 返回解引用的类型。 i#C?&  
  operator*(单目) ^RY_j>i  
6. 返回地址。 gDA hl  
  operator&(单目) 5tf/VT   
7. 下表访问返回类型。 KJ-D|N,8@^  
  operator[] !?KY;3L:  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 u!F3Rh8D  
  operator<<和operator>> YX~H!6l  
`T mIrc  
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。 6I>W(_T  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: H kg0;)  
{}.c.W+  
template < typename Left > Gjzhgz--  
struct value_return T\]z0M  
  { I5-/K VWb  
template < typename T > l5aQDkp}  
  struct result_1 #$A6s~`B  
  { K%Rx5 S  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; =EIsqk^*  
} ; lD{9o2  
Z'u`)jR  
template < typename T1, typename T2 > ]o_ Ps|  
  struct result_2 }+u<^7$g|  
  { `OBDx ^6F  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; )[/+j"F   
} ; %T 88K}?=  
} ; Ao0F?2|  
ost~<4~  
"--rz;+K  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait s'i1!GNF B  
K}Aaflq  
下面我们来剥离functor中的operator() (}}BZ S&.  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ~(Fy GB}  
k8w8I$QEM  
return l(t) op r(t) aLP 2p]  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) }<XeZ?;  
return op l(t) b`1P%OjC  
return op l(t1, t2) Vj`9j. 5  
return l(t) op 1z{Azp MZ  
return l(t1, t2) op dGZVWEaPfx  
return l(t)[r(t)] >\MV/!W  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] pnVtjWrbG  
]2tX'=X  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ?-*_v//g  
单目: return f(l(t), r(t)); uGgR@+7?Z  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); rjfQ\W;}U  
双目: return f(l(t)); '%)7%O,2  
return f(l(t1, t2)); c6Wy1d^  
下面就是f的实现,以operator/为例 tZ4W]od  
\u:xDS(  
struct meta_divide skr^m%W  
  { ,p0R 4gi  
template < typename T1, typename T2 > z[V|W  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) kE/>Ys@w  
  { HlLF<k~}  
  return t1 / t2; K+PzTGWq^  
} nB"q  
} ; Xv6z>z.  
CShVJ:u+K\  
这个工作可以让宏来做: tOS%.0W5J  
6i,d|  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ k$# @_  
template < typename T1, typename T2 > \ ^uC1\!Q1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; V/<dHOfR\  
以后可以直接用 Hz!+g'R!Gs  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) sl>4O]N  
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 :,6dW?mun6  
(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。。。) 5fM/y3QPsZ  
J3g>#N]='(  
, )u}8ty3j  
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 @UE0.R<  
% ;09J  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zZGPA j  
class unary_op : public Rettype GAEz :n  
  { ngn%"xYX  
    Left l; {PWz:\oaD  
public : DTsc&.29^  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} !G Z2|~f9  
tihb38gE  
template < typename T > ;F"W6G  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A: 0  
      { VNx}ADXu]  
      return FuncType::execute(l(t)); C.FGi`rrm  
    } 1DN,  
&(IL`%  
    template < typename T1, typename T2 > ` L6H2:pf  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [A fV+$  
      { -|:7<$2#I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); M +~guTh  
    } 0&$e:O'v  
} ; Y[X5S{H`wj  
(<=qW_iW  
w1h07_u;v  
同样还可以申明一个binary_op LdDkd(k  
#<MLW4P  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > +g@@|&B  
class binary_op : public Rettype EAqTXB@XU  
  { mv)M9c,`  
    Left l; 5MO:hE5sm  
Right r; 1Hy  
public : Bz }Kdyur  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \b1I<4(  
_|g(BK2}  
template < typename T > l)Q,*i  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EX='\~Dw  
      { k'xnl"q  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); #Jq@p_T"  
    } YEF%l'm( \  
e*jn7aya  
    template < typename T1, typename T2 > "mSDL:$  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fc+P`r  
      { LyS139P$  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9 %,_G.  
