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
  • 8037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 /Ml.}7&  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Q:5KZm[[  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, ~V$ |i"  
Dq)j:f#QM  
%*\es7m}  
2 aL)  
  class filler f4BnX(1u  
  { DZ_lW  
public : v$N|"o""  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} SCz(5[MZJ  
} ; {Lm~r+ U  
u?+Kkkk  
kV3 8`s>+  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: n(el]_d  
{6}eN|4~#  
SI=yI-  
lIProF0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); J.8IwN1E  
F}=aBV|-  
6qaulwV4t  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 !=N"vD*  
#H0dZ.$b0  
?`4+cx}n  
PP!SK2u "L  
二. 战前分析 $ mI0Bk  
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。 Yc'kvj)_M  
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 0D&t!$Ibf  
PpgP&;z4  
qv@$ZLR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9[^gAR  
  /* --------------------------------------------- */ ? 8LXP  
vector < int *> vp( 10 ); $k2*[sn,  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); xQ@^$_  
/* --------------------------------------------- */ R[;z X(y  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); -k"^o!p  
/* --------------------------------------------- */ =|YxDas  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 8:/e GM  
  /* --------------------------------------------- */ VL*ovD%-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); QV&D l_  
/* --------------------------------------------- */ pi ,eIm  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ck!VV2U#  
) lZp9O  
J52 o g4l  
/>9O R  
看了之后,我们可以思考一些问题: H V;D?^F  
1._1, _2是什么? ivW(*c  
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。 l@ap]R  
2._1 = 1是在做什么? rhb@FE)Mc  
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。 ,Bal  
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。 -Q U^c2  
%,k] [V  
P [k$vD  
三. 动工 n8D xB@DI  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: &T}''  
}eRD|1  
(bh95X  
:bC40@  
template < typename T > d:i;z9b@to  
class assignment ti<;7Yb  
  { :G<E^<M\)^  
T value; txPIG/  
public : 6l4mS~/  
assignment( const T & v) : value(v) {} ^tCd L@$AS  
template < typename T2 > V@\%)J'g  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 8{Fsm;UsY  
} ; -G|G_$9  
w#g#8o>'  
;JRs?1<='  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 A4]s~Ur  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {pHM},WJ  
7ek&[SJ>,/  
g{P%s'%*  
NZ3/5%We/  
  class holder gB4U*D0[e~  
  { ty DM'|p  
public : nM0[P6p  
template < typename T > jr`Ess  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const zrU{@z$l  
  { 7H|$4;X^  
  return assignment < T > (t); H/"lAXfb  
} "1-}A(X  
} ; ? mhs$g>  
UA yC.$!  
Zt3)]sB  
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: FEJ~k1z  
0p@k({]<  
  static holder _1; $/7pYl\n  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 gy;+_'.j   
Q8_ d)t|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]7Z{ 8)T  
而不用手动写一个函数对象。 &wB\ ~Ie-  
R+7oRXsu  
>X51$wBL  
C*G=cs\i  
四. 问题分析 A mwa)  
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。 ''kS*3  
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+nX0qF  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o^V(U~m]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 LB.co4  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 "hQ_sgz[Z  
g9Yz*Nee<  
五. 问题1:一致性 f +hjC  
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?| JXj8Br?Z@  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "{D|@Bc  
|> _!eS\=<  
struct holder >pr=|$zk=  
  { 36n>jS&  
  // X~xd/M=9^  
  template < typename T > {Ixg2=E\  
T &   operator ()( const T & r) const .T*GN|@$!  
  { A%2:E^k(s  
  return (T & )r; ?}B:  
} 3bNIZ#`|MB  
} ; s<]&*e&}?  
