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
  • 7108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 =h\unQ1T  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 c_4K  
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, Fy 1- >~  
&+5ij;AD  
Q Yg V[\&  
C4aAPkcp2$  
  class filler lrjVD(R=g  
  { :%-w/QwTR  
public : ~pT1,1  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} }el7@Gv  
} ; Xj9\:M-  
a[_IG-l|i4  
X5pb9zRq  
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: uG$*DeZti  
{E[t(Ig  
,njlKkFw^Z  
$b~[>S-Q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); XL[Dmu&  
ZsNZ3;d@u(  
Z EK,Z['  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 OO2uE ;( 3  
9Nw&l@  
n$ rgJ  
BCfmnE4%  
二. 战前分析 ,j6 R/sg  
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。 \E=MV~:R  
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 k|,Y_h0Y  
_\.4ofK(  
[l/!&6  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); jF@BWPtF=  
  /* --------------------------------------------- */ sW-0G$,|  
vector < int *> vp( 10 ); <Umr2Vw-  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); K491QXG  
/* --------------------------------------------- */ Aydpr_lp  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ;f~fGsH}e'  
/* --------------------------------------------- */ G^sx/H76J  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Xs{PAS0  
  /* --------------------------------------------- */ _7z]zy@PC5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); {O:{F?  
/* --------------------------------------------- */ aGd wuD  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); + ZK U2N*  
jOU99X\0  
Pr:\zI  
@eM$S5&n$  
看了之后,我们可以思考一些问题: i)$P1h  
1._1, _2是什么? ?7]G )8G6  
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。 0l3[?YtXc  
2._1 = 1是在做什么? $4mCtonP=  
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。 XzPOqZ`Nv  
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。 NLra"Z  
^Ze(WE)  
#UE}JR3g  
三. 动工 ?nPG#Z|%  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 02tt.0go  
{cUGksz]}  
oI!"F=?&6  
*u-$$@|y  
template < typename T > otdRz<C  
class assignment z4 <_>)p  
  { Oi'y0S~ g  
T value; `KtP ;nG  
public : Rc:}%a%e  
assignment( const T & v) : value(v) {} 2i0;b|-=  
template < typename T2 > !u'xdV+bf  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } "F}dZ  
} ; 41]a{A7q  
o l41%q*  
'}9 Nvr)+  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7H09\g&  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment c:e3hJ  
PZQAlO,  
^.R!sQ  
eKy!Pai  
  class holder w\MWr+4  
  { 4/%fpU2  
public : t V( WhP  
template < typename T > I eJI-lo  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 0 @!huk  
  { :._Igjj$=  
  return assignment < T > (t); I-/>M/66  
} 4Z>gK(  
} ; sfipAM  
qFK.ULgP`  
 4pl\qf  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 5'NNwc\  
1)^\R(l  
  static holder _1; =.7tS'  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 EcL6lNTR+  
.8Bu%Sf  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9tU"+  
而不用手动写一个函数对象。 O Bcz'f~  
]E-3/r$_cO  
1I`F?MT  
_?:jZ1wZ  
四. 问题分析 A yr ,  
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。 p3Qls*  
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。 z bYv}q  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Yb^e7Eug  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 `kuu}YUi  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 a7c`[   
YnuY/zDF  
五. 问题1:一致性 _]33Ht9  
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?| }2@Z{5sh)  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 |,@D <  
MOK}:^bSu  
struct holder E& .^|<n  
  { D h;5hu2"  
  // R;!@ xy  
  template < typename T > \H bZ~I-  
T &   operator ()( const T & r) const U+qyS|i  
  { bS;_xDXd  
  return (T & )r; McN[  
} g=[OH  
} ; =]]1x_GB  
< #ON  
这样的话assignment也必须相应改动: ;YR /7  
Gn=b_!  
