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
  • 6485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 V}l >p?  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,3k"J4|d  
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, 3f`+ -&|M  
UGy~Ecv  
vG'JMzAm  
g+ik`q(ge  
  class filler y[*Bw)F\N  
  { F<y5zqGy@  
public : ELp @/c=Wr  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 2WjQ-mM#  
} ; $IL7c]Gw  
eCY gi7?  
^X%{]b K  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: [~;#]az  
)fz)Rrr  
SC~cryb  
Ks.pb !r  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); @`N)`u85[  
T4`.rnzyRb  
mAk@Q|u  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Hnwir!=7  
%y~=+Sm%m  
Kq|L: Z  
GM6Y`iU  
二. 战前分析 a*d>WN.;U  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 &v+8RY^F=  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 eu(1bAfS&T  
mbBd3y  
%3ecV$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Aw )='&;^z  
  /* --------------------------------------------- */ R$@|t?  
vector < int *> vp( 10 ); X[:&p|g]  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~n#rATbxf  
/* --------------------------------------------- */ W@w#A]  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); fbKL31PI  
/* --------------------------------------------- */ bz[+g,e2oA  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Be{7Rj v  
  /* --------------------------------------------- */ OLc/Vij;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); @|xcrEnP}B  
/* --------------------------------------------- */ qlJP2Ig~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 3F ;+ D  
C7`FM@z  
r%hnl9  
U:eahK  
看了之后,我们可以思考一些问题: ?d1H]f<M  
1._1, _2是什么? T?W`g> yM  
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。 3 tMFJ ;*`  
2._1 = 1是在做什么? iWu$$IV?-  
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。 |1G/J[E  
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。 U}7 a;4?  
" 1YARGu  
tL1"Dt>  
三. 动工 B*A{@)_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 0+b1R}!2  
C8%Io l  
QDS=M]  
6R1){,8  
template < typename T > C6=7zYhR  
class assignment g]9!Pi8jn  
  { d#.9!m~.  
T value; _e AZ_@  
public : ~xqRCf{8  
assignment( const T & v) : value(v) {} AD4KoT&  
template < typename T2 > q9w6 6R  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } k#T onT  
} ; '{j.5~4y  
z#*w Na&@[  
[ZS}P  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 le%_[/_I|  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment PuAcsYQhN  
8Letpygm  
WRQJ6B  
Vd[[<  
  class holder DG&14c>g  
  { >Liv].  
public : U]lXw+&  
template < typename T > DQ^yqBVgQ  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const t%<nS=u  
  { D^To:N 7U  
  return assignment < T > (t); I ;N)jj`b  
} \3(d$_:b  
} ; {w.rcObIw+  
5An| #^]  
MzRURH,  
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: @2-Eky  
CRvUD.D  
  static holder _1; $[iSZ;  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 GcQO&oq|  
r*<)QP^B~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]?tsYXU j  
而不用手动写一个函数对象。 <l(6$~(-u  
rxQn[  
OwrzD~  
jQOY\1SR  
四. 问题分析 ` /JJ\`Pu  
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。 mmm025.   
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。 ,p/iN9+Z  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ,x}p1EZ  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 w@7NoD=  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 wxpE5v+f|  
S`TP#uzKu]  
五. 问题1:一致性 k.>*!l0  
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?| `6`NuZ*6g  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~?8B~l^  
Q@hx +aM  
struct holder #P$=P2o  
  { P& C,EE$  
  // E^_P  
  template < typename T > 7Xm7{`jH  
T &   operator ()( const T & r) const .asHFT7]9  
  { \"c;MK{  
  return (T & )r; Asicf{HaX  
} :BG/]7>|V  
} ; .?9+1.`  
?c0OrvM  
这样的话assignment也必须相应改动: a02;Zl  
K~OfC  
template < typename Left, typename Right > N7k<q=r-  
class assignment Se qnO.\  
  { mV0F ^5  
Left l; q05_5  
Right r; b5_(Fv  
public : 8 ZD1}58U4  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} cAIMt]_  
template < typename T2 > ZurQr}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } }OgzSnR  
} ; IF%^H K@  
:\x53-&hO4  
同时,holder的operator=也需要改动: nk9Kq\2f:  
gUzCDB^.:  
template < typename T > qlmz@kTb  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const J6/Mm7R  
  { RRig  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); vU LlAQG  
} IwhZzw w  
S',i  
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。 w35r\x +  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 {X<mr~  
7F.t>$'  
return l(rhs) = r; q}*"0r  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 !tBNA  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 7 N+;K0  
5fPYtVm  
template < typename Tp > 12v5*G[X  
class constant_t ivsp):W  
  { |5S/h{gq  
  const Tp t; a@Tn_yX  
public : l j*ELy  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} y^_ 'g2H  
template < typename T > ,$@nbS{Q]  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const H[?~u+  
  { ja*k\w{U'  
  return t; _;",7bT80  
}  `W< 7.  