-uH#VP{0M  
这样的话assignment也必须相应改动: 8x[YZ@iM-  
/NFz4h =>  
template < typename Left, typename Right > bTSL<"(]N  
class assignment =GXu 5 8  
  { aIXdV2QS  
Left l; )$Z=t-q  
Right r; wWXD\{Hk  
public : 2+Wzf)tB  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `4 y]Z)  
template < typename T2 > 8#&q$kE  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } s-ZI ^I2\  
} ; o#[ KS:Y  
Q_vW3xz  
同时,holder的operator=也需要改动: U #~;)fZ  
:>81BuMvg  
template < typename T > b,IocD6v;P  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .{S8f#p9T  
  { efY8M2  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 1+7GUSIb  
} ,2]X}&{i  
O$ HBO  
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。 z7-k`(l4  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 @WKzX41'  
99EXo+g  
return l(rhs) = r; [0UGuj  
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。 eVl'\aUd  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: J/6`oh?,Q  
|D.O6?v@  
template < typename Tp > ph2$oO 6,  
class constant_t Oi} T2I  
  { &Sp -w?kM  
  const Tp t; nP UqMn'  
public : k'X;ruQ:tF  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  >Ng)k]G  
template < typename T > dz[ bm< T7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 1w"8~Z:UXV  
  { g`>og^7g  
  return t; R3X{:1{j  
} {w <+_++  
} ; pZZf[p^s|  
RL[E X5U  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 .O0O-VD+a  
下面就可以修改holder的operator=了 9GdB#k6W`  
3u33a"nL8  
template < typename T > 7}_!  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const RB?V7uX  
  { T%R:NQf  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); yE} dj)wd  
} 5yVkb*8HS  
T$= 4O9G  
同时也要修改assignment的operator() 4eH.9t  
C_LvZ=  
template < typename T2 > aJqeD'\>  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } !rhk $ L  
现在代码看起来就很一致了。 eb|i 3.  
$c&0F,   
六. 问题2:链式操作 a8AYcE b  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 yA[({2%  
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。 ^ZTGJ(j7~  
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。 ,1/}^f6  
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。 [4J6 iF  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct De_C F8  
V#q}Wysft  
template < typename T > MP>n)!R[`  
struct result_1 e &9F\e  
  { @uH#qg7  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; _DP|-bp D  
} ; ~svO*o Wa  
Vc3mp;6"  
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: m?[5J)eR  
H0"=Vs,n  
template < typename T > "gW7<ilw  
struct   ref  8%RI7Mg  
  { D,ly#Nn  
typedef T & reference; OVk ~N)  
} ; uENdI2EY8y  
template < typename T > M*pRv  
struct   ref < T &> =22ALlxk  
  { A 699FQ  
typedef T & reference; B8I4[@m>w\  
} ; ?nKF6 f  
tK%c@gGU9  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: r(2 R <A  
'PWQnt_U  
template < typename T > !~-6wN"k  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const +7}iu/B!9  
  { h?,\(KjP#  
  return l(t) = r(t); 9x`4 RE  
} iz"3\{aN  
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。 (!?K7<Jv  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 )yxT+g2!  
xU9@$am  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 H]#Rg`~n  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: l)+:4N?iVv  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 .>6 Wv0  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 EqM;LgE=  
最后的布局是: F:37MUQi  
                Add 2}t&iG|0/  
              /   \ XT@Mzo49z\  
            Divide   5 s.jO<{  
            /   \ ,7d|O}B  
          _1     3 o`r(`6@  
似乎一切都解决了?不。 YT yX`Y#  
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。 /owO@~G  
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。 PQj<[rY  
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: :wgfW .w  
-g`IH-B  
template < typename Right > J^3H7 ]  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const vH?9\3  
Right & rt) const CP` XUpX`&  
  { (xyS7q]m  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8TZENRzx-|  
} Lu>H`B7Q"  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 nwM)K  
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。 h ; kfh.  
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。 )%JD8;[Jq  
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。 <`g3(?   
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。 E(L<L1:"  
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? Ttv9" z  
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: ;rBp1[qVe  
5JFV%odo  
template < class Action > :%-,Fxl4  
class picker : public Action /r.6XZs6  
  { LP`CS849z2  
public : PJ 9%/Nrh  
picker( const Action & act) : Action(act) {} E20 :uZ7\  
  // all the operator overloaded  U w Eiz  
} ; U=!@Db5k~  
&2.+I go|G  
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。 C}CKnkMMD  
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: V,LVB_6  
m4/}Jx[  
template < typename Right > p#H]\ P'  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const v$$]Gv(  
  { m@ oUvxcd  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); d5U; $q{o  
}  93w~.p  
)mkS5j`5\  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > MD'>jO;n  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 YU\Gj S~>&  
\{PNwF?  
