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
  • 4838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 j"=F\S&!  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 E$l4v>iA  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, DS;,@$N_N  
X<G"Ga L  
`|kW%L4  
?-M?{De   
  class filler .5$"qb ?  
  { J]G] <)  
public : I<E~=  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ;IyA"C(i  
} ; 0 PEg `Wq  
|pLx,#n  
(~S=DFsP  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: h pf,44Kg  
PgOOFRwP  
>u?m Bx  
F(h jP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (4]M7b[S$  
RT C;Wj  
<c'0-=  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 NJ]AxFG  
`>ppDQaS)W  
709/'#- ^  
IQZ/8UwB  
二. 战前分析 o6bT.{8\  
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。 suOWmqLs  
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 ,bTpD!  
/3Y\s&y  
^]rPda#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); |WP}y- Au  
  /* --------------------------------------------- */ 'Fq +\J#%  
vector < int *> vp( 10 ); W*2d!/;7>  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); a4d7;~tZ  
/* --------------------------------------------- */ z|Y  Ms?  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); L5[{taZ,  
/* --------------------------------------------- */ ;f?suawMv  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ZLI t 3  
  /* --------------------------------------------- */ ' % d-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ~fnu;'fN  
/* --------------------------------------------- */ _v6x3 Z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); TXL!5, X_  
m&MAA^I  
jouA ]E  
&&PXWR!%]  
看了之后,我们可以思考一些问题: lcVZ 32MQ  
1._1, _2是什么? px${ "K<  
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。 .9NYa|+0  
2._1 = 1是在做什么? 8 $qj&2 N  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 i(qZ#oN  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 X'uQr+p^  
<aQ<Wy=\  
RCqd2$K"J+  
三. 动工 A3mvd-k  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ?3 S{>+'  
)4#YS$B$@)  
)JrG`CvdU  
q-hREO  
template < typename T > c7~'GXxQ2  
class assignment U9"(jl/o  
  { 9Bao~(j/k  
T value; !S~0T!afF  
public : kqkTz_r|H  
assignment( const T & v) : value(v) {} Gf=3h4  
template < typename T2 > xlcL;e&^P  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } x^zw1e,y  
} ; ;\g0* b(  
"5HSCl$r%  
oRZ98?Y\B  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %?hvN  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment y{KYR)   
q6PG=9d0B  
S4U}u l  
[H[L};%=j  
  class holder KAJR.YNm  
  { R53^3"q~  
public : Xp+lpVcJ  
template < typename T > r;^%D(  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const j7BLMTF3v  
  { VUi> ]v/e  
  return assignment < T > (t); )+Y"4?z~  
} =PF2p'.o  
} ; D7r&z?  
s0O]vDTR,H  
[ $5u:*  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Vk> &  
pZcY[a  
  static holder _1; BCfmnE4%  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,j6 R/sg  
uUiS:Tp]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9=q&SG  
而不用手动写一个函数对象。 !bCSt?}@u  
j{j5TvsrY  
43 vF(<r&f  
..kFn!5(g  
四. 问题分析 ]Cs=EZr  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 WG&! VK  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 9W0*|!tQ,+  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ppo0DC\>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 9 JhCSw-<)  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 u`ry CZo#g  
q3v v^~  
五. 问题1:一致性 G6.lRaPu"m  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| "F =NDF  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 -{}h6r  
*c\XQy  
struct holder boI&q>-6Re  
  { 's.e"F#  
  // NB4 Q,iq$  
  template < typename T > Y&1N*@YP  
T &   operator ()( const T & r) const 3G[|4v?[<_  
  { "=w:LRw  
  return (T & )r;  )m#Y^  
} ,k_"T.w  
} ; BhYvEbt  
$%^](-  
这样的话assignment也必须相应改动: 3%+!qm  
{P_i5V?  
template < typename Left, typename Right > ^J&D)&"j  
class assignment :C>iV+B j  
  { 8_E(.]U  
Left l; twu,yC!  
Right r; aAbA)'G  
public : ,]@K,|pC)  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ; Xf1BG r  
template < typename T2 > c`/VYgcTqB  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } soLW'8  
} ; 9%Tqk"x?  