} ; &-W5 T?Sl  
+,<\LIP  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 w~@.&  
下面就可以修改holder的operator=了 3/mVdU?U  
o-2FGM`*VB  
template < typename T > 4 F~e3  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ]YYjXg}%  
  { \dSMF,E  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :D6"h[7  
} xiuAW  
aG;6^$H~  
同时也要修改assignment的operator() |xy r6gY  
K[Bq,nPo  
template < typename T2 > pZp|F  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } qW[p .jN  
现在代码看起来就很一致了。 ]C^D5(t/cd  
3>qUYxG8  
六. 问题2:链式操作 cGiS[-g  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 B4 5B`Ay  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Y\luz`v  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 &n+3^JNl  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 j%Mz;m4y  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct  uZ][#[u  
}yCJ#}  
template < typename T > =SPuOy8  
struct result_1 b{qeu$G R  
  { g=.~_&O  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; =\.Oc+p4  
} ; %:oyHlz%  
c0jdZ#H  
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: [b-27\b  
peqoLeJI  
template < typename T > e_s9E{(  
struct   ref *f|9A/*B3  
  { l^4[;%*f#l  
typedef T & reference; k.? aq  
} ; wOQ-sp0q0  
template < typename T > z)"7qqA  
struct   ref < T &> dO.?S89L  
  { cY?< W/  
typedef T & reference; '(A)^K>+  
} ; T0n=nC}<  
l4u@0;6P  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: -G&>b D  
}LQ*vD-Jj  
template < typename T > q#wg2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ?T-6|vZA  
  { OJ$169@;  
  return l(t) = r(t); X_|W#IM*+  
} %\PnsnJ9Q  
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。 6#VG,'e3  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Okm&b g  
QA7SQ cd,  
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 eA9U|&o  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: <Ur(< WTV  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 E< nXkqD  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 v<iMlOEt  
最后的布局是: NfcY30}:  
                Add 7><ne|%  
              /   \ CK[2duf^~  
            Divide   5 Ao)hb4ex  
            /   \ 1 Y_e1tgmm  
          _1     3 =$601r  
似乎一切都解决了?不。 p%e! &:!  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 RP'`\| |*  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 u%?u`n2'  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: e"(l  
8;9GM^L  
template < typename Right > n's3!HQY[  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const bsVms,&  
Right & rt) const = aSHb[hO  
  { 5(bG  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qQN&uBQ[  
} eIc~J!?<&V  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {H s" "/sb  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 7?j$Lwt  
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。 ;hR!j!3}  
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。 e'aKI]>a  
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。 :0>wm@qCQ  
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? 4S|! iOY  
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: ])h={gI  
G?12?2  
template < class Action > B[7|]"L@  
class picker : public Action G3&ES3L  
  { *FDz20S  
public : QxvxeK!Y  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ut%t`Y( ]  
  // all the operator overloaded p3O%|)yV  
} ; o>#<c @  
zMb7a_W  
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。 nW+rJ  
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: :7%JD.;W  
K v"e\ E  
template < typename Right > b1{~j]"$L  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const +(3"XYh  
  { %Q"zU9  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0?l|A1I%   
} Y9~;6fg  
]YkF^Pf!v  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > [9UKVnX.V  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 %lNWaA  
xG0IA 7  
template < typename T >   struct picker_maker w=\Lw+X  
  { VA.jt}YGE  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Z:aDKAboU  
} ; nMc3.fM  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > OqUEj 0X  
  { wqBGJ   
typedef picker < T > result; LA$uD?YA  
} ; 1Lwi?~!LI  
0K7]<\)  
下面总的结构就有了: pVn 6>\xa  
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。 f]"][!e!,  
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。 USu/Y29  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 (FZL>  
至此链式操作完美实现。 8h9t8?  
7|PpAvMF  
#G{}Rd|!  
