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
  • 6717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 IWBX'|}K  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 B*qi_{Gp  
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, !y#"l$"xK  
ZjT,pOSyb  
"lQ*1.i  
FRcy`)  
  class filler D,m]CK '  
  { FK6[>(QO  
public : bf0+DvIB  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 9K/HO!z  
} ; \:R%4w#Jv  
ai}mOyJs  
\%u3  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Ytgcs( /$  
dCb`xR}  
Wi>!{.}%A  
CF&NFSti^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); r[1i*b$  
2*rH?dz8E  
]&?Y~"{cD  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 YZP(tn  
QFfK0X8cC  
hhb?6]Z/  
^<;V]cY`  
二. 战前分析 K )[]fm  
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。 |}2 3>l7  
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 ktI/3Mb@  
AoY -\E  
jATI&oX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); a-y+@#;2_  
  /* --------------------------------------------- */ nv)2!mAh\  
vector < int *> vp( 10 ); XXbqQhf  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ny_lrfh)[  
/* --------------------------------------------- */ >tTj[cMJl  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); qNI, 62  
/* --------------------------------------------- */ P-`M  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); OQ8 bI=?[x  
  /* --------------------------------------------- */ X_qf"|i  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); . 7zK@6i  
/* --------------------------------------------- */ CQZgMY1{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 'jmTXWq*  
jxiC Kx,G  
6Z#\CixG  
iY`%SmB  
看了之后,我们可以思考一些问题: :*t"8;O[  
1._1, _2是什么? {x:ZF_wbb  
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。 !(q sD+  
2._1 = 1是在做什么? $k0k k  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 *"WDb|PBb  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 _tSAI  
<F'X<Bau  
hOFOO_byzO  
三. 动工 bgS$ {n/  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: V~S0hqW[  
aaKN^fi&  
Jo$G,Q  
Dw=gs{8D  
template < typename T > 3= DNb+D!  
class assignment 4&xZ]QC)O5  
  { M~WijDj  
T value; n8uv#DsdK  
public : ZIPl7tTw  
assignment( const T & v) : value(v) {} Q?8R[i  
template < typename T2 > YFE&r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } *?y+e  
} ; `6 /$M!4$  
o }3uo6GIB  
*.~6S3}  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 W?0 lV5/  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment I8+~ &V}  
( {1e%  
vo\fUT@k  
}"|"Q7H  
  class holder CM<]ZG7  
  { ?."&MZ  
public : K TsgJ\W  
template < typename T > K =C!b?  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Eo\UAc  
  { >$ NDv  
  return assignment < T > (t); 0{[m%eSK'  
} :C}2=  
} ; ~XyW&@  
pl5P2&k  
B3H|+  
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: vKq^D(&cl  
|\n@3cIK  
  static holder _1; 'mH) d  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 N[<H7_/3  
p. R2gl1m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); "S&@F/  
而不用手动写一个函数对象。 Kx. X7R  
tG8jFou  
,h{A^[yl  
=/u% c!  
四. 问题分析 a@@M+9Q  
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。 cooUE<a  
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。 Vo9F  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 kaxvP v1  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 JXixYwm  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9%iUG(DC  
?_oF:*~\  
五. 问题1:一致性 Yz4_vePh+5  
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?| 3)ma\+< 6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Qd_Y\PzS  
&n[~!%(  
struct holder $B#6tk~u  
  { OFGsjYLw  
  // j}BHj.YuP  
  template < typename T > u>Rb ?`  
T &   operator ()( const T & r) const & SAH2xR  
  { *d(SI<j  
  return (T & )r; =?])['VaA  
} =(EI~N  
} ; sow d`I~  
j}F-Xs+  
这样的话assignment也必须相应改动: ZkP {[^6d\  
!j1[$% =#  
template < typename Left, typename Right > >tG+?Y'{  
class assignment @ct+7v~  
  { !Y<oN~<%)  
Left l; dI*'!wK  
Right r; 0G <hn8>  
public : 2b=)6H1  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b?Pj< tA  
template < typename T2 > Z,c,G2D  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 3L _I[T$s  
} ; D -IR!js ]  
H^~.mBP n  
同时,holder的operator=也需要改动: xU S]P)R  
Ch_xyuJ  
template < typename T > tfkr+ /  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const F?u^"}%Fc  
  { $ P: O/O=>  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); }wwe}E-e  
} -6=<#9R  
s?3i) Ymr  
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。 h?UVDzI!O  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 k$Rnj`*^  
y69J%/c ra  
return l(rhs) = r; ^1jk$$f  
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。 Zg:gY"^  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: O'NW Ebl/  
0 nW F  
template < typename Tp > e kQrW%\3  
class constant_t ] c}91  
  { zzZg$9PT[  
  const Tp t; %G?K@5?j?  
