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
  • 6377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 ]bjXbbHd  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {u3eel  
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, huMNt6P[  
]}KoW?M  
~FnB!Mh}?  
|T!^&t  
  class filler S,9}p 1  
  { v9<7=D&x  
public : G+k[.  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} I%.96V  
} ; \E9Hk{V:6  
]}4{|& e  
~]+-<O^U~  
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: 9}~WwmC|x  
>(v%"04|e  
<AZ21"oR/  
W<J".2D  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ]zGgx07d  
'ZyHp=RN)  
Y^zL}@  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 fZoV\a6Kj  
s[ {L.9Y  
4nC`DJ;V  
HK@LA3  
二. 战前分析 Q.5C$I  
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。 ^P5+ _P  
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 68m (%%E@  
PUMh#^g}  
z^+`S:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $"P9I-\m  
  /* --------------------------------------------- */ 6pkZ8Vp:  
vector < int *> vp( 10 ); TW 2OT }  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); /:]`TlAb,  
/* --------------------------------------------- */ *gu4%  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); E,6(/`0H*  
/* --------------------------------------------- */ Ka[@-XH  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); :HSqa9>wa  
  /* --------------------------------------------- */ v 4@=>L  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 13oR-Stj|  
/* --------------------------------------------- */ !Vtt.j &4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 0\ G`AO;D  
n@pm5f  
t;P%&:"@M  
3"2 8=)o  
看了之后,我们可以思考一些问题: @(XX68  
1._1, _2是什么? g8 (zvG;Y  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 l3Vw?f   
2._1 = 1是在做什么? (*63G4Nz\  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 VGbuEC[Y  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 y'(bp=Nq  
~z)diF<  
kyQUaFG  
三. 动工 F$ kLft[:  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: F...>%N$  
P8DT2|Z6f]  
O.7Q* ^_  
f =H,BQ  
template < typename T > #u8|cs!  
class assignment =Qt08,.bW  
  { NB]T~_?]*  
T value; >G`=8Ku  
public : xk}(u`:.  
assignment( const T & v) : value(v) {} i2or/(u`  
template < typename T2 > K*uFqdLL!  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } g%z?O[CN  
} ; M[5zn  
Jhbkp?Zli  
D:Zpls.  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *&X.  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Ro+/=*ql~  
5MJ`B: He+  
\A`pF'50  
}{*((@GY}  
  class holder yb BLBJb  
  { csTX',c  
public : 7&G[mOx0  
template < typename T > EUdu"'=4a  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A(y^1Nm  
  { Gy36{*  
  return assignment < T > (t); H27J kZ&  
} ?'H);ou-p  
} ; qX{m7  
sMAc+9G9k  
VNx|nP&  
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: [0 7N<<  
kzCD>m  
  static holder _1; gvYib`#  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 R4,j  
gBRhO^Sz  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wC@5[e$  
而不用手动写一个函数对象。 ~:ddTv?F  
 N7j  
.fxI)  
y|!%C-P  
四. 问题分析 >'eOzMBn  
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。 *a Y`[,4#$  
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。 4%O*2JAw  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ]X +3"  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 iK%<0m  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 h d1H  
6~\z]LZ  
五. 问题1:一致性 Sv.z9@S  
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?| ~1YL  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 MGIpo[  
>jAr9Blz]  
struct holder ^\ &:'$f+8  
  { yv4ki5u`  
  // ?}%Gr,tj2  
  template < typename T > W5?F?Dp!v  
T &   operator ()( const T & r) const K g&{ ?&  
  { ay#cW.,  
  return (T & )r; 9z 5K  -s  
} fXMVl\ <  
} ; /B"h #v-o  
(A?{6  
这样的话assignment也必须相应改动: *!UY;InanX  
phSF. WC  
template < typename Left, typename Right > ZC3b9:tk  
class assignment ^[XxE Lx  
  { IXt2R~b  
Left l; ke|v|@  
Right r; zLXmjrC  
public : YKLh$  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} vTjgW?9  
template < typename T2 > TCp!4-~,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } &$  F0  
} ; NAhV8  
joDnjz=  
同时,holder的operator=也需要改动: &oiX/UaY  
?*E Y~'I  
template < typename T > {rGq|Bj  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ?ECmPS1  
  { W^0F(9~!(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); r9@O`i  
