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
  • 7920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 qh$D;t1=  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 B2d$!Any  
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, sxL;o >{  
]wne2WXE  
mXc/sh")X  
N=D Ynz_~  
  class filler 4:r^6m%%  
  { zq!2);,  
public : $Fz/&;KX!  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ([|5(Omd\  
} ; +^YV>;  
_if&a'  
?y<n^`  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: XeDU ,  
3+A 0O%0*  
t)XV'J  
O RQGay  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); iN<5[ztd  
6?*iIA$b  
]p'Qk  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 N["c*=x  
ZfT%EPoZ:  
-Qnnzp$]  
nWFp$tJ/R  
二. 战前分析 mMN oR]  
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。 lNsPwyCoj  
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 EfDo%H^!j  
?; )(O2p  
vCH>Fj"7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^e@c Ozt  
  /* --------------------------------------------- */ 6}iIK,Om  
vector < int *> vp( 10 ); gp-wlu4  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); *XH?|SV  
/* --------------------------------------------- */ ccD+o$7LT  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); _?G\^^  
/* --------------------------------------------- */ D{N1.rSxv  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  pMt]wyKr  
  /* --------------------------------------------- */ ([f6\Pw\ <  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); x?CjRvT $  
/* --------------------------------------------- */ uzp !Y&C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); F!]UaEmV  
eg(xN/D  
{h9#JMIA  
QQ2xNNF[  
看了之后,我们可以思考一些问题: ^|\ *i  
1._1, _2是什么? Dj!J 4uD  
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。 DP; B*s4{U  
2._1 = 1是在做什么? \!cqeg*53  
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。 ,6t0w|@-k  
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。 [Hd^49<P2  
*otJtEI>6  
_9n.ir5YX  
三. 动工 u x:,io  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :Hd?0eZ|  
~Ag !wj  
Q]6nW[@j'  
(3]7[h7  
template < typename T > WDzov9ot  
class assignment 7%7_i%6wP  
  { $6y1';A  
T value; GQ8I |E  
public : <R3S{ ty  
assignment( const T & v) : value(v) {} FNc[2sI  
template < typename T2 >  o{-PT'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } /c'#+!19  
} ; 0w+hf3K+:  
bO2$0!=I  
k9^P#l@p  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 $%1[<}<  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Q8:u1$}  
PI?-gc?[  
JC=Bxv  
{ReAl_Cm  
  class holder :hMuxHr  
  { /_}v|E0  
public : ^S<Z'S  
template < typename T > QyHUuG|g  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =z=Guvcn`  
  { =HoiQWQs`  
  return assignment < T > (t); tOspDPSXX  
} gVG :z_6  
} ; "r"Y9KODm  
; $y.+5 q  
R4IFl z  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: xY!]eLZ)&  
~Zj?%4  
  static holder _1; a[(n91J0  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .mok.f<G_m  
tkuN$Jl  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u8?ceM^r  
而不用手动写一个函数对象。 R8],}6,;E}  
M/1Q/;0P  
m2_&rjGz  
#e9B|Y?b  
四. 问题分析  bM-Y4[  
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。 ( j-(fS  
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。 >Mvt;'c  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ^2mXXAQf7^  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 }>Os@]*'^(  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 N}dJ)<(2~  
pg>P]a{  
五. 问题1:一致性 "V9!srIC  
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?| RisrU  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 *K+*0_  
Tl=vgs1  
struct holder 2}}~\C}o+  
  { U3za}3  
  // RsV<*s  
  template < typename T > XD|&{/O  
T &   operator ()( const T & r) const DG:=E/@  
  { :\bttPw5  
  return (T & )r; VWMCbg>R  
} LZoth+:  
} ; x%(!+  
hVGakp9WE  
这样的话assignment也必须相应改动: ho(Y?'^t3  
CLYcg$V  
template < typename Left, typename Right > nEGku]pCH{  
class assignment lZ.,"F@  
  { Q`//HOM,  
Left l; G)e 20Mst  
Right r; /4T%&#6s  
public : ?v")Z 0 ~  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} i5AhF\7F9  
template < typename T2 > +QHhAA$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } u{3KV6MS  
} ; '.dW>7  
#Kh`ATme  
同时,holder的operator=也需要改动: Mq7|37(N[  
$K,aLcu  
template < typename T > f a\cLC  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const lhjPS!A~  
  { |QzPY8B9O  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); nB:Bw8U"Q  
} T4f:0r;^f*  
mWGT (`|~/  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 F;_;lRAb  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #15q`w  