    } e-]k{_wm  
} ; mO?G[?*\  
Go^W\y   
pr>K#@^  
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 _( 0!bUs>  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 fFqK.^Tn  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)  4O[5,  
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。 FwBktuS  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 3Nsb@0  
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。。。 a`~$6 "v  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 wpb6F '  
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) 'N,x=1R5  
下面是修改过的unary_op ) Z0  
C.C\(2- Rr  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > __-rP  
class unary_op * ,_Qdr^F  
  { $ *MjNj2  
Left l; nR!qolh  
  Y GO ;wIS  
public : b! PN6<SI  
gA`/t e  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} "@$o'rfT  
VrQw;-rQ  
template < typename T > 4Q z  
  struct result_1 -+'{C =  
  { SdnqM`uFo  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t1n'Ecm(  
} ; Nr|.]=K)5n  
oQjh?vm  
template < typename T1, typename T2 > =uKK{\+|Y  
  struct result_2 CImB,AXS  
  { .: 87B=  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; :1hp_XfJb  
} ; Kcsje_I-M  
n"@3d.21  
template < typename T1, typename T2 > ^Ac0#oX]M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ["Z]K'?P  
  { D<5gdIw  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); uQ5NN*C=  
} m&Ms[X  
HTQ .kV  
template < typename T > 'gI58#v  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [0m'a\YE9  
  { c ?V,a`6  
  return OpClass::execute(lt(t)); qAivsYN*  
} e}(. u1  
jcXb@FE6  
} ; ##}a0\x|  
O JvEq@  
ugVsp&i#  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug K4,VSy1byI  
好啦,现在才真正完美了。 7yeZ+lD  
现在在picker里面就可以这么添加了: yoGE#+|7^  
V=3NIw18  
template < typename Right > ~AjbF(Ad  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const @#*B|lHE  
  { 4w2V["?X1  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); &X}9D)\UJ  
} @ U}fvdft  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 (0Hhn2JA  
z<: 9,wtbP  
#)my)}o\p  
Fe"0Hp+  
'G@Npp)&^  
十. bind }eEF/o  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 @<>](4D  
先来分析一下一段例子 I/XVo2Ee  
&b"PjtU.X  
FRs5 Pb1  
int foo( int x, int y) { return x - y;} w2/%e$D!9  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 zT!JHG  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 U~Uxs\0:  
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。 hCW8(Zt  
我们来写个简单的。 6l:CDPhR  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Ev*HH+:b>  
对于函数对象类的版本: ;2#7"a^  
BCsW03sQ  
template < typename Func > Qnr' KbK  
struct functor_trait wz073-v>ZV  
  { N{|N_}X`Y  
typedef typename Func::result_type result_type; dYf Vox;  
} ; \W/c C'  
对于无参数函数的版本: >"zSW?  
rb`C:#j{J  
template < typename Ret > *Z)`:Gae  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 42Kzdo|}  
  { Nl;rg*@o  
typedef Ret result_type; ,^AkfOY7"  
} ; pZjyzH{~  
对于单参数函数的版本: ~l{CUQU  
5:^dyF&sm{  
template < typename Ret, typename V1 > T3'dfe U  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?=Ma7 y  
  { `(*5yXC  
typedef Ret result_type; ;I5HMc_a"  
} ; X1tAV>k5'L  
对于双参数函数的版本: i]9SCO  
 "}Ya.  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > BR"*-$u0;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > x<9|t(  
  { .i[Tp6'%,  
typedef Ret result_type; |W\CV0L2  
} ; O yj!N`&z@  
等等。。。 Jw;J$ u!d  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ~w4aA<2Uq  
>Mi A|N=  
template < typename Func > $n(@hT>?  
struct func_return D/@:wY  
  { 4s0>QD$J  
template < typename T > NZdQz  
  struct result_1 1Voo($q.  
  { u8-)LOf(  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ww)qBsi8  
} ; 9Z7o?S";  
U:YT>U1Z  
template < typename T1, typename T2 > ) ,*&rd!  