} @``kt*+K+  
c&)H   
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。 qf+jfc(Iby  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 BDxrSq,H  
-2|D( sO  
return l(rhs) = r; PC/fb-J  
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。 wKum{X8  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :ORCsl6-  
HKq 2X4J$  
template < typename Tp > VgZ<T,SuW  
class constant_t VP\HPSp  
  { &d`Umm]  
  const Tp t; $/],QD_;"  
public : hSaS2RLF  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} fOJk+? c  
template < typename T > *jGB/ y  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const >OE.6)'Rm  
  { c }ivYH?`w  
  return t; "%urT/F v&  
} \l{*1lQ`  
} ; n)} J<  
< .$<d  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 *]z.BZI:  
下面就可以修改holder的operator=了 <,Sy:>:"  
VbM5]UT/  
template < typename T > yt>Pf <AI  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const T =3te|fv  
  { Y::fcMJr;Q  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); _XXK1H x  
} |/arxb&  
oHI~-{m3)  
同时也要修改assignment的operator() pW:h\}%`n  
h\'GL(?DBI  
template < typename T2 > (J.(Fl>^  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } )oTEB#J  
现在代码看起来就很一致了。 ~0ZEnejy  
"x9xJ  
六. 问题2:链式操作 *IGxa  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 T_Z@uZom.  
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。 Sx;zvc  
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。 R|V<2  
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。 KyXgw  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct \q3H#1A  
7b+OIZB  
template < typename T > F Paj p  
struct result_1 >]:R{1h  
  { gK(E0p"  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ZhxMA*fL  
} ; a47Btd'm  
~(aq3ngo.  
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: ]~?k%Mpw  
kUP[&/Lc  
template < typename T > G]P4[#5  
struct   ref `Z|s p  
  { nyQ FS  
typedef T & reference; eoEb\zJ  
} ; 4bAgbx-^  
template < typename T > ~|DF-t V  
struct   ref < T &> R%#c~NOO  
  { |]GEJUWtCd  
typedef T & reference; /4_}wi\  
} ; Vaha--QB  
wW%I < M  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: T"QY@#E  
C{!Czz.N  
template < typename T > Efp=z=E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const `b\4h/~  
  { 7]nPWz1%*  
  return l(t) = r(t); 3M%EK2,  
} ;Ly4Z*!2  
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。 T&R`s+7  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 A:D\!5=  
$35Oyd3s<  
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 yLDHJ}R  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: >,] #~d  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 +uT=Wb \  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^k_!+8"q{  
最后的布局是: qb"!  
                Add ADR`j;2  
              /   \ 2X*epU_1h  
            Divide   5 :lE7v~!Z  
            /   \ r p @=  
          _1     3 w}YHCh  
似乎一切都解决了?不。 ~(Tz <  
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。 ?BLOc;I&a  
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。 v,M2|x\r}  
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: RF;N]A?*  
;8T<L[ ^U  
template < typename Right > ] !A;-m  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ':>B %k  
Right & rt) const ^#=L?e  
  { :?p{ga9  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nuCK7X  
} w+MdQ@'5  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4/h2_  
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。 =.o-R=:d  
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。 0)/214^&  
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。 xv*mK1e  
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。 [%@zH  
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? (8*lLZ  
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: =CVw0'yZ  
>ciq4H43Q|  
template < class Action > _ 4W#6!  
class picker : public Action cpy"1=K~M  
  { lvN{R{7 >  
public : 0GR9opZtA  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Q?tV:jogY  
  // all the operator overloaded x'KsQlI/  
} ; #<~f~{x  
[D,:=p`  
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。 ]lo1Kw  
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: 3K{8sFDO  
ku{aOV%  
template < typename Right > esHiWHAC  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Lg?'1dg  
  { &-* nr/xT  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); t#q> U%!  
} w* I+~o-  
ep?0@5D}]  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >  n=&c5!  