>)5vsqGZaK  
return l(rhs) = r; ;J5oO$H+68  
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。 j2\G1@05  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 3$kZu  
&G"]v]V  
template < typename Tp > P,%|(qB  
class constant_t .9ROa#7U;n  
  { @e Myq1ZU  
  const Tp t; *Zc-&Dk:Ir  
public : h5Z\9`f[  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} bZlAK)  
template < typename T > !PQRlgcG  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const h T Xc0  
  { ~j 4=PT  
  return t;  LSfj7j`  
} >N3{*W  
} ; MD On; Af>  
au7BqV!uL  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 qMUqd}=P  
下面就可以修改holder的operator=了 g_x<+3a  
'+eP%Y[W%  
template < typename T > eU12*(  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const )l"0:1Ig  
  { S4(IYnwN  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); V*TG%V -  
} b,@:eVQ7  
.DX#:?@4@Y  
同时也要修改assignment的operator() 4Cfwz-Qo  
/;lk.-yU  
template < typename T2 > l9jcoVo .  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } tT v@8f  
现在代码看起来就很一致了。 3dM6zOK  
2MC\~"L<  
六. 问题2:链式操作 81n%2G  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 c49#aN R  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。  AH} nTm  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。  h43k   
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 4-"wFp  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Xmnq ZWB  
F?dTCa  
template < typename T > 980+Y  
struct result_1 ^*r${Nj  
  { Oh^X^*I$@  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 8%NX)hZyq}  
} ; q"cFw${  
^g0 Ig2'  
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: E`s_Dr}K  
pQ/:*cd+M  
template < typename T > yO($KL +  
struct   ref Z5U~g?  
  { PY2`RZ/@  
typedef T & reference; 9w(j2i q  
} ; >YW>=5_  
template < typename T > _x \Ll?,  
struct   ref < T &> m=K XMX  
  { ^w HMKC  
typedef T & reference; WDX?|q9rCt  
} ; ;e{2?}#8&  
H z6H,h  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: q[#\qT&QU  
u1"e+4f  
template < typename T > ]@f6O *&=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const i" )_M|   
  { l?~ci ;lG  
  return l(t) = r(t); mSzwx/3"  
} w iq{ Jo#  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 }iC~B}  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 AVJk  
EvYw$ j  
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 <Kh\i'8  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ZJ 4"QsF  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Y[H_?f=;%  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 .x x#>Y-\  
最后的布局是: Cam}:'a/`  
                Add izKk@{Md  
              /   \ GBQb({  
            Divide   5 `%=Jsi0.Nq  
            /   \ i`Yf|^;@2>  
          _1     3 b'OO~>86  
似乎一切都解决了?不。 !69^ kIi$  
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。 1D`RR/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。 cU>&E* wD  
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: 7m jj%  
QA3l:D}u  
template < typename Right > KZE.}8^%D  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ZChY:I$<  
Right & rt) const e!8_3BE  
  { R*y[/Aw  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .~8+s.y  
} W(8g3  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {aL$vgYT1  
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。 :}-u`K*  
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。 NWg\{a  
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。 EzyIsp> _  
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。 G225Nz;Y*  
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? <8bO1t^*  
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: ~ /[Cgh0  
N|j. @K  
template < class Action > RmQt%a7\{  
class picker : public Action GlZ9k-ZRF  
  { [E^X=+Jnz  
public : g-^m\>B  
picker( const Action & act) : Action(act) {} jysV%q 3  
  // all the operator overloaded Dmi;# WY  
} ; ;Y '\:  
</Id';|v  
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。 n96gDH*  
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: Fs|;>Up0  
e^GW[lT  
template < typename Right > {|gJC>f@  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const >(rB[ZJ  
  { ^;3rdBprm  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); CJOl|"UyJ  
} 8?YW i  
`|w#K28t"  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > +m.8*^  
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。 (0Qq rNs  
J9FNjM[qe  
template < typename T >   struct picker_maker 5jQP"^g  
  { _pGviGR  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ,OCTm%6e  
} ; xdM#>z`;  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hN53=X:  
  { hn|E<  
typedef picker < T > result; eh>E).  