public : 59rY[&|  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} WW "i  
template < typename T > NvtM3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const cs_}&!c{  
  { ujgLJ77  
  return t; Y:x/!-  
} BH@b1}  
} ; 59B&2861  
W"hcaa,&  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 TYjA:d9YH  
下面就可以修改holder的operator=了 |V`S >m%N  
]UNZd/hIL  
template < typename T > aW{L7N%  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const gs`^~iD]m  
  { w@]jpH;WX  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 'I/h(  
} *,#q'!Hq  
0^_MN~s(X  
同时也要修改assignment的operator() h8^i\j  
f\ "`7  
template < typename T2 > 6 ,N6jaW  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } f =_^>>.  
现在代码看起来就很一致了。 U6WG?$x  
q#1X[A()  
六. 问题2:链式操作 d$1 #<-yP  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 'M%5v'$y  
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。 QjukK6#W  
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。 R40W'N 1%q  
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。 6 S*zzJ.0K  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct LZ&uj{ <  
2uu[52H8d%  
template < typename T > e`DsP8-&v  
struct result_1 H2\1gNL  
  { &X w`T9<  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Xu<FDjr  
} ; h=f6~5l5  
URw!7bTz  
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: T8q[7Zn  
!V( `ZH  
template < typename T > 7jezw'\=~  
struct   ref 'jbMTI  
  { >)%#V<{<  
typedef T & reference; U+!UL5k  
} ; UT-ewXh  
template < typename T > LV=^jsQ5  
struct   ref < T &> ;l`X!3  
  { 1nXqi)&?;  
typedef T & reference; QJM(UfHUD  
} ; G"fdu(.@  
[0{wA9g  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: s;>VeD)*)  
@fDQ^ 4  
template < typename T > b.6ZfB,+G  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const BGA%"b  
  { G* Ib^;$u  
  return l(t) = r(t); _3KZME  
} (JvQ-H  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 .='3bQ(UZ4  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 z-)*Q  
+QQ YPEx+  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 x{QBMe`  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: I-,Xwj-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 @!-aR u  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 B{N=0 cSi  
最后的布局是: 1 O- E],  
                Add eTT^KqE>&  
              /   \ XzN-slu!  
            Divide   5 @qpYDnJ:  
            /   \ b3P9Yoj-  
          _1     3 Y)5)s0}  
似乎一切都解决了?不。 +H?<}N*T  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 &s2#1  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Kyyih|{  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: K]%N-F>r  
c-ttds  
template < typename Right > @OBHAoz%/  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {rtM%%l  
Right & rt) const QR|XV%$  
  { 2z[r@}3  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); D8q3TyCj%  
} 5>N6VeM  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _+}-H'7=  
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。 ]VzqQ=U%  
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。 xcAF  
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。 :,urb*  
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。 T-hU+(+hg  
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? u'#`yTB6b  
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: =I+l=;05Rd  
t5I^1u6  
template < class Action > s$js5 ou  
class picker : public Action MT;SRAmUr  
  { v@F|O8t:s  
public : 16a_GwfM  
picker( const Action & act) : Action(act) {} \.K\YAM<  
  // all the operator overloaded L*kh?PS;  
} ; ; ,Of\Efc|  
D{Hh#x8Y  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 UY?i E=  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: e6tH/`Uln  
ckH$E%j   
template < typename Right > B"pFJ"XR  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const (#f m (@T  
  { \O8Y3|<  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {^PO3I  
} O;"*_Xq(`  
Z;|0"K  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > zbF:R[)  
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。 bLU^1S8Z  
: ;E7+m  
template < typename T >   struct picker_maker PfwI@%2  
  { 1YF+(fk  
typedef picker < constant_t < T >   > result; _IQU<Za  
} ; CjC'"+[w  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > iylBK!ou  
  { fD3jwPL  
typedef picker < T > result; vp )}/&/  
} ; Mp^OL7p^^  
73^ T*  
下面总的结构就有了: E3FW*UNg[y  
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。 SIaUrC  
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。 . BYKdxa  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 q 2_N90u  
至此链式操作完美实现。 'XZI{q2i  
 Gh)sw72  
-H ac^4uF  
七. 问题3 >m2<Nl}  
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。 oUKBb&&O  
oPBg+Bh*  
template < typename T1, typename T2 > !yV,|)y5F  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $ +GFOO  
  { JA SR  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ')~Y  
} |&0"N[t  
</+%R"`  
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: %X0NHta ~@  
1a=9z'8V  
template < typename T1, typename T2 > 5Sm5jRr  
struct result_2 M0Kh>u  
  { 7q2"b?|h  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; c:@OX[##  
} ; zT4ulXN  
$_URXI  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? xM'S ;Sg  
这个差事就留给了holder自己。 d=4f`q0k  
    MWn L#!  