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。 [s/@z*,M1  
:9#`| #uh  
template < typename T >   struct picker_maker moR]{2Cd{  
  { 8F * WT|]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; lkm(3y@']A  
} ; QdTe!f|  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 6:,^CI|@ t  
  { (*ng$z Z$  
typedef picker < T > result; NM@An2  
} ; sV<4^n7  
=#tQIhX`  
下面总的结构就有了: TJpv"V  
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。 [Mz;:/  
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。 wDO5Zew!  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !cb#fl  
至此链式操作完美实现。 Elp!,(+&6  
,*[LnR  
^W D$ gd  
七. 问题3 ^rwSbM$  
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。 1VFqT'  
E<uOk  
template < typename T1, typename T2 > =LxmzQO#  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gN(hv.nQ  
  { MPbPq3an  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); cEdJn@ ,  
} )F9r?5}v4x  
qD*\}b]9I  
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: 5V~p@vCx  
%wW5)Y I  
template < typename T1, typename T2 > Qiw4'xQm  
struct result_2 i[{] LiP  
  { 5Kj4!Ai  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; lM^!^6=v0l  
} ; hxVM]e[  
Lc<xgN+cJ  
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? I&8SP$S>J  
这个差事就留给了holder自己。 b',bi.FH  
    xsDa!  
8 QF?W{NK  
template < int Order > Lzx$"R-  
class holder; :ZS 8Zm"  
template <> w"agn}CK  
class holder < 1 > h5rP]dbhXU  
  { Sn2Ds)Pfx3  
public : C'/M/|=Q#  
template < typename T > Z,!Xxv;4  
  struct result_1 eD{ @0&   
  { Q\#{2!I  
  typedef T & result; WG/J4H`Od  
} ; M |?p3%  
template < typename T1, typename T2 > =+}}Sv2  
  struct result_2 #oJbrh9J6  
  { 8V|jL?a~  
  typedef T1 & result; * \o$-6<  
} ; 7Sz'vyiz  
template < typename T > x56 F  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const w<~<(5mM5;  
  { _8b]o~[Z+  
  return (T & )r; ;q,)NAr&  
} *76viqY;dE  
template < typename T1, typename T2 > f:[d]J|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )xvx6?Ah|  
  { YNC0Z'c9  
  return (T1 & )r1; rw8J:?0x  
} mE^tzyh  
} ; O<dZA=Oez  
ok3  
template <> `@$"L/AJ  
class holder < 2 > Krr?`n  
  { cl8_rt  
public : -S,ir  
template < typename T > RZd4(7H=q  
  struct result_1 LPapD@Z  
  { zh^jWu  
  typedef T & result; >2lAy:B5  
} ; n4vXm  
template < typename T1, typename T2 > loeLj4""  
  struct result_2 PUE'Rr(Q  
  { WAwfL?  
  typedef T2 & result; xMSNrOc  
} ; V5yxQb  
template < typename T > \za5:?[xB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !$p2z_n$@.  
  { ^A 11h6I  
  return (T & )r; m0I #  
} 3{Ek-{ 9  
template < typename T1, typename T2 > v?YdLR  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const us\%BxxI9  
  { mEB2RLCM  
  return (T2 & )r2; z;bH<cQ  
} HzD>-f  
} ; .#=j <&  
X(r)Z\  
z"6ZDC6  
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> >。 io t.E%G  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: /<(*/P,>  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: -5V)q.Og  
><;l:RGK|  
return l(i, j) = r(i, j); ,bZ"8Z"lss  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) W{fULl  
M^j<J0(O  
  return ( int & )i; E8T"{ R80  
  return ( int & )j; ?%\mQmjas  
最后执行i = j; , @%C8Z  
可见,参数被正确的选择了。 {BFT  
My]+?.Ru  
~vW)1XnK  
:DZLjC  
S2J#b"Y  
八. 中期总结 j~,h )C/ v  
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: *.kj]BoO  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ftYR,!&  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ? .c?Pu  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor $.oOG"u0]  
'R^iKNPs  
p>k]C:h  
6RK ~Dl&g  
 M*d-z  
g~~m' ^  
九. 简化 kx|me~I  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ' 2>l  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 sW;7m[o  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: = y?#^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 &g*klt'B  
  +-*/&|^等 |WB"=PE  
2. 返回引用。 Jzk!K@  
  =,各种复合赋值等 ?V#Gx>\  
3. 返回固定类型。 `Jn,IDq  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @Ppo &>  
4. 原样返回。 pPoH5CzcK  
  operator, 0r1g$mKb  
5. 返回解引用的类型。 ?#?e(mpo  
  operator*(单目) h]qT1( I  
6. 返回地址。 hO#HvW  
  operator&(单目) a lrt*V|=  
7. 下表访问返回类型。 K6E}";;  
  operator[] 1XG$ z@NN  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 (G#}*  
  operator<<和operator>> L*P_vCC  
-<6v:Z  
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。 xFOBF")  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: KZ]r8  
FS8S68  
template < typename Left > 5Yl6?  