} ; 0q>lW &J  
;5k|gW  
下面总的结构就有了: C6M/$_l&a  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 `.W;ptZ6  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 DxgT]F%  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 xW9 s[X  
至此链式操作完美实现。 XgKG\C=3  
WS/+Yl  
f5 %&  
七. 问题3 =)YYx8gR  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 zrO|L|F&P  
ss{=::#  
template < typename T1, typename T2 > uq%3;#[0  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I0vn d7  
  { D,j5k3< #  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); @>IjfrjV  
} 9u@h`  
RM1uYFs<  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: CD1=2  
_0["J:s9  
template < typename T1, typename T2 > :"^< aLj  
struct result_2 PL$F;d  
  { UMwMXmZNJ  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; .4W>9 8  
} ; P i!r}m  
t)Q @sKT6  
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? ('-}"3  
这个差事就留给了holder自己。 X9A[  
    |a$w;s>\  
]~Vu-@ /}  
template < int Order > #ljg2:I+  
class holder; 9:i,WJO  
template <> *.c9$`s  
class holder < 1 > (I ds<n"  
  { 50aWFJYw  
public : &jZ|@K?  
template < typename T > Q3%# o+R>  
  struct result_1 #(+HSZm  
  { i;zGw.;Q  
  typedef T & result; {U '&9_y  
} ; %Dls36F  
template < typename T1, typename T2 > 2 `h!:0  
  struct result_2 "ue$DyN  
  { #Rx"L&3Ue  
  typedef T1 & result; w LN2`ucC  
} ; So *Wk "  
template < typename T > @1&;R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Fg\| e%  
  { wv.Ul rpx.  
  return (T & )r; K}<!{/fi)  
} , ."(Gp  
template < typename T1, typename T2 > h_chZB'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E D^rWE_  
  { -f2`qltjb  
  return (T1 & )r1; 0#fG4D_  
} UX'NJ1f  
} ; e_k _ ty`  
lhA s!\F  
template <> 9>&tMq  
class holder < 2 > QcG5PV  
  { ),cQUB  
public : <XQN;{xSa  
template < typename T > a=J@y K  
  struct result_1 iK5]y+@8  
  { +{,N X  
  typedef T & result; a>o"^%x  
} ; KTG:I@|C  
template < typename T1, typename T2 > '}jf#C1$c  
  struct result_2 BIxV|\k  
  { h8f!<:rTS  
  typedef T2 & result; '1W!xQ}E  
} ; IajD;V  
template < typename T > (KT38RhA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1MbY7!?PG  
  { R'Kt=.s<  
  return (T & )r; &mN'Tk  
} pU?{0xZH  
template < typename T1, typename T2 > 81GQijq  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const +1otn~(E  
  { Nb~,`bu,2  
  return (T2 & )r2; + ,@ FxZl  
} {0is wq'J  
} ; BFBR/d[&  
m b%C}8D  
Sm$p\ORa  
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> >。 S~+O` y^  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: E2^ KK:4s  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Uc_jQ4e_  
U7^7/s/.  
return l(i, j) = r(i, j); .:w#&yM [U  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) f ,tW_g  
\hs/D+MCk  
  return ( int & )i; ppAmN0=G  
  return ( int & )j; iuiAK  
最后执行i = j; w Y8@1>ah  
可见,参数被正确的选择了。 a?5WKO  
0CPxIF&  
kUNj4xp)  
M{C6rm|  
iI3v[S  
八. 中期总结 p86~~rvq[  
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: R'rTE  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 `TUZZz  
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">`' G2  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor hHcJN  
P+[QI U  
TqIAWbb&  
d; 9*l!CF  
iJFr4o/R  
hT?6sWa  
九. 简化 a "R7JjH  
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。 %1Yz'AiW[  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 oFWt(r   
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: k/%#>  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 59V#FWe-  
  +-*/&|^等 OkLz^R?d  
2. 返回引用。 3)}(M  
  =,各种复合赋值等 &=YSM.G  
3. 返回固定类型。 Yl $X3wi  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) m;dm|4L^  
4. 原样返回。 %B@ !  