Xt:$H6 y  
同时,holder的operator=也需要改动: lu00@~rx/  
?=LT ^Zp`  
template < typename T > $/lM %yXe  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const D;s%cL`  
  { gs3c1Qa3b  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); pSbtm74  
} 'pT13RFD  
? )h8uf4  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 8Ji`wnkXe  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 j^5YFUwsQg  
^r-d.1  
return l(rhs) = r; Qu1&$oO  
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。 v)T# iw[  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: cxQAp  
B~^*@5#0|  
template < typename Tp > h (q,T$7 W  
class constant_t +SF+$^T  
  { '#yqw%  
  const Tp t; >DUTmJxv  
public : er5!n e  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} UOFb.FRP>  
template < typename T > mI5J] hk  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ;:_AOb31N  
  { J;NIa[a  
  return t; uJCp  
} "AZ|u#0P  
} ; !qp$Xtf+  
\I:27:iAL  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]E-3/r$_cO  
下面就可以修改holder的operator=了 1I`F?MT  
mZ2CG O R  
template < typename T > :{N*Z}]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const U#c Gd\b  
  { #Lpw8b6  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t));  [Q{\Ik  
} %VFoK-a  
.Sn{a }XP4  
同时也要修改assignment的operator() u4IK7[=  
WKiP0~  
template < typename T2 > QmjE\TcK/  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ;&n iZKoe  
现在代码看起来就很一致了。 z &X l  
$1 "gFg  
六. 问题2:链式操作 u 3#+fn_  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <!g]q1  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 _qR?5;v  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 YTFU# F  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 AwXzI;F^  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct L'r&'y[  
z?<B@\~  
template < typename T > *ma w`1  
struct result_1 5\# F5s}  
  { iMJt8sd  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; l99Lxgx=  
} ; :Rb\Ca  
j &,Gv@  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: {N>ju  
{=3A@/vM  
template < typename T > zwZvKV/g  
struct   ref <zR{'7L/  
  { OA*O =  
typedef T & reference; 7tXy3-~biz  
} ; 'bJGQ[c  
template < typename T > -'g> i  
struct   ref < T &> w") G:K  
  { ':fp|m)M  
typedef T & reference; 3nG.ah  
} ; t*9 gusmG  
I)V=$r{  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: g%l ,a3"  
2L1y4nnbwo  
template < typename T > CyR`&u  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const nf^?X`g  
  { S?d<P  
  return l(t) = r(t); aaig1#a@1b  
} u0Wt"d-=  
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}v](Q  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l<w7 \a6  
o[cOL^Xd1  
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 ]5jS6 @Vl*  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: KR#,6  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ":$4/b6  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 D#L(ZlD4  
最后的布局是: q4[8\Ua  
                Add 9^W7i]-Z  
              /   \ S[exnZ*Y  
            Divide   5 =}#yi<Lt  
            /   \ JY2<ECO  
          _1     3 T4] 2R  
似乎一切都解决了?不。 F*[E28ia&  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 qg& /!\  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 EjLq&QR.  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: a*y9@RC}  
a~7D4G  
template < typename Right > `s)4F~aVo  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const &Gjpc>d  
Right & rt) const ?{qUn8f2  
  { `Y:]&w  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); PP$sdmo  
} (M$0'BV0  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 7. <jdp  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 a2B71RT~  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 4W" A*A  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 [*^.$s(  
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。 ,gVVYH?qR  
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? E`oA(x7l  
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: E xhih^[_  
MvpJ0Y (  
template < class Action > \W .CHSD  
class picker : public Action zuLW'a6F-  
  { rP4T;Clout  
public : Nu6NyYs  
picker( const Action & act) : Action(act) {} U`q keNd  
  // all the operator overloaded d5l42^Z  
} ; ZU`9]7"87B  
Uw("+[5O0  
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。 zbxW U]<S?  
