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
  • 7046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 _v2 K1 1  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 LTsG  
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, +tz^ &(  
ni#!Gxw  
h9)QQPP  
gi;#?gps  
  class filler ?)9mHo^  
  { X@u-n_  
public : M[ea!an  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;}  *$nz<?  
} ; ~Co7%e V  
<~BheGmmy  
{`0GAW)q  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ~ #Gu:  
8=^o2&  
NGHzifaE   
|BD]K0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); X!0s__IOc  
7d0E9t;W  
Zy2@1-z6  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Dm': D  
fu/v1Nhm  
~Tv %6iaeE  
'|r('CIBN/  
二. 战前分析 *N"bn'>3  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 3IqYpK(s  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 n237%LH[  
CErkmod{}e  
z T|]!',  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); h<oQ9zW)  
  /* --------------------------------------------- */ "M*Pt  
vector < int *> vp( 10 ); p&=F:-  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); jP6;~[rl  
/* --------------------------------------------- */ L 6){wQ%c  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); YcS }ug7  
/* --------------------------------------------- */ dB7E&"f  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 1!. CfQi  
  /* --------------------------------------------- */ 6Cut[*lj^  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 6KmF 9  
/* --------------------------------------------- */ d;KrV=%30s  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); RaFk/mSw  
372ewh3'  
Z3=DM=V;v  
pmAir:  
看了之后,我们可以思考一些问题: /U[Y w)  
1._1, _2是什么? )J+vmY~&  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 `Nnqdc2  
2._1 = 1是在做什么? #;'1aT  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 uY;-x~Z  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 @RKw1$BA  
x,"'\=|s*  
EAq/Yw2$  
三. 动工 z;UkK  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: hQrO8T?2  
T"-HBwl  
6vz9r)L  
^ MkT">  
template < typename T > `zAo IQ  
class assignment M:h~;+s  
  { Ow=`tv$l  
T value; )K\w0sjR  
public : = wNul"  
assignment( const T & v) : value(v) {} Y[x9c0  
template < typename T2 > ['m@RJm+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } W&y%fd\&3  
} ; VA_\Z  
u79.`,Ad&  
}9e4?7  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 $53I%.  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment bU1UNm`{C  
67 >*AL  
`':$PUz,g  
s,ZJ?[/  
  class holder ]>K%,}PS  
  { 7,ODh-?ez  
public : ,dKcxp~[  
template < typename T > 5nzk Zw  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const )` S,vF~  
  { `bO+3Y'5  
  return assignment < T > (t); Ps0'WRJnx  
}  ' -[  
} ; d;|Pp;dc  
(`gqLPx[  
;ej;<7+  
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: rixNz@p'%  
~q#UH'=%  
  static holder _1; >1xlP/4jx  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 0Ep%&>@  
5#+!|S[PK  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); mKynp  
而不用手动写一个函数对象。 m6QlIdl  
?G+v#?A  
X:+;d8rCy  
u*Eb4  
四. 问题分析 axnkuP(  
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。 Z6SM7? d  
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。 [2.uwn]i  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hf>JW[>Xo  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 QNzI  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 draY /  
^,'!j/w5  
五. 问题1:一致性 ( du<0J|PT  
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?| Q&^ti)vB  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +mE y7qM  
8.Wf^j$+{  
struct holder W"YFx*W  
  { Zz= +?L  
  // XJDp%B  
  template < typename T > #rqLuqw  
T &   operator ()( const T & r) const rgdDkWLXC  
  { wz31e!/  
  return (T & )r; Uaog_@2n,  
} 5Y)*-JY1g  
} ; 6;9SU+/  
Xa\{WM==;  
这样的话assignment也必须相应改动: HlgF%\@a+U  
4StiYfae  
template < typename Left, typename Right > |Spy |,/  
class assignment C^XJE1D.  