七. 问题3 b_ Sh#d&  
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。 0TU~Q  
udB:ys  
template < typename T1, typename T2 > #/sKb2eQ  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const u,[Yaw"L  
  { |GE3.g  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); jo=XxA  
} y=YD4m2W  
w(`X P  
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: td4*+)'FY  
94I8~Jj4  
template < typename T1, typename T2 > @]tFRV  
struct result_2 !.iu_xJ  
  { H7G*Vg  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; mn\e(WoX  
} ; KrVF>bq+  
1iaNb[:QX  
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? {@g3AG%  
这个差事就留给了holder自己。 k#`.!yI,  
    O]w&uim  
W5}.WFu  
template < int Order > CU6rw+Vax  
class holder; 2N)=fBF%-  
template <> %Z&[wU~  
class holder < 1 > k<=.1cFh  
  { :BCjt@K}  
public : 7^Uv1ezDR  
template < typename T > R+lKQAyC0=  
  struct result_1 gqNd@tYI  
  { VZYd CZ&l7  
  typedef T & result; E5 H6&XU  
} ; B$g!4C `g  
template < typename T1, typename T2 > S+|aCRS  
  struct result_2 k]Y+C@g  
  { >!A&@1[M  
  typedef T1 & result; !l~tBJr*sB  
} ; &bh?jW  
template < typename T > K>Fo+f  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IvetQ+  
  { gd.P%KC!g  
  return (T & )r; `j[)iok  
} v"O{5LM"  
template < typename T1, typename T2 > _]1dm)%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8^p/?R^bu  
  { ^SxB b,\  
  return (T1 & )r1; eznw05U  
} 8U\;N  
} ; u%a2"G|  
0@,,YZ f  
template <> X"J79?5  
class holder < 2 > Ts0.Ck  
  { wke$  
public : :::"C"Ge  
template < typename T > wED~^[]f  
  struct result_1 s7O?)f f  
  { 9NaC7D$,  
  typedef T & result; u)&6;A4  
} ; 5'\/gvxIC  
template < typename T1, typename T2 > a~OCo  
  struct result_2 INW8Q`[F  
  { ,f$A5RN  
  typedef T2 & result; Qz{:m  
} ; !fwLC"QC  
template < typename T > Xo(K*eIN  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6 )0$UW  
  { WXNJc  
  return (T & )r; nfy"M),et  
} 8_U*_I7(  
template < typename T1, typename T2 > dSsMa3X[n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const zi2hi9A  
  { #$K\:V+ 4  
  return (T2 & )r2; P`[6IS#\S  
} $b\Gl=YX^  
} ; S#!PDg  
]5x N^7_!j  
+;`Cm.Iu  
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> >。 /QHvwaW[  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: p}R)qz-=5U  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: PLg`\|  
`zC_?+  
return l(i, j) = r(i, j); W=mh*G3y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) )oG_x{  
yXc/Nl%  
  return ( int & )i; :2 ?dl:l  
  return ( int & )j; $Xk1'AzB8  
最后执行i = j; )eY3[>`  
可见,参数被正确的选择了。 cliP+#  
n1DD+@  
n0@e%=H)I  
L\nWhmwl  
tLS5yT/  
八. 中期总结 L2P~moVIi  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ED[PP2[/  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 pb$U~TvzhM  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 -78 t0-lM  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `P)atQ  
B Gh%3"q  
_(<[!c!@0  
xlqRW"  
u` `FD  
"^zxq5u  
九. 简化 Z)|*mJ  
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。 E$4\Yc)(AL  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 h?bm1e5kE  
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: e}(ws~.  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 %1@+pf/  
  +-*/&|^等 ,8c`  
2. 返回引用。 8D)*~C'85E  
  =,各种复合赋值等 KxGK`'E'r  
3. 返回固定类型。 n_)d4d zl  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool)  -"\z|OQ  
4. 原样返回。 bf'@sh%W  
  operator, /AjGj*O  
5. 返回解引用的类型。 fi:Z*-  
  operator*(单目) Z99%uI3  
6. 返回地址。 hi*\5(uH  
  operator&(单目) rQ;m|@  
7. 下表访问返回类型。 C \H%4p1r  
  operator[] 72&xEx  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 jv5p_v4%O  
  operator<<和operator>> u(\b1h n  
Ue^upx  
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。 ^B1Q";# B^  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: B<H5WI  
.B"h6WMz  
template < typename Left > ]. IUQ*4t  
struct value_return /"~CWNa  
  { U:#9!J?41  
template < typename T > mUm9[X~'  
  struct result_1 @;G}bYq^(I  
  { Tr(w~et  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 3E+u)f lmB  
} ; :p=IZY  
PE]jYyyHtU  
template < typename T1, typename T2 > V!DQ_T+a  
  struct result_2 (YGJw?]  