struct value_return `"B^{o  
  { kg:l:C)Tq  
template < typename T > |B eA==  
  struct result_1 =qw &dwIQ  
  { ~]4kkm7Y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; r]9e^  
} ;  *. 8JP  
.?f:Nb.O  
template < typename T1, typename T2 > 0F^]A"kF  
  struct result_2 i(0hvV>'  
  { )U'yUUi  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; y5_XHi@u~o  
} ; Q? qjWZY  
} ; @m?{80;uQ  
dsK/6yu  
AQe!Sqg'  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait WKxm9y V  
}C_|gd  
下面我们来剥离functor中的operator() qL3@PSN?|  
首先operator里面的代码全是下面的形式: [%jxf\9jJ_  
d5:tSO  
return l(t) op r(t) -?5$ PH  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) V}SyD(8~  
return op l(t) ?gN9kd)  
return op l(t1, t2) ;b1wk^,Hw~  
return l(t) op VJg,~lQN#t  
return l(t1, t2) op g ?V&mu  
return l(t)[r(t)] odpUM@OAW  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] T/5"}P`  
lBmm(<~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: ESIzGaM  
单目: return f(l(t), r(t)); 0 I @$ 0Gg  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); H} 6CKP}  
双目: return f(l(t)); |!Fk2Je,  
return f(l(t1, t2)); q & b5g !  
下面就是f的实现,以operator/为例 G'9{a'  
.'/l'>  
struct meta_divide KmL$M  
  { _88QgThb  
template < typename T1, typename T2 > { 5-zyE  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) D%U:!|G  
  {  U(~U!O}  
  return t1 / t2; _q)!B,y-/N  
} 7)J6/('  
} ; 30_ckMG"g  
k" YHsn  
这个工作可以让宏来做: ?/'}JS(Sm  
s}ADk-7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ e:OyjG5_  
template < typename T1, typename T2 > \ ^=0 $  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };  so fu  
以后可以直接用  rN"Xz  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) -CD\+d  "  
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 J>%t<xYf4  
(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。。。) @Tr&`Hi  
^.vmF>$+I  
>zmzK{A=  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 /K|:9Q$K6  
O!^; mhy"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %LQ/q 3?_  
class unary_op : public Rettype L2fVLK H  
  { /\J|Uj  
    Left l; iYKU[UP?  
public : #hJQbv=B"  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ArzDI{1  
2\0Oji\6  
template < typename T > eOnT W4  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wqy ^8N[K]  
      { Y)M8zi>b  
      return FuncType::execute(l(t)); -@M3Dwsi3  
    } *eUc.MX6x  
 KG8W8&q  
    template < typename T1, typename T2 > IgM v =^U  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )X5(#E  
      { XP?*=Z]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); m^I,}1H4  
    } jG D%r~lN  
} ; G{RTH_p  
6>DLp}d  
y3IWfiz>/d  
同样还可以申明一个binary_op r{[OJc!  
6sB$<#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %fhNxR  
class binary_op : public Rettype X:=c5*0e  
  { mhzYz;}  
    Left l; FifbxL  
Right r; Q$a  
public : [B9;?G  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} kuKa8c  
(V?@?25  
template < typename T > s-?fUqA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >ttuum12w  
      { }9&9G%  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ddDS=OfH  
    } kMxjS^fr  
-Mf Q&U   
    template < typename T1, typename T2 > ]b}B2F'n  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YV([2  
      { ::"E?CQLV  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); tu}>:mk  
    } \dkOK`)b  
} ; %Kto.Xq  
3?E}t*/  
O4Dr ]Xc]  
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 tZho)[1  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 =~|:t&v=c  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) T+CajSV  
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。 KCtX $XGL  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! p;%<mUI  
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。。。 'HaD~pa  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 vVVPw?Ww-  
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) `&*bM0(J  
下面是修改过的unary_op .  /m hu  
g.C5r]=+&  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > FFzH!=7T?  