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: _=~u\$  
ri{*\LV*@  
template < typename Right > P:'wSE91  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const nZbI}kcm  
  { :EV.nD7  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $XhMI;h  
} BuV71/Vb{Q  
P`lv_oV  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > |T6K?:U7  
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。 [Kwj 7q`  
JJd qdX;  
template < typename T >   struct picker_maker RRt(%Wm*  
  { wtek5C^  
typedef picker < constant_t < T >   > result; \Osu1]Jn>  
} ; WiytHuUF  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ZRxOXt&;  
  { ?$6H',u  
typedef picker < T > result; U*[E+Uq}:N  
} ; l1 Kv`v\  
>}V?GK36  
下面总的结构就有了: tVRN3fJH  
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。 j+_fHADq  
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。 BX?DI-o^h  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 _iJ~O1qx,w  
至此链式操作完美实现。 45c?0tj  
Y6v{eWtSn  
h9Far8}  
七. 问题3 "r&,#$6W6  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 P$obID  
cX-M9Cz  
template < typename T1, typename T2 > N]+6<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q~(Gll;  
  { '3b\d:hN  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); r"dIB@  
} ]W5*R07  
UTkPA2x  
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: LU:xmDv  
|'?vlUCd  
template < typename T1, typename T2 > `NW/Z/_  
struct result_2 N[/<xW~x?4  
  { pt <zyH3Z  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; &zJI~R  
} ; dTg`z,^F  
/]`@.mZ9:  
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? 3NpB1lgh&:  
这个差事就留给了holder自己。 q}P@}TE  
    DO: ,PZX  
J9mK9{#q  
template < int Order > <T_3s\  
class holder; *C*ZmC5  
template <> n-ffX*zA(  
class holder < 1 > RM|J |R  
  { tY)L^.*7  
public : ~qgh w@Q~  
template < typename T > +5zXbfO  
  struct result_1 gs'M^|e)  
  { Nj>6TD81u  
  typedef T & result; (TT=i  
} ; ]rlZP1".  
template < typename T1, typename T2 > hObL=^F  
  struct result_2 &42 ]#B"*  
  { Ooz ,?wU6  
  typedef T1 & result; .==D?#bn  
} ; *kLFs|U  
template < typename T > /L^g. ~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b&rBWp0#  
  { G WIsT\J  
  return (T & )r; ;b{#$#`=  
} zq};{~u(  
template < typename T1, typename T2 > rwq   
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const P=n_wE  
  { Yqs=jTq`{  
  return (T1 & )r1; c< $<n  
} z&%i"IY  
} ; m# {'9 |  
'8q3ub<\  
template <> z0 9Gp}^;  
class holder < 2 > oV%:XuywT  
  { MRLiiIrq,5  
public : B"GC|}N )v  
template < typename T > ;"MChk  
  struct result_1 +dCDk* /m  
  { 0/Q_% :  
  typedef T & result; 3:WqUb\QK  
} ; %OBW/Ti  
template < typename T1, typename T2 > 0<m7:D Gd  
  struct result_2 & BPYlfB1  
  { d1D f`  
  typedef T2 & result; DN2 ]Y'  
} ; Cf[tNq  
template < typename T > roS" q~GS,  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const v,-Tk=qP  
  { v?`R8  
  return (T & )r; ahl|N`  
} l?m"o-Gp3  
template < typename T1, typename T2 > =!\Nh,\eQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const geG0F}oC!  
  { wsQnjT>  
  return (T2 & )r2; qf0pi&q  
} Nh!`"B2B  
} ; [\ao#f0WR  
\ja6g  
UXct+l  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 1ubu~6  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: hV7EjQp  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ,j%\3g`  
QEJu.o  
return l(i, j) = r(i, j); oZ%uq78#[%  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) &hWELZe0vv  
b-& rMML  
  return ( int & )i; iE'_x$i  
  return ( int & )j; I*-\u  
最后执行i = j; 8&@=Anc&q  
可见,参数被正确的选择了。 m^ xTV-#l@  
e)e(f"t6Q  
qR@ES J_  
TZgtu+&  
E^-c,4'F  
八. 中期总结 "uBnK!  