  struct result_2 NWX~@Rg  
  { }JrM!'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; #Cbn"iYee  
} ; vEn12s(lj  
} ; f>Bcr9]]  
n'%*vdHK m  
8oN4!#:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 <f{m=Dc  
?G.9D`95  
template < typename Func, typename aPicker > /Hx%gKU  
class binder_1 CaZEU(i  
  { 9OXrz}8C  
Func fn; J"FKd3~:E  
aPicker pk; \p [!@d^  
public : D zl#[|q  
2ORWdR.b  
template < typename T > o"QpV >x  
  struct result_1 ?#slg8[  
  { ruF+X)  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; P|_?{1eO2  
} ; |~v($c  
OXA_E/F  
template < typename T1, typename T2 > _.Uz!2  
  struct result_2 3)42EM'9(  
  { 2/?pI/W  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; -+Quw2465^  
} ; #BlH)Cv  
k]; <PF  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} )k29mqa`  
XD%?'uUQ_  
template < typename T > 8q_3*++D  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3]xnKb|W  
  { \+L_'*&8  
  return fn(pk(t)); '>'h7F=tY  
} iWQBo>x  
template < typename T1, typename T2 > '{6`n5:e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .9 nsW?  
  { De:w(Rm  
  return fn(pk(t1, t2)); CdTmL{Y1  
} Ra~n:$tg2  
} ; j cx/ZR  
>{Lfrc1  
fp12-Hk ~  
一目了然不是么? 0Xk;X1Xl  
最后实现bind HzbO#)Id-I  
0SvPyf%AC  
\ov>?5  
template < typename Func, typename aPicker > ,ISq7*%F  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) YhR?*Di  
  { d5^ipu  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;}|.crMF  
} yFJ(b%7  
X<-]./  
2个以上参数的bind可以同理实现。 @@ ZcW<Y"  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 &\!-d%||)  
{"{J*QH  
十一. phoenix 8'g/WZY~~  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: nR"k %$  
NG5H?hVN=  
for_each(v.begin(), v.end(), i Cv &<C@  
( }zLe;1Tx  
do_ BKvF,f/g  
[ dF1Bo  
  cout << _1 <<   " , " kAy.o  
] rR C3^X`u  
.while_( -- _1), 39~fP)  
cout << var( " \n " ) `I m;@_J  
) hb? |fi  
); @}fnR(fS  
A9tQb:  
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: @uH7GW}$g  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor DB>>U>H-  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 >u4uV8S   
那么我们就照着这个思路来实现吧: 9 lA YCsX  
&BE[=& |  
7g&_`(  
template < typename Cond, typename Actor > (G$m}ng  
class do_while ;\#u19  
  { ]7xAL7x  
Cond cd; 8q tNK> D  
Actor act; n\cP17dr  
public : @)}Vk  
template < typename T > F ^E(AE  
  struct result_1 7r}gS2d  
  { jj$'DZk  
  typedef int result_type; y?5*K  
} ; 6xBP72L;%"  
_n{N3da  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Rbr vY  
q2/Vt0aYx  
template < typename T > w"l8M0$m  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MGmtA(  
  { c\;} ov+  
  do h+*  
    { EO| kiC   
  act(t); S?8q.59  
  } 5<#H=A~(  
  while (cd(t)); /pyKTZ|  
  return   0 ; ; 9'*w=V  
} F;~ #\ X  
} ; 01w=;Q  
Bj]0Cz  
}"cb^3  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). C ]r$   
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。 qC3 rHT]  
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。 XhIgzaGVu  
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。 q_ 5xsTlTR  
下面就是产生这个functor的类: k| jC c  
%b!p{p  
}RoM N$r  
template < typename Actor > @u$oqjK  
class do_while_actor RcHyePuF)R  
  { ?Rl*5GRW  
Actor act; L50`,,WF  
public : s]2k@3|e  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} %{Ls$Y)  
G! 87F/  
template < typename Cond > @:c 1+  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; > ZNL pJQ  
} ; Xbu >8d?n  
pCC0:  
J#X7Ss  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 'Lm.`U  
最后,是那个do_ {{ wVM:1  
5w1=j\oq  
aFC3yMKXh  
class do_while_invoker dj]sr!q+  
  { TVjY8L9'h  
public : ? `w ~1  
template < typename Actor > +ATN2 o  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const x[>A'.m@)  
  { g^]Q*EBa  
  return do_while_actor < Actor > (act); 7'&Xg_  
} De^is^{  
} do_; G;^iwxzhO  
J%[K;WjrZJ  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? V*)6!N[5  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 j$L<9(DoR  
最后来说说怎么处理break和continue 3Ys|M%N  
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。 L~yy;)]W  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
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