template < typename Left, typename Right > 4P[MkMoC  
class assignment kBhjqI*  
  { u{_,S3Aa  
Left l; {daX?N|V  
Right r; #%Bt!#  
public : ?[d4HKs  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >({qgzV`  
template < typename T2 > eJTU'aX*   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } A[uE#T ^  
} ; )I[f(f%W7  
[:{ FR2*x  
同时,holder的operator=也需要改动: 8 7(t<3V&  
{ 7jim  
template < typename T > A!Cby!,  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 3s/1\m%  
  { |J,zU6t  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); aSvv(iV  
} !Ztqh Xr  
_]OY[&R  
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。 QZ l#^-on  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tO{{ci$-T  
!h4T3sO  
return l(rhs) = r; mA{?E9W  
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。 udqrHR5  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: TG}owG]]  
y62f{ks_/  
template < typename Tp > sJ|pR=g)!  
class constant_t  >9!J?HA  
  { mFF4qbe  
  const Tp t; >2znn&g Z  
public : ,_u7@Ix  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  I8?  
template < typename T > Q__CW5&'u  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const {ogBoDS  
  { p /-du^:2  
  return t; *rmC3'}s  
} ?4%H(k5A  
} ; [(@K;6o  
R>O_2`c  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 H[u9C:}9b  
下面就可以修改holder的operator=了 gZ4' w`4r  
sNDo@u7  
template < typename T > fgd2jr 3T  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const x|a&wC2,{  
  { iT :3e%  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Z?{\34lPj  
} 6ieul@?*u*  
p[JIH~nb  
同时也要修改assignment的operator() 4>=M"D hB  
?9()ya-TE  
template < typename T2 > U0_)J1Yp  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } D_d>A+  
现在代码看起来就很一致了。 xRD+!3  
;[::&qf  
六. 问题2:链式操作 G`zNCx.  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Mpojabsh  
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。 p qz~9y~  
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。 Uw("+[5O0  
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。 zbxW U]<S?  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct _=~u\$  
p[C"K0>:_F  
template < typename T > P:'wSE91  
struct result_1 D!~ Y"4<  
  { btuG%D{a^  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Bib<ySCre  
} ; mcV<)UA}  
m`-);y  
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: BuV71/Vb{Q  
P`lv_oV  
template < typename T > $(9QnH1KY  
struct   ref ]?4;Lw  
  { 6Cj7 =|L7  
typedef T & reference; J =^IS\m  
} ; =:&xdphZ+  
template < typename T > ,GH`tK_  
struct   ref < T &> b]]8Vs)'  
  { J#..xJ?XRD  
typedef T & reference; ;\*3A22 #  
} ; 8:{id>Mm^  
77@N79lqO  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: !"F;wg$  
,/w*sE  
template < typename T > 3%+ ~"4&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const "Au4&Fu  
  { KrpIH6  
  return l(t) = r(t); 7.h{"xOx{  
} 5*$yY-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。 rM7qBt  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 C#U(POA  
qi4P(s-i  
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 Mh7m2\fLbd  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: yiZtG#6K{  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0)WAQt\/  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 _= v4Iz0  
最后的布局是: R])Eg&  
                Add AT"gRCU$4  
              /   \ a!$kKOK  
            Divide   5 I`0-q?l  
            /   \ cj[b^Wv:  
          _1     3 Ks%0!X?3q  
似乎一切都解决了?不。 `*8}q!.  
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。 t neTOj  
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。 )aIcA  
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: OBAO(Ke  
%4*c/ c6  
template < typename Right > bCw{9El!K4  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ?#K.D vGJ  
Right & rt) const *C*ZmC5  
  { n-ffX*zA(  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); uE's&H  
} 4EqThvI{  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 kZw"a*6  
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。 C^ )Imr  
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。 z By%=)`  
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。 ;R*-cm  
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。 :lB*kmg  
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? [Fr](&Tx  
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: fa/S!%}fO  
 \(\a=  
template < class Action > EwPrh  
class picker : public Action &ys>z<Z  
  { Q>{$Aqc,e  
public : c|?(>  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~tp]a]yV  
  // all the operator overloaded uos8Mav{E  
} ; ]@$^Ju,  
rt+4-WuK>  
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。 ~~/,2^   
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: RAO+<m  
ETHcZ  
template < typename Right > z&%i"IY  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const m# {'9 |  
  { '8q3ub<\  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); z0 9Gp}^;  
} oV%:XuywT  
VExhN';  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > B(W~]i  
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。 Uc tlE>X`  
D^[l~K  
template < typename T >   struct picker_maker 0/Q_% :  
  { \jC) ;mk  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 9lYKG ^#D  
} ; { W,5]-  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > uFWA] ":is  
  { s%D%c;.|  
typedef picker < T > result; DN2 ]Y'  
} ; s>>&3jfM  
(e7!p=D  
下面总的结构就有了: d {!P c<  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 , /.@([C  
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。 egq,)6>  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 w 0BphK[  
至此链式操作完美实现。 eft=k}  
pQa51nc  
xTAfV N  
七. 问题3 F1yn@a "=J  
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。 )  ;0  
p'h'Cz  
template < typename T1, typename T2 > _5p$#U`  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R (f:UC  
  { }QI \K  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); R{@saa5I(>  
} UdO8KD#r3  
SP%X@~d  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2:  :xsZz$  
`PUqz&  
template < typename T1, typename T2 > i-CJ{l  
struct result_2  V(&L  
  { *u$aItx  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; *Dp&;,b  
} ; %p}vX9U')  
puOtF YZ\  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? rp@:i _]  
这个差事就留给了holder自己。 gNZwD6GMe?  