}n2-*{)x  
template < int Order > ;}>g1&q  
class holder; 3w<j:\i  
template <> <igx[2X  
class holder < 1 > k+q6U[ce  
  { yhkQFB%gv  
public : /|u]Y/ *  
template < typename T > 4MtqQq4%  
  struct result_1 ^ ]6  80h  
  { 8SCW.;0  
  typedef T & result; ssr)f8R#,#  
} ; vN%j-'D\A4  
template < typename T1, typename T2 > WKrZTPD'm  
  struct result_2 fD#&:)  
  { 9+is?Pj  
  typedef T1 & result; ndCS<ojcBP  
} ; ,^+R%7mv  
template < typename T > -g[*wN8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6U>jU[/  
  { CF}Nom)  
  return (T & )r; MMA@J  
} mN'9|`>V>  
template < typename T1, typename T2 > [A..<[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;&^"q{m  
  { DN 8pJa  
  return (T1 & )r1; klC^xSx  
} 'Rh>w=wB'  
} ; ,^IZ[D>u)  
4Ig{#}<  
template <> K7O? {/  
class holder < 2 > ? -F'0-t4%  
  { &G,o guo  
public : +#I~#CV!  
template < typename T > O+o%C*`K  
  struct result_1 ^$Io;*N4  
  { ]>4Qs  
  typedef T & result; YlcF-a  
} ; x>9EVa)  
template < typename T1, typename T2 > 8}#Lo9:,d  
  struct result_2 '=b&)HbeK  
  { @1ta`7#  
  typedef T2 & result; 4b(irDT3F  
} ; U}wq~fD  
template < typename T > 4"X>_Nt6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2V"gqJHv  
  { k`~br249  
  return (T & )r; rH:X/i;D  
} v8k ^=A:  
template < typename T1, typename T2 > BG8)bh k;/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const T\s#-f[x  
  { OK J%M]<  
  return (T2 & )r2; ;_\  
} '/*c Yv45  
} ; '*ICGKoT  
g)D}p@>m  
(@o />T  
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> >。 ,L:)ZZgN  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: !cq| g  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: M)pi)$&c  
U`p<lxRgQ  
return l(i, j) = r(i, j); j<P%Uy+  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) aw"%B-N \  
L0VR(  
  return ( int & )i; e CUcE(  
  return ( int & )j; &8i{'k,l  
最后执行i = j; 7CMgvH)O  
可见,参数被正确的选择了。 CgKSK0/a  
BF [?* b  
K y2xWd8  
1WN93 SQ=  
VEEeQy  
八. 中期总结 `gs,JJ6N  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: SfFR  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 R.`J"J0/~  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 3D dG$@  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor &LQab>{*K  
WA5kX SdIb  
NS;8&  
m8^2k2  
13kb~'+&r  
XJ?z{gXJ  
九. 简化 '="){  
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。 }jgAV  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 p&l:937  
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: vkgL"([_  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 *bSG48W("  
  +-*/&|^等 ppP?1Il`kb  
2. 返回引用。 Bcon4  
  =,各种复合赋值等 6&0a?Xu  
3. 返回固定类型。 ]m>MB )9  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ,!4_Uc  
4. 原样返回。 >G~;2K[  
  operator, p'}%pAY  
5. 返回解引用的类型。 2Hwf:S'  
  operator*(单目) hI{Yg$H1  
6. 返回地址。 Lpf=VyqC  
  operator&(单目) !P3|T\|]+  
7. 下表访问返回类型。 R7E"7"M10  
  operator[] rP4@K%F9jB  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \c}r6xOr  
  operator<<和operator>> 59 Y=VS  
H4Ek,m|c  
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。 qJj5J;k  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: P'~3WL4MKs  