  operator, >^dyQyK  
5. 返回解引用的类型。 $0_^=D EW  
  operator*(单目) v2d<o[[C  
6. 返回地址。 ?-pi,O~(p  
  operator&(单目) BWWq4mdb{  
7. 下表访问返回类型。 hw;0t,1  
  operator[] _}D%iJg#  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 KE<kj$  
  operator<<和operator>> .Y;b)]@f  
yH^f\u0  
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。 n|WfaJQZ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: F9-[%l  
uS~#4;R   
template < typename Left > T=WNBqKo]  
struct value_return UH[<&v  
  { uKv&7p@|_)  
template < typename T > hi!`9k  
  struct result_1 %dc3z"u  
  { WJfES2N  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 2UiR~P]%  
} ; ~/2g)IS  
#<4--$Xo  
template < typename T1, typename T2 > xOythvO  
  struct result_2 @dl8(ILk'  
  { -OrR $w|e  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; o]<jZ_|gB  
} ; vYdR ht\(  
} ; PY?8 [A+  
3)3Hck  
6JhMkB^h  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait @D)Z{=>{=5  
L1sqU-gt  
下面我们来剥离functor中的operator() $/+so;KD  
首先operator里面的代码全是下面的形式: } ~| k  
l;OYUq~F  
return l(t) op r(t) [>f]@>  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 6gnbkpYi  
return op l(t) &f-hG3/M  
return op l(t1, t2) ND5$bq Nu?  
return l(t) op obO}NF*g^  
return l(t1, t2) op yY Y Nu`  
return l(t)[r(t)] L;S}s, 2x  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] WWNu:,  
kx:jI^  
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: ?R|th Z  
单目: return f(l(t), r(t)); W m . }Zh  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); }x:0os  
双目: return f(l(t)); -p`L% xj\  
return f(l(t1, t2)); A?8\Y{FQ  
下面就是f的实现,以operator/为例 FbAW_Am(  
<C'Z H'p  
struct meta_divide v`x|]-/M&  
  { :'}@Al9=>  
template < typename T1, typename T2 > 'Dath>Y=  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) }$&xTW_  
  { D<bI2  
  return t1 / t2; G(/DtY]  
} %?9Ok  
} ; z\TLsx  
^z~~VBv  
这个工作可以让宏来做: /ylc*3e'4  
9[VxskEh  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ /1d<P! H  
template < typename T1, typename T2 > \ "UG K8x  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; &J$##B  
以后可以直接用 (u&`Ij9  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) OX\$nQ\o  
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 W\8Ln>  
(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。。。) Z(e ^iH  
?qmp_2:WU  
_'!kuE,*1  
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 GS;%zdH~  
x GH1epf  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )*|(i]  
class unary_op : public Rettype ut_pHj@  
  { &^!h}D%T/  
    Left l; HbM0TXo  
public : l +'F_a  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} xq[Yg15d%  
mrM4RoO  
template < typename T > Qhn;`9+L  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fvqd'2 t  
      { T2=HG Z  
      return FuncType::execute(l(t)); s_[VHPN  
    } lr~0pL  
!l 6dg&  
    template < typename T1, typename T2 > N|K4{Frm  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const uwmQ?LS]V  
      { TTZe$>f  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ~aTKG|74  
    } <jA105U"m>  
} ; p?# pT}1  
8 lT{1ro  
},@``&e  
同样还可以申明一个binary_op 5MF#&v  
94/BG0  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )8,|-o=  
class binary_op : public Rettype 7K;!iX<d  
  { @?k J).  
    Left l; #_JYh?  
Right r; Q@S-f:!  
public : $IX\O  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O )d[8jw"  
F #`=oM $5  
template < typename T > fjG&`m#"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t;NV $!!  
      { `yO'[2  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); HrM$NRhu  
    } rD &D)w  
d`y!cu2}  
    template < typename T1, typename T2 > 5,)vJ,fs  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #7G*GbKY  
      { nw6pV%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); =9wy/c$  
    } r^fe4b  
} ; l \OLyQ  
KP]"P*? ?  