  { #g\O*oYaw  
Left l; pJ"Wg@+  
Right r; ^tIs57!  
public : EKhwrBjS  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?V"X=B2  
template < typename T2 > DzYi> E:*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 5X4; (Qj  
} ; ".onev^(  
nJY#d;  
同时,holder的operator=也需要改动: a,x-akZWf  
F]@vmzr  
template < typename T > _5EM<Ux  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ;'NB6[x  
  { 4*d$o=wa  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); r ,D T>  
} M%5qx,JQY  
jQ@z!GirT  
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。 ,IF3VE&r  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :^j`wd1 h  
m!SxX&m"G  
return l(rhs) = r; C,Q>OkSc  
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。 yt}Ve6  m  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "C&l7K;bp  
pca `nN!  
template < typename Tp > XT> u/Z)  
class constant_t !E8y!|7$  
  { v\PqhIy"  
  const Tp t; A}?n.MAX>  
public : zs:O HEZw  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Y^Y|\0  
template < typename T > 2'Cwx-_G`  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const .;)7)%  
  { W0J d2*]  
  return t; nh"nSBRxk  
} b(+M/O>I  
} ; "bZ%1)+  
4qXO8T#~J=  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 $!%/Kk4M  
下面就可以修改holder的operator=了 o8;>E>;  
ZpvURp,I  
template < typename T > WcqQR))n  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const | s%--W  
  { XUc(7>k  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); s9+Rq*Qd  
} 4<[,"<G~3  
t>"UenJt-  
同时也要修改assignment的operator() P|HxD0c^u  
e=&,jg?K  
template < typename T2 > 8Q ba4kgL  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } `ECT8  
现在代码看起来就很一致了。 ZmeSm& hQ_  
_rt+OzZ*L  
六. 问题2:链式操作 b5lZ||W.  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 O?5uCh$H  
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。 A?V}$PTlx  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 nb dm@   
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。  "TE F  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct djJD'JL  
`u6CuH5  
template < typename T > 4o?_G[  
struct result_1 9'+Eu)l:  
  { 3kfrOf.4h  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; z,dh?%H>X  
} ; ,yc_r= _  
PJ}d-   
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: Rr#Zcs!G  
~ +DPq|-O  
template < typename T > Z 0&=Lw  
struct   ref vDI$ QUMD6  
  { @A32|p}  
typedef T & reference; d8D028d  
} ; xb{G:v  
template < typename T > -wr#.8rzTT  
struct   ref < T &> NzS(, F  
  { |pLx,#n  
typedef T & reference; -YvnX0j+  
} ; s1 mKz0q  
((0nJJjz  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 0b=1Ce+0q  
3Ye{a<ckK  
template < typename T > xf2|9Tqt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const FgwIOpqE*  
  { $[f-{B{>*  
  return l(t) = r(t); 709/'#- ^  
} -t#YL  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 *G rYB6MT  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 aF8'^xF  
xhcFZTj/(  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 _43'W{%  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: lV%oIf[OB  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 CcCcuxtR  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 M'gGoH}B+q  
最后的布局是: _(7f0p  
                Add j xc^OsYj  
              /   \ _:+hB9n s  
            Divide   5 {$>Pg/  
            /   \ _c!$K#Yl{  
          _1     3 xP{)+$n  
似乎一切都解决了?不。 t;HM  
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.+:U@S  
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。 !d.bCE~  
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: x-nO; L-2p  
^cDHC^Wm  
template < typename Right > j_3`J8WwF  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j+"w2  
Right & rt) const ) kMF~S|H  
  { l+nT$IPF  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); OsT|MX  
} B6kc9XG  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 =;Q:z^S  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 0Sj B&J  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 rdH3!  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 {gz-w|7  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 LvqWA}  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? =h\unQ1T  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: XCyU)[wY  
Fy 1- >~  
template < class Action > }]i.z:7+  
class picker : public Action @{>0v"@  
  { < k?pnBI_  
public : 1*GL;W~ix*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} vf5q8/a  
  // all the operator overloaded bWgRGJqt  
} ; +OI<0  
)b?$ 4<X^  
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。 s(T0lul  
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: )+Y"4?z~  
a]/KJn /B(  
template < typename Right > ^H0#2hFa  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 'NMO>[.  
  { B*(BsXQLY  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); IeZ9 "o h  
} &\=Tm~  
|}?H$d  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > j{j5TvsrY  
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。 ]Twyj  
Aydpr_lp  
template < typename T >   struct picker_maker %8H$62w]  
  { G^sx/H76J  
typedef picker < constant_t < T >   > result; $1$0M  
} ; 5T%2al,F`  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > G6.lRaPu"m  
  { DRpF EWsm  
typedef picker < T > result; y/E:6w  
} ; x6)qs-  
kY?tUpM!TB  
下面总的结构就有了: K {kd:pr  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ^TD%l8o6  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。  )m#Y^  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 xG;;ykh.]  