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: \tgY2 :  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e4YfJd  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @D9O<x  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor zB%~=@Q^6  
? $B4'wc5  
6{+yAsI  
L2VwW  
fJ Ll-H  
ko}& X=  
九. 简化 ; <FAc R  
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。  %j&vV>2  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +-!3ruwSn  
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: d*6f,z2=  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 :BxO6@>Xc  
  +-*/&|^等 H1-DK+Q:  
2. 返回引用。 b~.$1oZ  
  =,各种复合赋值等 ) 9Q+07  
3. 返回固定类型。 ,kJ'_mq  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ,l&?%H9q  
4. 原样返回。 Gpu[<Z4  
  operator, s,_+5ukv  
5. 返回解引用的类型。 K28L(4)  
  operator*(单目) %B@NW2ZQ[  
6. 返回地址。 P`Zon  
  operator&(单目) u$JAjA  
7. 下表访问返回类型。 "(mJupI  
  operator[] I "x'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 *8)?ZZMM  
  operator<<和operator>> C1-U2@  
:-x?g2MY  
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。 a?-Jj\q  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: m'2F#{  
Ft>B% -;  
template < typename Left >  hlVC+%8  
struct value_return b()8l'x_|K  
  { wiI@DJ>E  
template < typename T > ^y>V-R/N  
  struct result_1 VESvCei  
  { xC< )]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Q h@Q6  
} ; 7#)k-S!B  
H r:*p6  
template < typename T1, typename T2 > `ulQ C  
  struct result_2 g+o$&'\  
  { rai'x/Ut}+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; qK'mF#n0#  
} ; s`x2Go  
} ; e,s  S.  
`*U@d%a  
e,OXngC  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait r8(oTx  
3Y P! B=  
下面我们来剥离functor中的operator()  C6gSj1  
首先operator里面的代码全是下面的形式: OXLB{|hH80  
2]fTDKh  
return l(t) op r(t) tM5(&cQ!d  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) z 4}"oQk:r  
return op l(t) *$7^.eHfdd  
return op l(t1, t2) %ZRv+}z  
return l(t) op Z*Ffdh>*:&  
return l(t1, t2) op G:e=9qTf  
return l(t)[r(t)] yl>^QMmo  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] -, +o*BP  
Yh]a4l0  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 9?Bh8%$  
单目: return f(l(t), r(t)); O[Z$~  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ky !Z JR  
双目: return f(l(t)); 5JOfJ$(n  
return f(l(t1, t2)); l4kqz.Z-g  
下面就是f的实现,以operator/为例 p cD}SY  
%#% YU|4R  
struct meta_divide ,8*A#cT B  
  { <w&'E6mU  
template < typename T1, typename T2 > A#$l;M.3R  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)  '0f!o&?g  
  { di_N}x*  
  return t1 / t2; -AnJLFY  
} ~%\vX  
} ; ;R >>,&g  
tLJ 7tnB  
这个工作可以让宏来做: >%"TrAt  
p YCMJK-H  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ {X, -T&  
template < typename T1, typename T2 > \ Rq1 5AR  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; z .lb(xQ  
以后可以直接用 >$}Mr%49  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Gad&3M0r  
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 []\-*{^r  
(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。。。) ]UO zz1   
MeD/)T{G~  
ft8  
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 ++2a xRl  
[ GknE#p  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > UHY)+6qt]  
class unary_op : public Rettype {(-TWh7V  
  { *)r_Y|vg  
    Left l; (q"S0{  
public : lxTqGwx  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} je\]j-0$u  
!@gjIYq_Y  
template < typename T > }0R"ZPU1Rw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P Jb /tKC  
      { f:q2JgX  
      return FuncType::execute(l(t)); \ bNDeA&l  
    } z V $Z@o  
@ &c@  
    template < typename T1, typename T2 > Xj?LU7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d}E6d||A  
      { ;d7Qw~v1s  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); L%7WHtU*#  
    } R "W=V  
} ; = r=/L  
B%Oi1bO  
Uwiy@ T Z  
同样还可以申明一个binary_op I-s$U T[p  
e,vgD kI;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > <O9WCl  
class binary_op : public Rettype cL %eP.  