0~Gle:  
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 "i^ GmVn  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ravyiO L  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) aZS7sV28  
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。 aYn^)6^  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :-T*gqj|  
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。。。 -NJ!g/ >mM  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 7[pBUDA  
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) neZ.`"LV  
下面是修改过的unary_op u]*0;-tz  
% Zjdl  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > <0P5 o|  
class unary_op 8\.b4FNJ  
  { Yk!/ow@.  
Left l; 0RFRbi@n(  
  a_~=#]a  
public : k[j90C5  
U8$4 R,+  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Mkxi~p%<r  
WKfkKk;G  
template < typename T > &7e)O=  
  struct result_1 ULJmSe  
  { o5U(i  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; X}ma]  
} ; $sHP\{  
)!:sFa 1  
template < typename T1, typename T2 > c2nKPEX&5  
  struct result_2 ]`g@UtD9`  
  { &ANP`=  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )kXhtjOl|  
} ; dt@P>rel  
2Os1C}m  
template < typename T1, typename T2 > q?qC  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'a6<ixgo0  
  { O^Q7b7}y  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ED>prE0  
} 9;.(u'y|  
i:]*P  
template < typename T > /AY4M;}p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F,BOgWwP  
  { 'xY@x-o  
  return OpClass::execute(lt(t)); "\C$   
} Yb3mP!3q8Z  
GzXUU@p  
} ; ^!<dgBNj  
nAIo{ F  
s#~GH6/  
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 8BOZh6BV  
好啦,现在才真正完美了。 {%lXYMyu  
现在在picker里面就可以这么添加了: W]M)Q}:Y  
Mips.Bx  
template < typename Right > D"(L5jR8m@  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const g[RI.&?  
  { S{pXs&4O  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~c^>54  
} U4f5xUY0)  
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。 V&8Vw F^-  
klg25#t  
gxz-R?.  
!U9|x\BqJ2  
h,aAw#NE*  
十. bind ryF7  
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。 f"7O  "6  
先来分析一下一段例子 3~S'LxV  
(wDm*bZ*  
{'?)FX*W  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 0.T4{JS#  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 F'jWV5"*  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 lO&3{dOYE  
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。 ]D[DU]K  
我们来写个简单的。 gb ^?l~SS  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: MFTk qbc  
对于函数对象类的版本: J;_}lF9d@  
'o|30LzYgQ  
template < typename Func > k.("3R6v:  
struct functor_trait \$0F-=w`8  
  { `>0MNmu  
typedef typename Func::result_type result_type; B`*ZsS=R-  
} ; p&+;w  
对于无参数函数的版本: _XJ2fA )  
Tc8 un.  
template < typename Ret > x~xa6  
struct functor_trait < Ret ( * )() > '!l 1=cZD  
  { I2nF-JzD2a  
typedef Ret result_type; 3vcO!6Z5  
} ; 3)-/`iy#  
对于单参数函数的版本: j83p)ido  
I}Nd$P)>  
template < typename Ret, typename V1 > _ZY)M  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?\C"YG69T  
  { C<KrMRWh^  
typedef Ret result_type; (Yp+bS(PU*  
} ; ono4U.C9  
对于双参数函数的版本: PH"n{lW.T  
5>BK%`  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > >2bKSh  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > PV|uPuz  
  { ^Ge+~o?x  
typedef Ret result_type; j'9"cE5_  
} ; :'#TCDlOb  
等等。。。 #fT*]NN  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy nX$XL=6mJ&  
\ [a%('}  
template < typename Func > sR/b$j>i3  
struct func_return O'Js}  
  { W6On9 3sa  
template < typename T > 9Xx's%U  
  struct result_1 m(pE5B(  
  { ()~pY!)1/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 7 S?4XyU/o  
} ; \[Z?&  
.e_cgad :  
template < typename T1, typename T2 > ^]{R.(#z  
  struct result_2 Eb=}FuV  
  { ^Z:~91Tv-_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 31/Edd"]  
} ; s kg*  
} ; ,o)d3g-&g  
%-d]X{J:  
76u&EG%  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 bV ZMW/w  
]('D^Ro  