class unary_op w~+aW(2  
  { )#[|hb=o  
Left l; wahZK~,EaY  
  8cdsToF(e.  
public : L *Y|ey  
DTY<0Q.  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} <avQR9'&  
LWmB, Zf/  
template < typename T > !OE*z $\  
  struct result_1 BD*G1k_q  
  { J8Z0D:5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; $p$dKH  
} ; "H+,E_&(  
e!X(yJI[O6  
template < typename T1, typename T2 > 3S"] u}  
  struct result_2 oXgdLtsu  
  { sb.J bE8  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; r9@AT(  
} ; ct n, ]ld  
o"q+,"QL  
template < typename T1, typename T2 > \l,rpVv5m  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qL 5>o>J  
  { $3;Upgv  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {j SmoA  
} HEY4$Lf(I  
O4|2|sA  
template < typename T > A lwtmDa  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #R5U   
  { jRQ+2@n{E  
  return OpClass::execute(lt(t)); K* vU5S  
} A Y9 9!p  
(! KG)!  
} ; 1ThqqB  
Vxdp|  
0A[esWmP  
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 j]5WK_~M  
好啦,现在才真正完美了。 WUoOGbA `  
现在在picker里面就可以这么添加了: Vfs $ VY2.  
wL{qD  
template < typename Right > :T@r*7hNT  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ejePDgi_[  
  { 7"2b H  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ?M}S| dsmE  
} l-)B ivoi  
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。 Q*ju sm  
:td ~g;w  
P LR0#).n  
)D@~|j:  
FN87^.^2S  
十. bind ^v ni&sJ  
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。 WxUxc75  
先来分析一下一段例子 %dttE)oH?  
Gi?_ujZR  
!@L=;1,  
int foo( int x, int y) { return x - y;} #I0pYA2m  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 eV!L^>>>  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 oy\B;aAK  
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。 1{PG>W  
我们来写个简单的。 i*[n{=*l@  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: IOl+t,0x&  
对于函数对象类的版本: 5<+K?uhm  
6NLW(?]  
template < typename Func > t~p y=\  
struct functor_trait FfFak@H  
  { "8<K'zeS8  
typedef typename Func::result_type result_type; u=NG6 G  
} ; T0QvnIaP  
对于无参数函数的版本: `=)2<Ca;~@  
;)hw%Z]Jj$  
template < typename Ret > dQ:cYNm  
struct functor_trait < Ret ( * )() > zF&=U`v  
  { :nJgwp()@  
typedef Ret result_type; x_<qzlQt  
} ; Lxe^v/LsT  
对于单参数函数的版本: [0@`wZ  
:1wrVU-?h  
template < typename Ret, typename V1 > WNX5iwm  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \OwpD,'  
  { O<*5$,K9  
typedef Ret result_type; 6[ga$nF?  
} ; `N8 7 h"  
对于双参数函数的版本: VG@};dwbz*  
z~oDWANP  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 1 Y/$,Oa5  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > &Z^(y}jPr  
  { |Ul,6K@f"5  
typedef Ret result_type; p<GR SJIk=  
} ; Qyh/ed/  
等等。。。 d IB }_L  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?+CV1 ]  
&9[P-w;7u  
template < typename Func > 6z,Dyy]tl  
struct func_return GHc/Zc"iX  
  { F`+\>ae$h  
template < typename T > Pcd *">v  
  struct result_1 ^rAa"p9  
  { X]j)+DX>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ub$n |xn  
} ; DocbxB={I  
x hs#u  
template < typename T1, typename T2 > F iAY\4  
  struct result_2 @_ygnNn4R  
  { @4+#Xd7"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )r6EW`$  
} ; kPxT" " k  
} ; b'p4wE>  
lx0 ~>K]  
PD[z#T!'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 1+kE!2b;b  
Tbbz'b;{  
template < typename Func, typename aPicker > _'0 @%P%  
class binder_1 ]wn/BG)  
  { A$/\1282  
Func fn; } (FPV*mS  
aPicker pk; P87# CAN  
public : /%rq hHs  
<O~WB  
template < typename T > u_O# @eOc  
  struct result_1 e)^j+ l  
  { *<4Em{rZ5  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; %ati7{2!  