template < typename T >   struct picker_maker <d@pmh  
  { {j6g@Vd6lx  
typedef picker < constant_t < T >   > result; -i_En^Fi  
} ; ~b8a^6:R"  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ]C *10S`  
  { Q\#UWsN(T/  
typedef picker < T > result; `fW{yb  
} ; 9e5gy  
If.n(t[M9  
下面总的结构就有了: |NEd@  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Bxv8RB  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 H~m]nV,r  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 #AncOo  
至此链式操作完美实现。 zrx JN  
*]{=8zc2  
EUwQIA2c8N  
七. 问题3 r'd/qnd  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 }[,3yfiX  
~n]NyVFP  
template < typename T1, typename T2 > ?'2 v.5TQt  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %CT!$Y'n  
  { P^(.tr3t  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); u33zceE8  
} UB&2f>  
:QKb#4/8;  
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: j) 6G7T|  
pF='jj51  
template < typename T1, typename T2 > pbdF]>\  
struct result_2 ;](h2Z`3s  
  { #>q[oie1e  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; W uf/LKj  
} ; 2v\W1VF  
BkT-m'I?  
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? (C~dkR?  
这个差事就留给了holder自己。 (rMZ  
    b"P&+c  
`Qq/ F]  
template < int Order > yfq>,  
class holder; {_as!5l  
template <> 6J;i,/ky  
class holder < 1 >  h,hL?imD  
  { +:y&{K  
public : lA4hm4"i(,  
template < typename T > &(0N.=R  
  struct result_1 O0zi@2m?B  
  {  V IYV92[  
  typedef T & result; wWFW,3b  
} ; ) MBS  
template < typename T1, typename T2 > "VQ|E d  
  struct result_2 MHNe>C-!q  
  { gA:[3J,[;  
  typedef T1 & result; CK Mv7  
} ; iUCwKpb9  
template < typename T > U IQ 6SvM  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const K#;txzi  
  { CKN8z  
  return (T & )r; )rbc;{.  
} :}y| 4*z  
template < typename T1, typename T2 > 9,KVBO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const O,]_ tp  
  { 7%YYr^d  
  return (T1 & )r1; kc|>Q7~{  
} QqjTLuN  
} ; ?N2X)Y@yi  
/KP_Vc:g2_  
template <> H8<m9zDvl  
class holder < 2 > L"9 Gc  
  { 7BK46x  
public : 776 nWw)  
template < typename T > !*8#jy  
  struct result_1 PAr|1i)mB  
  { .f+9 A>  
  typedef T & result; /evaTQPz  
} ; FSVS4mtiX\  
template < typename T1, typename T2 > ^ `E@/<w8  
  struct result_2 {N Y]L==H  
  { WRY~fM  
  typedef T2 & result; F*X%N_n  
} ; w. vY(s  
template < typename T > ,0FwBK  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =E; #OZO  
  { w2@"PGR  
  return (T & )r; o6:45  
} ,?fN#gc :  
template < typename T1, typename T2 > rQ &S<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const FQQ@kP$.  
  { `TAcZl=8  
  return (T2 & )r2; 6l<1A$BQ  
} I=K[SY,]9  
} ; 4%%B0[Wo_O  
Xv8fPP(  
uH0#rgKt  
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> >。 E2-ojL[6  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: U* 4{"  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: |O%:P}6c  
o;*]1  
return l(i, j) = r(i, j); %OuX`w=  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) )2#vhMpdN  
nx D'r  
  return ( int & )i; tb:    
  return ( int & )j; FBcm;cjH  
最后执行i = j; BjwMb&a;  
可见,参数被正确的选择了。 ?C FS}v  
TJE% U0Ln  
{$3j/b  
 JUmw$u  
Ko]QCLL  
八. 中期总结 8>2&h  
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: ws. ?cCTpt  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 "h QV9 [2\  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 l#p }{  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ofVEao  
vP-3j  
VPdwSW[eM  
@pTD{OW?  