至此链式操作完美实现。 P!"{-m'  
Q*Y-@lZ  
:c|Om{;  
七. 问题3 GM8Q#vc  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ufe |I  
5E]iv^q%  
template < typename T1, typename T2 > 2-DG6\QX|  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U)xebU.!S  
  { }h sNsQ   
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); DZ @B9<Zz{  
} dk^jv +  
] s^7c  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: v6|j.;  
)Q62I\  
template < typename T1, typename T2 > BT&R:_:  
struct result_2 HUMy\u84H  
  { gV-*z}`U  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; q1q 9W@H  
} ; S6}_N/;6~  
|{Ex)hkw  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? RcO"k3J  
这个差事就留给了holder自己。 I(Qz%/Ox  
    (5@H<c^6  
N,Z*d  
template < int Order > t V( WhP  
class holder; /{:XYeX  
template <> %*szB$ [3  
class holder < 1 > ilde<!?  
  { (6B;  
public :  4pl\qf  
template < typename T > 1a/C(4 _k  
  struct result_1 ?Wz2J3A.2t  
  { vQ* RrHG?c  
  typedef T & result; .;Mb4"7=  
} ; ^8EW/$k  
template < typename T1, typename T2 > xxyc^\$  
  struct result_2 $cK}Tl q  
  { A yr ,  
  typedef T1 & result; p3Qls*  
} ; z bYv}q  
template < typename T > Yb^e7Eug  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `kuu}YUi  
  { c+&Kq.~K  
  return (T & )r; WKiP0~  
} -yB}(69  
template < typename T1, typename T2 > xh bN=L  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const '5 Yzo^R;  
  { f*<Vq:N=\  
  return (T1 & )r1; F{;#\Ob  
} R;!@ xy  
} ; y~\ujp_5w  
qF4tjza;k  
template <> nKzm.D gt_  
class holder < 2 > %-yzU/`JF  
  { r&m49N,d  
public : I]` RvT  
template < typename T > pHmqwB~|  
  struct result_1 t 86w&  
  { {N>ju  
  typedef T & result; u{_,S3Aa  
} ; gy%.+!4>v`  
template < typename T1, typename T2 > Fy"M 4;7  
  struct result_2 },j |eA/W  
  { jQ;/=9  
  typedef T2 & result; EP#2it]0]  
} ; ':fp|m)M  
template < typename T > 3nG.ah  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3s/1\m%  
  { ns%gb!FBJX  
  return (T & )r; mP&\?  
} =4MTb_  
template < typename T1, typename T2 > Vt(Wy  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const @Suz-j(H  
  { 9tJ0O5  
  return (T2 & )r2; sJ|pR=g)!  
} /Ne#{*z)hO  
} ; {/]2~!  
~jL%l  
7. <jdp  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 4W" A*A  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 6?F88;L  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: &N^~=y^`C'  
UE'=9{o`  
return l(i, j) = r(i, j); ?9()ya-TE  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) UON=7}=$&  
= g{I`u  
  return ( int & )i; %PYO9:n  
  return ( int & )j; :s_> y_=g  
最后执行i = j; ;|WUbc6&g  
可见,参数被正确的选择了。 OM[MRZEh G  
D{N8q^Cs9  
GK}52,NM  
M!J7Vj?Ps  
+ f67y  
八. 中期总结 ri{*\LV*@  
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: G1 "QX  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 oRCc8&  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 %3a-@!|1<  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 8TFQ%jv  
wnokP  
Ei_ ~ K';  
P`lv_oV  
ekhv.;N~  
RRt(%Wm*  
九. 简化 @wcF#?J  
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。 ZRxOXt&;  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 RE;A 0E_3  
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: 9~Dg<wQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 GM6, LzH  
  +-*/&|^等 BX?DI-o^h  
2. 返回引用。 L~6%Fi&n4  
  =,各种复合赋值等 *&I>3;~%^}  
3. 返回固定类型。 TN0KS]^A3  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) cX-M9Cz  
4. 原样返回。 +X/a+y-  
  operator, "ioO_  
5. 返回解引用的类型。 Ocdy;|&  
  operator*(单目) gyvrQ, u  
6. 返回地址。 5.6tVr  
  operator&(单目) l ;:IL\*1I  
7. 下表访问返回类型。 }Z"iW/?"  