} ; K!z`  
#E7AmmqD%  
template < typename T1, typename T2 > 77 r(*.O|  
  struct result_2 Td\o9  
  { ;^){|9@  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;\;M =&{}  
} ; IND]j72  
|AhF7Mj*  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} R*pC.QiB~  
N!&:rK  
template < typename T > px''.8   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const csZ c|kDI  
  { v;1F[?@3Y  
  return fn(pk(t)); ;QCrHqRT`  
} bO5k6i  
template < typename T1, typename T2 > ?DV5y|}pj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rNOES3[~  
  { K*-@Q0"KM{  
  return fn(pk(t1, t2)); tiPa6tQ  
} arK_oh0B  
} ; uGU; Y'W)  
SGc8^%-`  
:aLT0q!K  
一目了然不是么? 0U/,aHvhP  
最后实现bind y@V_g'  
|]=2 }%1w  
revF;l6->C  
template < typename Func, typename aPicker > 5~sx:0;  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) yF._*9Q3hK  
  { =:,xxqy  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); BQ</g* $;  
} RkEN ,xWE  
{:nQl}  
2个以上参数的bind可以同理实现。 >ydRSr^  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 lK'Rn~  
MTGiAFE  
十一. phoenix lq:}0<k  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: &)F*@C-  
LA3<=R]  
for_each(v.begin(), v.end(), smY$-v)@  
( p{dwZ_gl  
do_ 7IlOG~DC  
[ $4FX(O0Q@  
  cout << _1 <<   " , " $h[Q Q-  
] ?jQ](i&  
.while_( -- _1), aA`/E  
cout << var( " \n " ) AwUi+|7r])  
) \vfBrN  
); /Ss7"*JLe  
RR;AJ8wd  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ma$Prd  
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 <AlZ]~Yct  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -m= 8&B  
那么我们就照着这个思路来实现吧: iTh:N2/-vc  
3l<S}k@M)  
V==z"  
template < typename Cond, typename Actor > &5{xXWJK  
class do_while O#EV5FeF.  
  { D<i[LZd  
Cond cd; mnk"Vr` L  
Actor act; Z+`{7G?4m  
public : \,Lo>G`!  
template < typename T > e}VBRvr  
  struct result_1 j;_c+w!P  
  { l=N2lHU  
  typedef int result_type; d1@%W;qX!  
} ; t&Os;x?To?  
ajRSMcKb7i  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} >>Ts??  
L\{IljA  
template < typename T > ;|p$\26S)%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C9DJO:f.2y  
  { b*fgv9Kh'  
  do WnwhSr2  
    { +`M!D }!  
  act(t); qa(>wR"mT  
  } j6~nE'sQ  
  while (cd(t)); pu!dqF<  
  return   0 ; 1pv}]&X  
} 5m=I*.qE  
} ; G'zF)0oD  
`I$<S(h 7  
6J~12TU,  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ]u-]'P  
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。 3bqC\i^[\m  
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。 ^[Ua46/"m  
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。 S|rgCh!h  
下面就是产生这个functor的类: 5WqXo{S  
t#nn@Yf  
nhSb~QqEh  
template < typename Actor > >3:?)  
class do_while_actor dt[k\ !-v  
  { S0g'r !;6  
Actor act; -S,ln  
public : IvpcSam'  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} q1y/x@  
#>Y'sd5'A  
template < typename Cond >  %d Ernc$  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; zJM S=r  
} ;  `G1&Z]z  
2 nb:)  
n\I#CH0V  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 b,P]9$Ut  
最后,是那个do_ <]C$xp<2  
'^%~JyU  
%8aC1x  
class do_while_invoker s{ V*1$e~  
  { *F>v]8  
public : zPEg  
template < typename Actor > H 9 C9P17  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ?::NO Dg  
  { jNwjK0?  
  return do_while_actor < Actor > (act); %pu Lr'Y  
} #{r#;+  
} do_; GN#<yv$av  
%2'A pp  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? at!Y3VywG  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 , "jbq~  
最后来说说怎么处理break和continue +^rh[>W  
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。 rOW-0B+N  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八