nHjwT5Q+Q  
template < typename Left >  \RO Sd  
struct value_return O 9)8a]  
  { ]XyJ7esg  
template < typename T > rnE'gH(V'  
  struct result_1 RUu'9#fq  
  { /p"R}&z  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 69yyVu_  
} ; blv6  
e?WR={  
template < typename T1, typename T2 > ')cu/  
  struct result_2 q'tT)IgD  
  { d o7{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; K? k`U,  
} ; +%v4Ci"%y  
} ; 5Ncd1  
N0C5FSH  
_Hk`e}}  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait o+&sodt|`  
H'.eqZM  
下面我们来剥离functor中的operator() $49tV?q5  
首先operator里面的代码全是下面的形式: !ZW0yCwLQ  
*p^MAk9=  
return l(t) op r(t) B#yyO>0k]  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) l1 S1CS  
return op l(t) v( B4Bz2  
return op l(t1, t2) n>UvRn.7kz  
return l(t) op /([aD~.  
return l(t1, t2) op ~fe0Ba4  
return l(t)[r(t)] \Y$NGB=2[  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ZlzFmNe60  
/xzL!~g`6<  
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-rnDl  
单目: return f(l(t), r(t)); VrK5a9*^  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Fz% n!d  
双目: return f(l(t)); yrX]w3kr%  
return f(l(t1, t2)); t JP(eaqZ  
下面就是f的实现,以operator/为例 .^23qCs  
@[Th{HTc.G  
struct meta_divide ITV}f#  
  { %y q}4[S+o  
template < typename T1, typename T2 > uu>g(q?4II  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) *bx cq  
  { 8 _J:Yg  
  return t1 / t2; 4/4IZfznX  
} ;z68`P-  
} ; __M}50^  
Syk^7l  
这个工作可以让宏来做: sIpK@BQ'  
~>n<b1}W  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ y[cAU:P?  
template < typename T1, typename T2 > \ *K;~V  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; =ZQIpc  
以后可以直接用 `PL!>oa(8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) KR*/yeG!E  
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 3-05y!vbcE  
(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。。。) f}apn=  
1gC=xMAT  
.jCdJ =z  
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 4{Iz\:G:{/  
;8@A7`^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > xASj w?  
class unary_op : public Rettype &zZSWNW  
  { 'BC-'Ot  
    Left l; iG ;6e~p  
public : 2eNm2;  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Pw")|85  
+m1edPA[  
template < typename T > TzOf&cs/r  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const it.l;L_nW  
      { . &e,8  
      return FuncType::execute(l(t)); G/y< bPQ  
    } 3laSPih[.  
u$0>K,f  
    template < typename T1, typename T2 > .Ee8s]h5W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b;yhgdFx  
      { 3Ry?{m^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ,Zdc  
    } Ei#"r\q j_  
} ; $oNkE  
]`MRH[{  
)P$ IXA\  
同样还可以申明一个binary_op (Yx rZ_F'b  
p~r +2(J  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4[6A~iC_  
class binary_op : public Rettype s~GO-v7  
  { Dr;@)  
    Left l; MP T[f  
Right r; ,3^N_>d$W  
public : 3&}wfK]X  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7c+u+Yet  
5SDHZ?h  
template < typename T > 2qN6{+]  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nGRF< 2!  