    3WwS+6R  
Dge#e  
template < int Order > >6C\T@{lJ  
class holder; 5=TgOS]R  
template <> \g34YY^L3  
class holder < 1 > )g:5}+  
  { mV^w|x  
public : M XG>|  
template < typename T > o26Y }W  
  struct result_1 iWt%Boyi  
  { [(n5-#1S  
  typedef T & result; Q,NnB{R  
} ; \Tz|COG5h\  
template < typename T1, typename T2 > XC3)#D#HGh  
  struct result_2 K GgtEh|  
  { *ra)u-  
  typedef T1 & result; ]t 0o%w  
} ; 5Dkb/Iagi  
template < typename T > li*S^uSF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N]W*ei  
  { Nn_fhc>  
  return (T & )r; WDw<kX6p  
} B!&5*f}*  
template < typename T1, typename T2 > !td!">r46e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :I#.d7`uk  
  { ^(;x-d3  
  return (T1 & )r1; o CCtjr  
} ROkwjw  
} ; qJ;~ANwt  
EE'2<"M  
template <> #4AU&UM+i  
class holder < 2 > q[Ai^79  
  { aqSOC(jU  
public : oRbWqN`F.  
template < typename T > od!44p]  
  struct result_1 ranem0KQ)]  
  { phDIUhL$z  
  typedef T & result; 1L <TzQ  
} ; U 4d7-&U  
template < typename T1, typename T2 > dC6>&@ VX  
  struct result_2 I[%IW4jJ  
  { EP38Ho=[  
  typedef T2 & result; O8Mypv/C  
} ;  m}yu4  
template < typename T > QbdXt%gZe  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const dg|+?M^9`  
  { g+o$&'\  
  return (T & )r; rai'x/Ut}+  
} qK'mF#n0#  
template < typename T1, typename T2 > xI<l1@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 'wPX.h?  
  { ^$oa`B^2JM  
  return (T2 & )r2; Apu- 9|oP  
} ]:f.="  
} ; ^?e[$}  
91z=ou  
T]0K4dp+  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 cs2-jbRn  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 72| gzm  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: _L8&.=4]i  
7}xQ4M\u$  
return l(i, j) = r(i, j); \0|x<~#j'  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) HP*)^`6X  
w (HVC  
  return ( int & )i; 54z`KX 73  
  return ( int & )j; Y5 E0n(Z  
最后执行i = j; *l d)nH{  
可见,参数被正确的选择了。 VY/r2o#  
kg Bkwp  
I e!KIU  
O[Z$~  
1<9d[N*  
八. 中期总结 ky !Z JR  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 5JOfJ$(n  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 l4kqz.Z-g  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ,U9j7E<4  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor *effDNE!  