  { _uh@fRyh  
    Left l; @zR_[s  
Right r; };(2 na  
public : o) eW5s,6  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {KqW<X6Hp  
ld~*w  
template < typename T > 5k_%%><: q  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IL8&MA%  
      { w4y ???90)  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 4>=Y@z  
    } O6-"q+H)  
aLevml2:T  
    template < typename T1, typename T2 > j~2t^Qz  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -J!k|GK#MX  
      { Iq;a!Lya-  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); #$t93EI  
    } ZCuh^  
} ; {flxZ}  
78z/D|{"  
D//Ts`}+n  
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 My9fbT  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 p'SY 2xq-,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \LS s@\$ g  
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。 bir tA{q  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! )Z?\9'6e4  
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。。。 imS&N.*3m  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "'8o8g  
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) o AS 'Z|  
下面是修改过的unary_op ?IG+U TI  
4pu>f.  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0w^awT<$6  
class unary_op {-c[w&q  
  { h8SK8sK<  
Left l; l&Fx< W  
  ~i@Z4t j7  
public : (P:.@P~  
Jxb+NPUB  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} & V/t0  
8-vNXvl  
template < typename T > 0.Nik^~  
  struct result_1 p)Q='  
  { FCr>$  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  b|h`v  
} ; g|3FJA/  
zQ eXN7$  
template < typename T1, typename T2 > @h\u}Ee  
  struct result_2 zI>,A|yy  
  { ;@u+b0 j  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8>^O]5Wo`X  
} ; _Ai\XS Am  
tdRnRoB  
template < typename T1, typename T2 > 5E|/n(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wvSaq+N  
  { 0/%VejZ'  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); R75np^  
} XAr YmO  
r`'n3#O*  
template < typename T > 2:S 4M.j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z+@Jx~<i  
  { ~|)'vK8W  
  return OpClass::execute(lt(t)); 93N:?B9  
} sz b],)|18  
4~{q=-]V  
} ; A =k{Rl{LA  
ddjaM/.E  
F0FF:><  
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 Hq$?-%4  
好啦,现在才真正完美了。 Co>=<\yi  
现在在picker里面就可以这么添加了: ZgI1Byf  
j1,ir  
template < typename Right > l<nL8/5{<  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Vz&!N/0i  
  { ygp NMq#?X  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); NvfQa6?;  
} 0l ]K%5#  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 >H?{=H+/#  
rOy-6og  
O%kX=6  
Xn3Ph!\Z5e  
co%ttH\ n  
十. bind o;@T6-VH  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 f~? MNJ2  
先来分析一下一段例子 4h~o>(Sq  
.qBf`T;  
m;nT ?kv  
int foo( int x, int y) { return x - y;} `H6kC$^Ofx  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 F&lvofy23  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 t1YVE%`w  
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。 /g!', r,  
我们来写个简单的。 'e>0*hF[  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ] T! >]  
对于函数对象类的版本: }A`4ae=  
M1T)e9k=x  
template < typename Func > mMvt#+O  
struct functor_trait B@Q Ate7   
  { 4`7:gfrO,  
typedef typename Func::result_type result_type; h~ =UFE%'  
} ; ]MP6VT  
对于无参数函数的版本: W]rK*Dc  
!1}A\S  
template < typename Ret > q~=]_PMP  
struct functor_trait < Ret ( * )() > _ZfJfd~  
  { rBZ 0(XSZQ  
typedef Ret result_type; i7w>Nvj]  
} ; sc^TElic  
对于单参数函数的版本: n_51-^* z  
64>o3Hb2  
template < typename Ret, typename V1 > &pD6Qq{  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ]?`t spm<t  
  { =q( ;g]e  
typedef Ret result_type; 5Vzi{y/bL  
} ; =5jX#Dc5.+  
对于双参数函数的版本: qffXm `k  
(W| Eg  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > w#5^A(NR  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > S]3t{s#JW7  
  { y#Ao6Od6  
typedef Ret result_type; L= fz:H  
} ; 4cni_m]  
等等。。。 bCF"4KXK  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy [g:ZIl4p\P  
q]Cmaf(  
template < typename Func > @<tkwu  
struct func_return mRw &^7r  
  { ,tZWPF-  
template < typename T > Uzb~L_\Rmt  
  struct result_1 dhW)<  
  { FaC;vuSpy  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; M3350  
} ; S3u>a\  
'8v^.gZ  
template < typename T1, typename T2 > ~JsTHE$F  
  struct result_2  DKu4e  
  { 8-c1q*q)  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Bg*Oj)NM  
} ; }^;Tt-*k  
} ; %+U.zd$  
H\7Qf8s|{  
3PLv;@!#j}  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (8u.Xbdh  
3eqnc),Z  
template < typename Func, typename aPicker > )Ab!R:4  
class binder_1 F{a--  
  { k1HukGa  
Func fn; pzP~,cdf  
aPicker pk; iXt >!f*  
public : gf^"s fNk  
NZSP*#!B  
template < typename T > lz?F ,].  