SHytyd  
Q +R3H,  
九. 简化 *O!T!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。 B<(Pd  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 omNpE_  
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: vuAQm}A4'g  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 q"P5,:W  
  +-*/&|^等 _s2m-jm7  
2. 返回引用。 { ( _B  
  =,各种复合赋值等 H\ {E%7^h-  
3. 返回固定类型。 fm[_@L% x  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) C{DlcZ<  
4. 原样返回。 9e0C3+)CY  
  operator, .@fK;/OuC  
5. 返回解引用的类型。 kboizJp  
  operator*(单目) <>SR4  
6. 返回地址。 Zlr{L]c  
  operator&(单目) mJSK; @w<O  
7. 下表访问返回类型。 @Q/x&BV  
  operator[] ?e"Wu+q~L  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 pCz@(:0  
  operator<<和operator>> t1G1(F#&%  
(s5<  
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。 @X3 gBGY)  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2f`WDL  
@][ a8:Y9I  
template < typename Left > "xL;(Fqu  
struct value_return f37ji  
  { e 4 p*51ra  
template < typename T > q-A`/9  
  struct result_1 fEx+gQW_  
  { <jpeu^7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Rrh<mo(yj#  
} ; m(8jSGV  
cBg,k[,  
template < typename T1, typename T2 > JZW gr&O<  
  struct result_2 (y-x01H  
  { <WZ1-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; -q'xC:m  
} ; x:!C(Ep)  
} ; SPfD2%jjC  
Uzan7A  
/'R UA  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait DZ%g^DRZX  
nYI/&B{p  
下面我们来剥离functor中的operator() oq=?i%'>  
首先operator里面的代码全是下面的形式: sKe9at^E]>  
`Ev A\f  
return l(t) op r(t) A2}Z *U(;  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) |h#DL$  
return op l(t) %KbBH:z05  
return op l(t1, t2) t-.2 +6"\  
return l(t) op qf_h b  
return l(t1, t2) op *37LN  
return l(t)[r(t)] "bHtf_  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~AEqfIx*^&  
L4\SB O  
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: &&]"Y!r -  
单目: return f(l(t), r(t)); =-OCM*5~S  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); t}5'(9  
双目: return f(l(t)); ,:0Q1~8  
return f(l(t1, t2)); %E4$ZPSW  
下面就是f的实现,以operator/为例 7$g*N6)Q  
^U-vD[O8  
struct meta_divide C1ZFA![  
  { Sf+(1_^`t  
template < typename T1, typename T2 > zF[3%qZE:T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 4]Un=?)I  
  { WE+sFaKq-  
  return t1 / t2; nu\  
} o8~f   
} ; g_rA_~dh  
e8~62O^  
这个工作可以让宏来做: 9f@#SB_H  
5QqJ I#4~  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ kGB#2J  
template < typename T1, typename T2 > \ ()+jrrK  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; c,6<7  
以后可以直接用 JxX jDYrU  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) R-g>W  
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 M!xm1-,[  
(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。。。) a -z23$3  
<Z\MZ&{k{*  
C5:dO\?O  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 [JX}1%NA  
M9uH&CD6U  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > H$k![K6Uj  
class unary_op : public Rettype 'DL;c@}37  
  { zPX=MfF  
    Left l; @&~OB/7B:  
public : k#8S`W8^  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} j6&zRFX  
Ez7V>FNX  
template < typename T > M^|"be~{'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q9Y9{T  
      { MFc=B`/X  
      return FuncType::execute(l(t)); !7O=<  
    } yS:IRI.  
J[<D/WIH  
    template < typename T1, typename T2 > ;55tf l  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?L<UOv7;t  
      { S7Iu?R_I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); C:tSCNH[  
    } [I+)Ak5  
} ; H#1*'e>  
Ux%\Y.PPI  
^'C,WZt  
同样还可以申明一个binary_op o+if%3  
4e(9@OLP  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ;qMnO_ E  
class binary_op : public Rettype eI/\I:G{f  
  { Rk437vQD,  
    Left l; \dp9@y[^  
Right r; yZj}EBa  
public : ;qT!fuN;  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (!XYH@Mz<w  
JR? )SGB  
template < typename T > i(&6ys5  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'y+bx?3Z  
      { p5twL  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); x8SM,2ud  
    } _Cv[`e.  