v_5O*F7)  
)-+tN>Bb  
_ (b4|hJ'  
Wda?$3!^q  
@%g:'^/  
九. 简化 _Nh])p-  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 oxFd@WV5  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。  e$  
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: >%"TrAt  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 p YCMJK-H  
  +-*/&|^等 {X, -T&  
2. 返回引用。 Rq1 5AR  
  =,各种复合赋值等 z .lb(xQ  
3. 返回固定类型。 >$}Mr%49  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) #p"F$@N   
4. 原样返回。 o<b  
  operator, djf8FNnn  
5. 返回解引用的类型。 fwtsr>SV  
  operator*(单目) `mkOjsj &  
6. 返回地址。 :V8oWMY  
  operator&(单目) :TrP3wV _  
7. 下表访问返回类型。 '\H & EJ'  
  operator[] >a@1y8B  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 uYTyR;a  
  operator<<和operator>> =2Ju)!%wr  
-X EK[  
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。 34k(:]56|  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: :qXREF@h  
/_<_X 7  
template < typename Left > "% \ y$  
struct value_return 6jr}l  
  { =[4C[s  
template < typename T > 1|*%  
  struct result_1  t":^:i'M  
  { [9EL[}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #~*v*F~3  
} ; =]Y'xzJuu  
D{]w +  
template < typename T1, typename T2 > "`K73M,c?9  
  struct result_2 ;|rFP  
  { s/?(G L+Ae  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; x=JZ"|TE  
} ; aS3-A 4  
} ; 1b=\l/2  
}8.$)&O$^  
L-W*h  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _58&^:/^  
TFc/`  
下面我们来剥离functor中的operator() 9MRe?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: {KqW<X6Hp  
ld~*w  
return l(t) op r(t) 5k_%%><: q  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) IL8&MA%  
return op l(t) w4y ???90)  
return op l(t1, t2) 4>=Y@z  
return l(t) op O6-"q+H)  
return l(t1, t2) op MoC/xF&  
return l(t)[r(t)] NnZ_x>R  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] :v-,-3AG  
mX SLH'  
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: bxz6 >>  
单目: return f(l(t), r(t)); tG,xG&  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); YcaLc_pUx  
双目: return f(l(t)); _#UhXXD  
return f(l(t1, t2)); z<"\I60Fe  
下面就是f的实现,以operator/为例 U,/9fzgd  
;hDIoSz  
struct meta_divide $>~4RXC  
  { mpCKF=KL.  
template < typename T1, typename T2 > mnMY)-6C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 6l?KX  
  { >*w(YB]/$V  
  return t1 / t2; d cht8nX7~  
} 5PHAd4=bJ  
} ; Wm58[;%LTw  
9hwn,=Vh)  
这个工作可以让宏来做: 9NC6q-2  
j|% C?N  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ D2Kh+~l  
template < typename T1, typename T2 > \ `H;O! ty&d  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ]kkH|b$[T  
以后可以直接用 doe u`  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ( (mNB]sy  
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 ;#D:S6 L  
(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。。。) %}~Ncn_r  
0Ioa;XgOn  
]\R%@FCYc  
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 [k +fkr]  
bDcWPwe  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > DOo34l6#  
class unary_op : public Rettype Yv;18j*<  
  { k3"Y!Uha:  
    Left l; Y'LIk Q\  
public : g60r m1b  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2ap0/l[  
.7zdA IKW  
template < typename T > 5@Lz4 `  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +Y^/0=6h  
      { eYjr/`>O  
      return FuncType::execute(l(t)); UD r@  
    } Jqi^Z*PuX  
?< $DQ%bf  
    template < typename T1, typename T2 > ^$O,Gy)V  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i%_nH"h  
      { n47v5.Wn  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); b{d@:"  
    } t?kbN\,  
} ; n|iO)L\9aB  
^RS`q+g  
|N>TPK&Xt  
同样还可以申明一个binary_op ?G!DYUK  
q:v&wb%  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > of:xj$dQ_  
class binary_op : public Rettype E^jb#9\R  
  { [<{+tAdn)  
    Left l; '.DFyHsq  
Right r; ~lLIq!!\  
public : ugt|'i  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} G_x<2E"d  
nz]+G2 h  
template < typename T > 6ax|EMw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const djcC m5m  
      { 1vBXO bk  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); pEE.%U  
    } 2V#(1Hc!  