  struct result_1 4 e1=b,  
  { ^9 gFW $]  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; *4;MO2g  
} ; {1.t ZCMT  
i w<2|]>l  
template < typename T1, typename T2 > PK@hf[YHe  
  struct result_2 B(x i  
  { UW*[)yw]  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /ov&h;  
} ; FV>LD% uu  
)pV5l|`  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} "If]qX(w  
gN|[n.W4  
template < typename T > FWv-_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JJ5s |&}  
  { !SAjV)  
  return fn(pk(t)); GU\}}j]  
} j'#M'W3@  
template < typename T1, typename T2 > FOxMt;|M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sHx>UvN6  
  { R87-L*9B^0  
  return fn(pk(t1, t2)); xwr<ib:  
} i>w'$ {  
} ; >L F y:a  
!N--  
&)@|WLW  
一目了然不是么? AOhfQ:E 4  
最后实现bind $IzhaX  
fGDR<t3yiQ  
sf\p>gb  
template < typename Func, typename aPicker > 47b=>D8  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) h0ufl.N_%  
  { *6 oQW  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); m0+X 109  
} :|3n`,  
SnsOuC5Ah  
2个以上参数的bind可以同理实现。 _Gv[ D  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 7jIye8Zi8  
F3$@6J8<[z  
十一. phoenix $gU6=vN1#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:  ~{7/v  
?z>7&  
for_each(v.begin(), v.end(), E?1"&D m  
( kXGJZ$  
do_ y%A!|aBu  
[ 1Uzsw  
  cout << _1 <<   " , " >6ul\xMU  
] Fp52 |w_  
.while_( -- _1), ]RgLTqv4x  
cout << var( " \n " ) WV]%llj^  
) ]]~tFdh  
); E^z\b *  
E_-3G<rt  
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: >h+[#3vD  
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 K]4XD1n7  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +.gM"JV  
那么我们就照着这个思路来实现吧: RN(>37B3_  
TxL;qZRY ^  
CPssk,q~C  
template < typename Cond, typename Actor > }!=}g|z#|  
class do_while R0dIxG%  
  { Uf#.b2]  
Cond cd; UV}\#86!  
Actor act; ,f ..46G  
public : UruD&=AMK  
template < typename T > es}j6A1  
  struct result_1 EHk(\1!V  
  { cNX,%  
  typedef int result_type; OU&eswW  
} ; +L(0R&C  
i;4|UeUl  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} /[Oo*}Dc=F  
"iFA&$\  
template < typename T > 7?Vo([8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const aChyl;#E  
  { +DMD g.  
  do DU9A3Z  
    { vK\n4mE[,  
  act(t); CG!/Lbd  
  } Q>qx? g  
  while (cd(t)); "/ G^+u  
  return   0 ; f>$Ld1  
} F/c7^  
} ; l AF/O5b  
!Z +4FwF  
{k.Dy92  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). >iefEv\  
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。 1T(:bM_t`7  
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。 Wez"E2J`  
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。 ?M'_L']N[  
下面就是产生这个functor的类: x2gnB@t  
W\xM$#)m  
9Yih%d,  
template < typename Actor > @* a'B=7  
class do_while_actor e!cZW.B=`f  
  { 72oiO[>N'  
Actor act; E[N5vG<  
public : f( (p\ &y  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 8SmtEV[b3  
TNY d_:j  
template < typename Cond > hZ_0lX}  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ^zjQ(ca@"x  
} ; 0@;kD]Z  
Z Z1s}TG  
-&87nR(eW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 VT.BHZ  
最后,是那个do_ ^<L;"jl%  
mIu-  
9y/gWE  
class do_while_invoker 1]eh0H  
  { 4h:R+o ^H^  
public : e~7h8?\.q  
template < typename Actor > qkX}pQkG)h  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const DtBIDU]  
  { }q0lbwYlb  
  return do_while_actor < Actor > (act); f@@2@# 5B  
} e jY|o Bj  
} do_; Efo,5  
V,>_L  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? qta^i819  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 /+pPcK  
最后来说说怎么处理break和continue C4V#qhj  
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。 Jz(!eTVs  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五