*uI hxMX  
    template < typename T1, typename T2 > RAD4q"}k  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a.Rp#}f  
      { B>p0FQ.  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^H\-3/si*  
    } Q C\,  
} ; OIXAjU*N  
RAv RNd  
(N~zJ .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 8Y{}p[UFT  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 wH(vX<W-E  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) G+ $)W u  
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。 zP{<0o  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! NU)`js  
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。。。 UuOLv;v  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 6'No4[F 4n  
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) T ,O<LFv  
下面是修改过的unary_op !F7EAQn{(  
9GtVI^]  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > RV#uy]  
class unary_op Zs3]|bUR  
  { @T,H.#bL  
Left l; 7fN&Q~.  
  7&RJDa:a7T  
public : PPj6QJ]R0  
cvs"WX3  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ~-`BSR  
`%mBu`A  
template < typename T > p~d)2TC4#  
  struct result_1 }VGI Y>v  
  { vS J<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Z68Wf5@to&  
} ; 9 .&Or4>  
:,}:c%-^"  
template < typename T1, typename T2 > nuQLq^e  
  struct result_2 ik1L  
  { R.2KYhp ,  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; rmg";(I  
} ; |S>J<]H p  
cO=UswIkwO  
template < typename T1, typename T2 > 8x^H<y=O  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const mtWx ?x  
  { v_@#hf3  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); N?mY|x\}wK  
} g]@R'2:1  
=:n[{/O=  
template < typename T > RESGI}u  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #/B~G.+(  
  { o+)LcoP u  
  return OpClass::execute(lt(t)); (;Q <@PZg  
} &6|^~(P?  
Ti@P4:q  
} ; dl7p1Cr  
*F8 uu.  
C!/8e (!N  
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 `i>B|g-  
好啦,现在才真正完美了。 Z_OqXo=  
现在在picker里面就可以这么添加了: 9h,yb4jPP  
v4k=NH+w  
template < typename Right > ;aRWJG  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const [[66[;  
  { t6L^ #\'  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); [@. jL0>  
} .k:&&sAz  
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。 {z[HNSyRs  
ukDH@/  
Alk* "p  
YI),q.3X~  
9 <kkzy  
十. bind %yuIXOJ  
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。 W}e[.iX;  
先来分析一下一段例子 c;~Llj P  
A^Hp#b @  
9 K /  
int foo( int x, int y) { return x - y;} %wjU^Urya  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 TNPGw!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 FO'. a  
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。 >A'!T'"~  
我们来写个简单的。 m1$P3tZPn  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: VzYP:QRz  
对于函数对象类的版本: ,YMdXYu`s  
k#=leu"I  
template < typename Func > 7quwc'!  
struct functor_trait yA>p[F  
  { = cI\OsV&?  
typedef typename Func::result_type result_type; Y`O}]*{>8R  
} ; 1\608~ZH  
对于无参数函数的版本: k}0  
={i&F  
template < typename Ret > +$mskj0s  
struct functor_trait < Ret ( * )() > HG3>RcB  
  { qP^0($  
typedef Ret result_type; by y1MgQd  
} ; sImxa`kb  
对于单参数函数的版本: J0WXH/:  
K?OX  
template < typename Ret, typename V1 > Zn 5m.=z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > kFa?q} 47  
  { eNC5' Z  
typedef Ret result_type; Z%n.:I<%ZV  
} ; D>x'3WYR  
对于双参数函数的版本: LYq2A,wm$  
(PrPH/$  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > $Q$d\Yvi  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > c%3 @J+z  
  { 53&xTcv}x  
typedef Ret result_type; \utH*;J|x  
} ; dv9Pb5i  
等等。。。 a5~C:EU0  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy .idl@%  
-I-& <+7v  
template < typename Func > .W+4sax:  
struct func_return i K[8At"Xo  
  { y`@4n.Q  
template < typename T > B l/e>@M  
  struct result_1 z` ?xS  
  { 2u;fT{(  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; YIk6:W{  
} ; | v'5*n9  
@k #y-/~?  
template < typename T1, typename T2 > oJu4vGy0  
  struct result_2 r~Ubgd ]U  
  { rMFZ#38d  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Y(yJ|y&  
} ; i\z0{;f|GX  
} ; PaeafL65=  
adE0oXQH"  
IlL   
最后一个单参数binder就很容易写出来了 .&Gtw _  
qmyZbo|8&  
template < typename Func, typename aPicker > 9a Ps_|C  
class binder_1 !skWe~/  
  { ]~M {@h!<  
Func fn; m1; <T@  
aPicker pk; :Du{8rV  
public : u]-El}*[  
B;7s]R  
template < typename T > I%|s  
  struct result_1 KQZRzX>0  
  { K:50?r_-6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; %t|2GIu  
} ; zw9ULQ$#  
;S27m]Q?  