. ),m7"u|  
    template < typename T1, typename T2 > _gF )aE  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P\CT|K'P  
      { R oWGQney  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); pTJJ.#$CEF  
    } h{cJ S9e}  
} ; toCT5E_0=  
* <_8]C0>  
* 7 o(  
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 EWg\\90  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 wGf SVA-q\  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) _6 |lw&o07  
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。 !8O*)=RA  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! +H~})PeQ  
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。。。 l;SqjkN  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 anTS8b   
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) C2</.jeLa  
下面是修改过的unary_op ?8Hr 9  
!8U\GR `  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > .pOTIRbA  
class unary_op dw!cDfT+  
  { _0<EbJ8Z  
Left l; 2 -uL  
  Z;QbqMj  
public : i 7 f/r.  
V4 PD]5ZW  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Xo>P?^c4?  
#yv_Eb02  
template < typename T > tPHDnh^n]  
  struct result_1 \]W*0t>s  
  { gG^K\+S  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; -Ug  
} ; =:zmF]j9  
vo[Zuv?<h  
template < typename T1, typename T2 > ^MGgFS]G  
  struct result_2 qqSf17sW  
  { ~% QVjzMC  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; RAQi&?Ko  
} ; COa"zg  
_kb $S  
template < typename T1, typename T2 > H1>}E5^?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~ b ;%J:  
  { v'*#P7%Kf  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); g,!6, v@  
} 1#9Q1@'OS  
MGd 7Ont  
template < typename T > &C+pen) Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nxP>IfSA  
  { 9air" 4  
  return OpClass::execute(lt(t)); hSq3LoHV  
} sV+/JDl  
!K#Q[Ee  
} ; Q0I22?  
~ FW@  
?1Lzbou  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 1O0o18'  
好啦,现在才真正完美了。 H\7Qf8s|{  
现在在picker里面就可以这么添加了: %B$~yx3#  
A7|!&fi  
template < typename Right > oq4*m[  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const F{a--  
  { y8uB>z+#+;  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); t/\J  
} ++Qg5FukR  
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。 Cyg\FHs  
lz?F ,].  
4 e1=b,  
^9 gFW $]  
8o-*s+EY"&  
十. bind {1.t ZCMT  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 i w<2|]>l  
先来分析一下一段例子 PK@hf[YHe  
s88lN=;  
UW*[)yw]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} /ov&h;  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 FV>LD% uu  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 )pV5l|`  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 "If]qX(w  
我们来写个简单的。 gN|[n.W4  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: A"8` 5qa  
对于函数对象类的版本: ,c#=qb8""  
8*;88vW"2  
template < typename Func > sG`:mc~0   
struct functor_trait JW;DA E<  
  { \-Mzs 0R  
typedef typename Func::result_type result_type; #wL}4VN  
} ; gwtR<2,p  
对于无参数函数的版本: 3zU!5t g  
BD+V{x}P  
template < typename Ret > KPI c?|o/6  
struct functor_trait < Ret ( * )() > z{w!yMp"  
  { 7KOM,FWKe  
typedef Ret result_type; p9ligs7V'  
} ; ?'_E$  
对于单参数函数的版本: =^m,|j|d>4  
&)@|WLW  
template < typename Ret, typename V1 > B>}=x4-8  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > :gMcl"t--  
  { Mvq5s+.  
typedef Ret result_type; M}E0Msq_o  
} ; A` x_M!m  
对于双参数函数的版本: g/&`NlD  
6\ g-KO  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2`qO'V3Q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Zb<IZ)i#1  
  { |X/ QSL  
typedef Ret result_type; ,b2YUb]U  
} ; t(YrF,  
等等。。。 j^ VAA\  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy _zq"<Q c  
u/3[6MIp  
template < typename Func > iO)FZ%?"  
struct func_return s*<\ mwB  
  { 8C1 'g7A<  
template < typename T > RM8p[lfX  
  struct result_1 'xi[- -  
  { ;Ll/rJ:*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Gj^JpG  
} ; `,XCD-R^  
]3Z?Q  
template < typename T1, typename T2 > #?/&H;n_8S  
  struct result_2 [EUp4%Z #  
  { fG2hCP+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; B2\R#&X.  