  operator[] 0VNLhM(LM  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >s^$ -  
  operator<<和operator>> [7@ g*!+d  
G}pFy0W\S  
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。 {U=J>#@G  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: %4*c/ c6  
bCw{9El!K4  
template < typename Left > ?#K.D vGJ  
struct value_return *C*ZmC5  
  { n-ffX*zA(  
template < typename T > uE's&H  
  struct result_1 4EqThvI{  
  { IA`voO$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 8TP$?8l  
} ; )=~&l={T  
NpH8=H9  
template < typename T1, typename T2 > 7S{qo&j'  
  struct result_2 L"bJ#0m  
  { |owr?tC  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; a4,V(Hlm  
} ; cZh0\Dy U  
} ; *kLFs|U  
/L^g. ~  
K{P-+(  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ]pR?/3  
P=n_wE  
下面我们来剥离functor中的operator() 8 Rj5~+5  
首先operator里面的代码全是下面的形式: bB_LL  
T)mQ+&|  
return l(t) op r(t) g"P%sA/E+  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) o'DtW#F  
return op l(t) v+nXKNL  
return op l(t1, t2) eI1zRoIl-  
return l(t) op A%8 Q}s$<s  
return l(t1, t2) op +_]Ui| l  
return l(t)[r(t)] 7%^G ]AFi  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] JH.XZM&  
P)Adb~r  
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: h[remR# 3\  
单目: return f(l(t), r(t)); j[r}!;O  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); -$Fj-pO\  
双目: return f(l(t)); J8:s=#5  
return f(l(t1, t2)); C7%R2>}?f  
下面就是f的实现,以operator/为例 tRoSq;VrS  
c]9gf\WW  
struct meta_divide Zy(i_B-b  
  { V"#0\ |]m  
template < typename T1, typename T2 > =7Ud-5c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) J>_mDcPo  
  { !K-1tp$  
  return t1 / t2; $nE{%?n-#  
} 1bV G%N  
} ; Nh!`"B2B  
R (f:UC  
这个工作可以让宏来做: R{@saa5I(>  
bg zd($)u  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\  :xsZz$  
template < typename T1, typename T2 > \ ^?lpY{aa  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; UPfE\KN+p#  
以后可以直接用 >e Gg 1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) if'=W6W  
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 o-8{C0>:  
(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。。。) wC{sP"D  
p.W7>o,[w  
!BoGSI  
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 +p\E%<uQ  
JT 7WZc)  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > o26Y }W  
class unary_op : public Rettype L~ &S<5?  
  { :qo[@x{  
    Left l; XC3)#D#HGh  
public : +-!3ruwSn  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} !RKuEg4hQ  
s@L ;3WdO  
template < typename T > =zn'0g, J4  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M ygCg(h  
      {  P@O_MT  
      return FuncType::execute(l(t)); VD.TosVeWo  
    } MXSD8]je  
V[.{cY ?6  
    template < typename T1, typename T2 > SWdmej[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qJ;~ANwt  
      { XIIq0I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ?A@y4<8R|  
    } q[Ai^79  
} ; aqSOC(jU  
oRbWqN`F.  