      { 3i7n"8\$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 39u!j|VH  
    } gP<l  
N?~K9jGx(  
    template < typename T1, typename T2 > NxNz(R $~  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N 4Dyec\  
      { -PxA~((g5  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); BM:je(*p  
    } Fm*O&6W\@A  
} ; +lE 9*Gs_$  
L8!xn&uyP=  
R,tR{| 8  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 u+S*D\p<`  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 kRG-~'f%`  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) O"Ar3>   
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。 #S QFI;zj  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! w(s"r p}  
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。。。 (/c9v8Pr(7  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 z )k\p'0"  
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) M7En%sBp  
下面是修改过的unary_op xez~Yw2  
2E;*kKw[  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > voCQ_~*)9  
class unary_op YwEXTy>0  
  { 7+@:wX\  
Left l; M" %w9)@  
  8{@#N:SY  
public : %KRAcCa7  
jF{zcYU  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} "<NQ2Vr]5  
p)d'yj  
template < typename T > I%;xMt Y1o  
  struct result_1 T[L  
  { HLa|yc B%  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <SOC  
} ; {dhGSM7  
]Z2;sA  
template < typename T1, typename T2 > |h@'~c  
  struct result_2 }JoCk{<31  
  { Il>!C\hU  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Tw);`&Ulo  
} ; M+9G^o)u  
j;)U5X  
template < typename T1, typename T2 > #GY;.,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n ;y<!L7  
  { aB+Ux< -  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Gr}Lp  
} (s z=IB ;  
O3PE w4yA  
template < typename T > xm6cn\e  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `)/G5 fB  
  { Y FL9Q<  
  return OpClass::execute(lt(t)); /MO|q  
} {YT!vD9.  
&+u) +<&;(  
} ; @or&GcQ*  
jqh d<w  
FcB]wz  
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 #%rXDGDS  
好啦,现在才真正完美了。 rp (nGiI  
现在在picker里面就可以这么添加了: c~K^ooS-  
PTXy:>]M  
template < typename Right > HY4X;^hF  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ML^c-xY(  
  { 1D sgU6"  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 7loIX Qw  
} !'Q/9%g  
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。 |<t"O  
s `B"qw  
PqZMuUd  
Es/\/vF7]D  
DJ2EV^D+P  
十. bind iP6$;Y{ZA  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ?kqo~twJ  
先来分析一下一段例子 ,W;\6"Iwx'  
Z_.Eale^  
gBA UrY%]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 6hv4D`d;o  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 W2e~!:w  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 SQ9s  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 t9685s  
我们来写个简单的。 tIR"y:U+  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ( 6|S42  
对于函数对象类的版本: XbsEO>_Z'A  
{7LO|E}7  
template < typename Func > jO)UK.H#  
struct functor_trait l*T> 9yC  
  { ;I1}g]  
typedef typename Func::result_type result_type; hqd}L~o:  
} ; `j{q$Y=AG  
对于无参数函数的版本: uO%G,b  
\$n?J(N  
template < typename Ret > YKk?BQ"  
struct functor_trait < Ret ( * )() >  c %w h  
  { /ldE (!^n  
typedef Ret result_type; ![YLY&}s  
} ; tt2`N3Eu\  
对于单参数函数的版本: { K'QE0'x  
xL,Lb}){%  
template < typename Ret, typename V1 > ^R',P(@oL  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > cLj@+?/  
  { O:cta/M  
typedef Ret result_type; c%9wI*l  
} ; o7' cC?u  
对于双参数函数的版本: Rd7Xs  
,iY/\ U''  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @5+ JXD  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > _-$O6eZ  
  { eY^;L_7}p  
typedef Ret result_type; MQ>.^]B]o  
} ; {_t i*#  
等等。。。 ">PpC]Y1  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy phr6@TI  
#K:|@d  
template < typename Func > `@eo <6  
struct func_return GP6-5Y"8  
  { }JyWy_Y  
template < typename T > m&(yx| a4+  
  struct result_1 `KBgVhS>  
  { OoL#8R  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; P[6@1  
} ; 6UOV,`:m+  
*$mDu,'8  
template < typename T1, typename T2 > oace!si  
  struct result_2 ZWH?=Bk:  