} ; a[;TUc^I1F  
} ; MYgh^%w:  
5 Z+2  
<WN?  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 bjvpYZC\5  
^s z4-+>  
template < typename Func, typename aPicker > w8$rt  
class binder_1 [jb3lO$Xa  
  { [\(}dnj:  
Func fn; ZPHiR4fQli  
aPicker pk; l<fZt#T  
public : $e66jV  
n#,<-Rb-  
template < typename T > %c[Q_  
  struct result_1 7#K%Bo2pG  
  { wLyQ <[$  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; P%`|Tu!B  
} ; oG5 :]/F  
tHlKo0S$0  
template < typename T1, typename T2 > 4 [2^#t[  
  struct result_2 R%)ZhG*  
  { 6[g~p< 8n}  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XRi/O)98o  
} ; X2>qx^jT  
?;1^8 c0  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} t?J Y@hT*  
)c vA}U.z  
template < typename T > KUs\7Sb  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u2=gG.  
  { >iefEv\  
  return fn(pk(t)); 1T(:bM_t`7  
} Wez"E2J`  
template < typename T1, typename T2 > ?M'_L']N[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x2gnB@t  
  { W\xM$#)m  
  return fn(pk(t1, t2)); 9Yih%d,  
} @* a'B=7  
} ; e!cZW.B=`f  
72oiO[>N'  
E[N5vG<  
一目了然不是么? f( (p\ &y  
最后实现bind 8SmtEV[b3  
TNY d_:j  
hZ_0lX}  
template < typename Func, typename aPicker > ^zjQ(ca@"x  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 0@;kD]Z  
  { Z Z1s}TG  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -&87nR(eW  
} VT.BHZ  
Gt{'` P,&9  
2个以上参数的bind可以同理实现。 mIu-  
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。 9y/gWE  
1]eh0H  
十一. phoenix 4h:R+o ^H^  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Yv0;UKd  
qkX}pQkG)h  
for_each(v.begin(), v.end(), DtBIDU]  
( }q0lbwYlb  
do_ f@@2@# 5B  
[ e jY|o Bj  
  cout << _1 <<   " , " Efo,5  
] qucw%hJr  
.while_( -- _1), $.Fti-5  
cout << var( " \n " ) )3O0:]<H  
) YXC?q  
); "X/cG9Lw  
^fj):n5/  
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: C^Jf&a  
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 rTJv>Jjld  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 q3.L6M  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,BuN]9#  
-!]Ie4"  
d~[^D<5,D  
template < typename Cond, typename Actor > *ml&}9  
class do_while J7. }2  
  { *h ~Y=#`8*  
Cond cd; VKa-  
Actor act; ,,+ ~./)  
public : }hT1@I   
template < typename T > z!09vDB^  
  struct result_1 '8g/^Y@  
  { k:(i sKIA  
  typedef int result_type; &&C]i~  
} ; .f'iod-   
S30@|@fTz  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} H*U\P2C!)  
u*R9x3&/5  
template < typename T > bI^zwK,@4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F+e J9  
  { o!Vs{RRu}  
  do yK"OZ2Mv  
    { >-0b@ +j  
  act(t); ypxqW8Xe  
  } ,z}wR::%  
  while (cd(t)); o6e6Jw  
  return   0 ; Q>gU(  
} ;]<{ <czc  
} ; B!jINOg  
[ e4)"A"  
!x9j~D'C`  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 9g" 1WZ!  
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。 &dSw[C#f  
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。 {},rbQ -  
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。 C7=Q!UK`\  
下面就是产生这个functor的类: Zp|LCE"  
}vOUf# ^k  
_q([k_4h  
template < typename Actor > ) Qve[O  
class do_while_actor <@C Bc:j0  
  { 9E{Bn#  
Actor act; eK"B.q7  
public : +NRn>1]  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} hA`>SkO  
kP%Hg/f/Ot  
template < typename Cond > x>Ah4a d  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; \K 01 F  
} ; g j`"|  
n3{m "h3  
fM]McZ9)D  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ki6`d?  
最后,是那个do_ ~Z5?\a2Ld  
OT7F#:2`  
z`uqK!v(K  
class do_while_invoker Hk-)fl#dr  
  { hoASrj{s  
public : _t:cDXj  
template < typename Actor > o"^}2^)_SR  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ^o't &  
  { o a,Ju  
  return do_while_actor < Actor > (act); 9d2#=IJm  
} maLJ M\C  
} do_; :V2j'R,  
{jzN  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Pf oAg*  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 D%LM"p  
最后来说说怎么处理break和continue x+5Q}ux'G  
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。 0_bt*.w I+  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五