od!44p]  
同样还可以申明一个binary_op ranem0KQ)]  
phDIUhL$z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1L <TzQ  
class binary_op : public Rettype ?c8~VQaQ  
  { _f!ko<52  
    Left l; VESvCei  
Right r; M{L<aYe  
public : 0L>3 i8'  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @ 51!3jeu  
va@;V+cD  
template < typename T > ;W{z"L;nX  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >)K3  
      { !/}4_s`,  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); v o:KL%)  
    } >"/TiQt  
vJ0v6\  
    template < typename T1, typename T2 > B>i%:[-e  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^6Aa^|  
      { 8fQ~UcT$  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));  C6gSj1  
    } ,i*rHMe  
} ; 72| gzm  
u/W{JPlL  
M Q =x:p{  
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 <x`yoVPiZg  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Ow-ejo  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) p7+{xXf  
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。 1 k!gR  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9?Bh8%$  
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。。。 hEjvtfM9\-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 U,b80%k:  
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) vT5GUO{5  
下面是修改过的unary_op 5^uX!_ r`  
_U}|Le@ e  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 5{-Hg[+9  
class unary_op M0m%S:2  
  { og$dv 23  
Left l; uhq6dhhR  
  0084`&Ki  
public : Rs<S}oeLn  
qo9&e~Y<G  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 9@t&jznt<  
j&DlI_  
template < typename T > d)48m}[:  
  struct result_1 , JH*l:7  
  { 0uKm)t/  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; a/E(GQ,,  
} ; CV |Ae [  
=0e>'Iw2  
template < typename T1, typename T2 > Q-, 4  
  struct result_2 []\-*{^r  
  { ]UO zz1   
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; <> =(BAw  
} ; ]@SEOc@ j  
}Bh\N 5G%  
template < typename T1, typename T2 > K{y`Sb~k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )cN=/i  
  { bIt{kzuQC  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Q]/g=Nn ^~  
} ,9|7{j|u  
937<:zo:  
template < typename T > 5UL5C:3R9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Gyu =}  
  { 2P57C;N8|  
  return OpClass::execute(lt(t)); +SV!QMIg  
} 4xx?x/q  
Jv2V@6a(  
} ; bAY >o  
k="w EZ;Q  
L#vk77  
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 bN*zx)f  
好啦,现在才真正完美了。 YbVZK4  
现在在picker里面就可以这么添加了:  mznE Cy  
=w7k@[Bq  
template < typename Right > >taT V_,  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const R{4[.  
  { N}bZdE9F  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); How:_ Hj  
} w4y ???90)  
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。 4>=Y@z  
O6-"q+H)  
MoC/xF&  
NnZ_x>R  
:v-,-3AG  
十. bind blV'-Al  
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。 d#,   
先来分析一下一段例子 /4BYH?*  
aj+I+r"~  
+/*A}!#v  
int foo( int x, int y) { return x - y;} XK l3B=h  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 b#e|#!Je  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 > m9ge`!9  
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。 [Az^i>iH  
我们来写个简单的。 ilj9&.isB  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: vP<8 ,XG  
对于函数对象类的版本: .Wyx#9  
eR1]<Z$W\  
template < typename Func > ZONe}tv:  
struct functor_trait 'UCF2 L  
  { ;#D:S6 L  
typedef typename Func::result_type result_type; BYDOTy/%nJ  
} ; EJrQ9"x&n  
对于无参数函数的版本: bDcWPwe  
zI>,A|yy  
template < typename Ret > My >{;n=}  
struct functor_trait < Ret ( * )() > I'uRXvEr7  
  { i3y>@$fRL\  
typedef Ret result_type; Z"<tEOs/En  
} ; | \JB/x  
对于单参数函数的版本:  F_%&,"$  
?< $DQ%bf  
template < typename Ret, typename V1 > 0jwex  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > i%_nH"h  
  { 4[]4KKO3Q2  
typedef Ret result_type; PAXdIh[]  
} ; UG9 Ha  
对于双参数函数的版本: |a {*r.  