  { W&23M26"{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *T\- iICw  
} ; 0O+[z9  
} ; YcW[BMy5h  
gU1E6V-Jm  
-S5M>W.Qb{  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *<?or"P  
$ K1 /^  
template < typename Func, typename aPicker > vcTWe$;Q  
class binder_1 q y"VrR  
  { Sp8Xka~5*#  
Func fn; d1$3~Xl]  
aPicker pk; fZ!fwg$  
public : VU6nu4   
SJ$N]<d  
template < typename T > V9 qZa  
  struct result_1 ej-x^G?C  
  { MN1 kR  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; -{H; w=9  
} ; ns`|G;1vv  
oo sbf#V  
template < typename T1, typename T2 > _): V7Zv  
  struct result_2 Pl(+&k`}  
  { n46A  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; s *$Re)}S  
} ; JRQ{Q"`)  
0ant0<  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Fr/3Qp@S  
? ->:,I=<~  
template < typename T > \7M+0Ul1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (`h$+p^-y  
  { *{/ ww9fT  
  return fn(pk(t)); v_-S#(  
} wBlfQ w-N  
template < typename T1, typename T2 > 2D|2/ >[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Omy4Rkj8bh  
  { b=[gK|fu  
  return fn(pk(t1, t2)); `;Qw/xl_N  
} t<S]YA~N'  
} ; W'2T7ha Es  
za{z2# aJ  
Us4J[MW<  
一目了然不是么? ds@X%L;_  
最后实现bind g=w,*68vuy  
A$*#n8 ,  
O%RkU?ME  
template < typename Func, typename aPicker > jSa9UD  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) TS0x8,'$q  
  { 0].x8{~o  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); g$C-G5/bjD  
} D5]4(]k&  
F\&Sn1>k  
2个以上参数的bind可以同理实现。 =2&/Cn4  
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。 VxD_:USIF  
n#@/A  
十一. phoenix VA4>!t)  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: J[E_n;d1  
{z)&=v@  
for_each(v.begin(), v.end(), u{Jv6K,  
( cI}qMc  
do_ O^fg~g X  
[ 8\,|T2w,X  
  cout << _1 <<   " , " !]c]:ed\C  
] v=!Ap ; 2L  
.while_( -- _1), WT(inf[  
cout << var( " \n " ) 6u-@_/O5R3  
) / S  
); rGb7p`J  
~AbnksR  
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:  biwV7<  
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 ~F5JN^5Y  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Q\(VQ1c  
那么我们就照着这个思路来实现吧: jDI)iW`P  
8#%Sq=/+M  
Nxk3uF^  
template < typename Cond, typename Actor > 4o,%}bo&  
class do_while >:W7f2%8`  
  { a[TR_ uR  
Cond cd;  LW?Zd=  
Actor act; LxqK@Q<B  
public : ,(aOTFQS  
template < typename T > 7U=|>)Q0s  
  struct result_1 G9?6qb:  
  { kOfq6[JC  
  typedef int result_type; ?f1PQ  
} ; Fv!zS.)`  
rBBA`Ut@F  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}  y!6+jrI  
mHTZ:84  
template < typename T > 4%l @   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const emZ^d/A  
  { En@] xvE  
  do `x;8,7W;B  
    { ) V}q7\G~  
  act(t); k+k&}8e  
  } $'$#Xn,hU  
  while (cd(t)); cY/!z  
  return   0 ; jO'+r'2B9  
} 3/ sKRU  
} ; )h(Dt(2Wm  
}7k!>+eQ  
F\m  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ^B9rt\,q  
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。 {0(:7IY,  
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。 }@IRReQ  
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。 L||_Jsu  
下面就是产生这个functor的类: 5+U2@XV  
(nP 6Xq  
SB5DL_q  
template < typename Actor > BoZ G^  
class do_while_actor ]7WBoC8  
  { ?3 :OPP`s  
Actor act; e@k`C{{C]o  
public : /m,0H)w1  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} _!FM^N}|  
xl5n(~g)p  
template < typename Cond > $YDZtS&h  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; @g|E b}t  
} ; qw A N=3@  
wn*z*  
x?Wt\<|h!  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 UN`F|~@v  
最后,是那个do_ COS(pfC  
mT N6-V  
g*UI~rp  
class do_while_invoker $@_7HE3  
  { Q(lj &!?1k  
public : |_l\.  
template < typename Actor > >V~q`htth  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const @Z$`c{V<  
  { @_0 g "Ul  
  return do_while_actor < Actor > (act); f_1#>]  
} L2ePWctq}  
} do_; !Ju?REH   
2A3;#v  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? \Cx) ~bq<  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 <YbOO{  
最后来说说怎么处理break和continue $)| l#'r  
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。 W(*:8}m,p  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五