template < typename T1, typename T2 > XN%D`tbvJ  
  struct result_2 3:Egqw  
  { $/#)  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; uOUw8  
} ; GeT CN  
n?fC_dy  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} H.~+{jTr  
g^^m a}i  
template < typename T > L`@&0Zk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ip\g ^ia  
  { ;ypO'  
  return fn(pk(t)); 54_m{&hb  
} *YOnX7*Km  
template < typename T1, typename T2 > 8-6{MJ?F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vKLG9ovlY  
  { d }CMX$1  
  return fn(pk(t1, t2)); (X'K)*G#  
} u}0t`w:  
} ; xW )8mv?4n  
`fVA. %  
(P] ^5D  
一目了然不是么? V"p*Jd"w  
最后实现bind t$D[,$G9  
]>!_OCe&  
V0B4<TTAo~  
template < typename Func, typename aPicker > T js{ )r9  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) d-&dA_ ?  
  { w8Vzx8  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); md_s2d  
} \aRB   
;G&O"S><]c  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~i {)J  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 {lw ec"{  
udr'~,R  
十一. phoenix U.)eJ1a  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: u-cC}DP  
tXGcwoOB  
for_each(v.begin(), v.end(), > _) a7%  
( \05C'z3]  
do_ Nq1RAM  
[ 8u23@?  
  cout << _1 <<   " , " ]qQB+]WN  
] Fd0FG A&L  
.while_( -- _1), ,FPgs0rrS  
cout << var( " \n " ) cW>`Z:6{K  
) :9>nY  
);  F<1'M#bl  
Ho9*y3]  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ~_6rD`2cJ  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor y!Eh /KD  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 bJvRQrj*3  
那么我们就照着这个思路来实现吧: cZi&L p  
@72G*u\Wz  
h<jIg$rA  
template < typename Cond, typename Actor > <m\TZQBD  
class do_while v2SsfhT  
  { S+ x [1#r  
Cond cd; 7k3\_BHyb\  
Actor act; ";%1sK  
public : $x<-PN  
template < typename T > {GY$J<5=  
  struct result_1 RAa1KOxZX  
  { -#hl& ^u$  
  typedef int result_type; }:A kpm  
} ; }?$Mh)  
A-5%_M3\G  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} #wcoLCjs)  
{K}+$jzGVt  
template < typename T > #]a0 51Y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q\G@Nn^  
  { -rrg?4  
  do 6Vo}Uaq4  
    { 83|/sWrvh  
  act(t); @ZWKs  
  } /$Jh5Bv  
  while (cd(t)); f:>jH+o.S  
  return   0 ; D-/A>  
} )oCF| 2qc  
} ; x-EAu 3=V  
jk?(W2c#{  
<aS1bQgaU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). AUd}) UR  
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。 =^{+h>#s@  
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。 {M5IJt"{4b  
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。 dzap]RpB  
下面就是产生这个functor的类: ^8*.r+7p  
P=GM7  
/ ffWmb_4  
template < typename Actor > nfU}ECun4  
class do_while_actor O\z%6:'M  
  { l,3tU|V  
Actor act; uW|y8 BP $  
public : gfHlY Q]  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} #-O4x`W>  
w\a#Bfcv  
template < typename Cond > SX.v5plhc  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; XPSWAp)  
} ;  G%{jU'2  
/fEXAk  
j(hC't-  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 [VH t#JuN,  
最后,是那个do_ #k6T_ki  
SqLKF<tY]/  
[ CY=  
class do_while_invoker j@f(cRAf#  
  { #:X :~T  
public : 1>LquZ+Kj  
template < typename Actor > scmb DaOn  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const %\u>%s <9  
  { x4(WvQ%O#  
  return do_while_actor < Actor > (act); *%.*vPJ  
} \ U_DTI  
} do_; _{8boDX#  
.T2I]d  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? \hVFK6  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 9hQ{r 2  
最后来说说怎么处理break和continue -vQ`}e1  
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。 m"5gzH  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五