r(qU~re'  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 >  t"'aQr  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Y_&)>;  
  { G&*2h2,]  
typedef Ret result_type; H]W59-{a  
} ; ZgI1Byf  
等等。。。 SfwAMNCe  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy $'VFb=?XrK  
wg,w;Gle  
template < typename Func > <[GkhPfZ  
struct func_return {*PB+WGe  
  { 6d3-GMUQ  
template < typename T > X}3o  
  struct result_1 1vBXO bk  
  { 6jtnH'E/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5Y97?n+6  
} ; P\CT|K'P  
h=~ TgTv  
template < typename T1, typename T2 > Nu'T0LPNq(  
  struct result_2 RI_3X5.KQ  
  { "M.vu}~>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 9rmOf Jo:  
} ; }A`4ae=  
} ; beYaQz/@W  
%<8lLRl  
5)GO  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 C_= WL(  
@nS+!t{  
template < typename Func, typename aPicker >  + >oA@z  
class binder_1 x-/`c  
  { Ytnk^/Z1L  
Func fn; AA um1xl  
aPicker pk; Rx 4 ;X  
public : Iw$7f kq  
V1j5jjck  
template < typename T > 7x^P74  
  struct result_1 58Fan*fO  
  { &pD6Qq{  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; $;dSM<r  
} ; PSQ5/l?\>  
k/yoRv%  
template < typename T1, typename T2 > /t083  
  struct result_2 >8nRP%r[5,  
  { d-=/@N!4e  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ayJKt03\O\  
} ; M38QA  
{(#>%f+|C  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~% QVjzMC  
nDS mr  
template < typename T > [s4lSGh  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @""aNKA^r>  
  { "3A.x1uQ  
  return fn(pk(t)); ;aip1Df  
} 8=H!&+aGh  
template < typename T1, typename T2 > I_IDrS)O  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'dp3>4  
  { G_{x)@  
  return fn(pk(t1, t2)); c@%:aiEl  
} {(i>$RG_  
} ; |"vUC/R2&  
gf^"s fNk  
ika/ GG  
一目了然不是么? jiMI&cl  
最后实现bind (5] |Kcp|  
jemg#GB8  
q"@Y2lhD!  
template < typename Func, typename aPicker > E-_FxBw  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) EM+#h'%-  
  { L<encPJt  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); cTpAU9|(  
} =l TV2C<  
qr[H0f]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 z^to"j  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ixZ w;+h  
rYbb&z!u  
十一. phoenix -(4)lw>U  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: .olDmFQD  
TOp|Qtn  
for_each(v.begin(), v.end(), GtRc7,  
( r7r>1W%4  
do_ U)%gzXTZ%  
[ x'OE},>i  
  cout << _1 <<   " , " @bQf =N+  
] 1-4iy_d  
.while_( -- _1), R87-L*9B^0  
cout << var( " \n " ) )54;YK  
) ORhe?E]  
); eivtH P  
@$"J|s3M  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: NgCuFL(Ic  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor @RFs/'  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -4w=s|#.\  
那么我们就照着这个思路来实现吧: B_U{ s\VY  
/yz=Cjoz  
iqQUtE]E_  
template < typename Cond, typename Actor > OH^N" L  
class do_while (bOpV>\Q7  
  { P&d"V<  
Cond cd; 07Gv*.  
Actor act; ^,F;M`[  
public : 6$a$K,dZ  
template < typename T > ;= j@, yu  
  struct result_1 k:2QuG^  
  { C 3hv*  
  typedef int result_type; x^|Vaf  
} ; KIA 2"KbjG  
J89Dul l  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} TSAU?r\P  
^=n+T7"J  
template < typename T > @D-AO_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GLn{s  
  { i&njqK!wS  
  do >-_d CNZ  
    { id<:p*  
  act(t); G$'jEa<:u  
  } v5;I]?72l~  
  while (cd(t)); 9Suu-A  
  return   0 ; d_n7k g+  
}  ;N B:e  
} ; <2!v(EkI  
>{eCh$L  
~^u16z,  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Wk:hFHs3  
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。 E_F5(x SA  
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。 <PPNhf8  
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。 I/VxZ8T  
下面就是产生这个functor的类: D'Z|}(d&  
l no vykR  
;U1UFqZ`  
template < typename Actor > kyAXRwzI  
class do_while_actor _A<u#.yd  
  { }?cGf- c  
Actor act; tt%MoQ)   
public : =ji1S}e~p  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 8<mjh0F-,  
0JgL2ayIVI  
template < typename Cond > Lb{e,JH  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; G*S|KH  
} ; B!gGK|8  
$F.([?)k?  
U. AjYez  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 pA{ 5V9  
最后,是那个do_ *Nyev]8  
^qCkt1C-M  
LG~S8u  
class do_while_invoker JKer//ng4  
  { !R*-R.%  
public : Q^p|Ldj  
template < typename Actor > h/x0]@M&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const \MxoZ  
  { st"{M\.p  
  return do_while_actor < Actor > (act); t9&c E:n  
} iX'rU@C  
} do_; s5RjIa0$7  
eI1GXQ%  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *lef=:&,,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 }M1sksk5  
最后来说说怎么处理break和continue e*+F pW@  
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。 [4fU+D2\d  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八