template < typename Func, typename aPicker > Mbjvh2z  
class binder_1 0v9rv.Y"  
  { HttiX/2~  
Func fn; `w]s;G[  
aPicker pk; y@\V +  
public : Yo[;W vu  
qWmQ-|Py  
template < typename T > YW{C} NA  
  struct result_1 dd]/.Z  
  { lsJnI|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; !?|Th5e   
} ; CiB%B`,N  
,?L2wl[  
template < typename T1, typename T2 > lbpq_=  
  struct result_2 V0)fZS@tf  
  { $m42:amM  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \Ym5<];E  
} ; x g0iN'e'K  
,_Z+8  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} g]*#%Xa  
:_O%/k1\@  
template < typename T > ;<leKcvhQ&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0:+WO%z  
  { fl\ly `_  
  return fn(pk(t)); #-bA[eQV  
} TA{\PKA)  
template < typename T1, typename T2 > g1jTy7g?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~Q\3pI. |  
  { 7D<#(CE{  
  return fn(pk(t1, t2)); ]MxC_V+P`  
} {7)st W  
} ; Z,=7Tu bR#  
Y'ow  
'#k0a,<N  
一目了然不是么? |`cKD >  
最后实现bind zzxGAVu  
,lyb!k8  
}`@728E  
template < typename Func, typename aPicker > lyGhdgWc  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) JYTP 2  
  { Y./2Ely  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); JfR %L q~  
} m}X`> aD/  
1;{Rhu7* k  
2个以上参数的bind可以同理实现。 sQ fFu  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 5F~'gLH/F-  
YxP&7oq  
十一. phoenix B&@?*^.  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 62Z#Y Q}x  
#W|'1 OX4  
for_each(v.begin(), v.end(), {DR`;ea])1  
( !1ED~3 /X  
do_ {HCz p,Y  
[ f`[R7Q5  
  cout << _1 <<   " , " '#&os`mQ  
] @~%r5pz6  
.while_( -- _1), + ~>Aj  
cout << var( " \n " ) 9o+)?1\  
) ~x|F)~:0=  
); AT%u%cE-  
N|6M P e  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: #Jw1IcuH  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor .dav8n*  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 3nhXZOO1  
那么我们就照着这个思路来实现吧: !Ze5)g%H  
w$Rro)?}7  
sNLs\4v  
template < typename Cond, typename Actor > aXoVy&x=  
class do_while 7eiV{tYF  
  { %;rHrDP(>  
Cond cd; *#C+iAF|)'  
Actor act; lk( }-  
public : v~^{{O  
template < typename T > h"/< ?3{  
  struct result_1 fe9LEM8j  
  { ;t|Ii8Ne  
  typedef int result_type; ^G.B+dG@`x  
} ; apu4DAy&8  
o/+13C  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} SF>c\eTtx  
c5u@pvSP  
template < typename T > i~{Ufi  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ac<Phy-J  
  { LL3#5AA"k|  
  do wwyPl  
    { ~W{2Jd  
  act(t); hBBUw0"  
  } 6,0_)O}\b  
  while (cd(t)); 5Er2}KZJv,  
  return   0 ; *^:N.&]  
} E6pMT^{K  
} ; 9T*v9d  
FSA1gAW6g  
'7i Sp=  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). )3>hhuaa  
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。 {qN 5MsY  
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。 PEc=\?  
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。 ZR(x%ews  
下面就是产生这个functor的类: Yo|,]X>/  
<c2'0I >  
Z\k&gio5C^  
template < typename Actor > \Hn>oonph  
class do_while_actor  [D<1 CF  
  { C,NJb+J  
Actor act; /J WGifH  
public : ybY]e; v*O  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ZOZ+Y\uU  
uA#P'?  
template < typename Cond > z{o' G3  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; lc~%=  
} ; d2H|LMhJ  
`1bv@yzq  
!Rhl f.x  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ,}K7Dg^1  
最后,是那个do_ 61)-cVC  
# ?/<  
' <@3i[M  
class do_while_invoker SUU !7Yd|  
  { u[DfzH  
public : N-e @j4WU  
template < typename Actor > [< &oF  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Bg|5KOnd  
  { Y07ZB'K  
  return do_while_actor < Actor > (act); '.81zpff  
} SAyufLEv,  
} do_; V0P>YQq9s  
cT!\{ ~  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 5Hw~2 ?a,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 F*3j.lI  
最后来说说怎么处理break和continue p(/dBt[3k  
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。 'a\%L:`  
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
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