  { |TkMrj0  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; S)n ~^q  
} ; My5h;N@C  
} ; BQ)zm  
pI( OI>~3  
)4D |sN  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait AHIk7[w  
yw{GO([ZQ  
下面我们来剥离functor中的operator() RoJ{ ou@cs  
首先operator里面的代码全是下面的形式: &`Z>zT}  
w6qx  
return l(t) op r(t) rKg5?.  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) <Ktx*(D  
return op l(t) R3jhq3F\Y  
return op l(t1, t2) wx>BNlT@?  
return l(t) op 5WP)na6"  
return l(t1, t2) op \6T&gX  
return l(t)[r(t)] V'mQ {[{R  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] C^2Tql  
\.POb5]p0  
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: /U`"Xx  
单目: return f(l(t), r(t)); $eCxpb..  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {Ymn_   
双目: return f(l(t)); 2VrF~+  
return f(l(t1, t2)); D+9xI  
下面就是f的实现,以operator/为例 f*0[[J0]  
:;#^h]Q  
struct meta_divide KWLI7fTgj$  
  { 7Fh%jRHZ`  
template < typename T1, typename T2 > T5=3 jPQ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 2LiJ IO8N  
  { NJI-8qTGI  
  return t1 / t2; #B88w9 b`D  
} "S,,BjL  
} ; >j4;{r+eQw  
MQG(n+c  
这个工作可以让宏来做: H]H*Ouu["e  
_<+!  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ G yvEc3|@  
template < typename T1, typename T2 > \ 2!QJa=  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; XPBKQm_}  
以后可以直接用 ?R(fxx  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) f 0~<qT?:n  
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 h rW  
(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。。。) f1rP+l-C<  
QaH32(iH  
5*/~) wN\U  
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 >OgA3)X  
@a'Rn  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > k-Hy>5;  
class unary_op : public Rettype  Eh^c4x  
  { -lQ8 &eB  
    Left l; t3}>5cAxy  
public : NoB)tAvw  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} jL8.*pfv  
az*c0Z<pl  
template < typename T > D{x'k2=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~Y7>P$G)  
      { ^":UkPFCx:  
      return FuncType::execute(l(t)); D|9xD  
    } )[C]1N=tK  
FO<PMK   
    template < typename T1, typename T2 > H9?(5  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J /mLmSx  
      { 9. 6"C<eYt  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); p[2`H$A  
    } F0qpJM,  
} ; y'(( tBWa!  
<wfPbzs-V  
r7+"i9  
同样还可以申明一个binary_op F0t-b%w,  
v6uR[18  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1xP*  
class binary_op : public Rettype fd! bs*\X  
  { e{EKM4  
    Left l; w j !YYBH  
Right r; >x9@ if  
public : lD)ZMaaS3  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Hb55RilC  
D_]4]&QYT  
template < typename T > -N $4\yp  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :[xFp}w{  
      { <'N"GLJ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); }$i Kz*nx|  
    } ? l/VCEZP  
lHerEv<ja  
    template < typename T1, typename T2 > O?L6Ues  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L{1MyR7`I+  
      { q4=Gj`\43  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *eL&fC  
    } c|m*< i  
} ; NXo$rf:  
4zKmoYt  
K~Nx;{{d  
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 6l]jm j)/  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 +-~8t^  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 1[p6v4qO{  
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。 Nk?eVJ)  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 0Lb:N]5m8  
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。。。 o|(Ivt7jk  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Vl'Gi44)3"  
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) H c,e&R  
下面是修改过的unary_op Gf71udaa  
Jx@_OE_vp  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > f$1&)1W[  
class unary_op [wOz<<  
  { CGw,RNV  
Left l; uJ-Q]yQ  
  A\ARjSdb  
public : '^B[Krs'Z`  
Cq8.^=}_  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8! eYax   
[GQn1ZLc  
template < typename T > FxU a5 n  
  struct result_1 Fi)(~ji:  
  { RK )1@Tz7!  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; jKr\mb  
} ; P^[eTR*?  
pLj[b4p9  
template < typename T1, typename T2 > o-I:p$B-  
  struct result_2 >|zMN$:  
  { +xNV1bM  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; sE^ee2]OI@  
} ; B 703{k  
sU Er?TZ  
template < typename T1, typename T2 > &_cH9zw@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C(CwsdlP  
  { UOIB}ut V  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 56w uk [)  
} W {A4*{  
J4?i\wD:  
template < typename T > Ls<^z@I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \!LIqqX  
  { /U26IbJ  
  return OpClass::execute(lt(t)); )iX2r{  
} U}T{r%9  
moS0y?N  
} ; z@I'Ryalyc  
tNoPpIu  
CiWz>HWH  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug S^s|/!>  
好啦,现在才真正完美了。 \uPyvA =  
现在在picker里面就可以这么添加了: *Xcqnu('  
W6gI#  
template < typename Right > uM)#T*(  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Znw3P|>B  
  { 8+i=u" <  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); fHK.q({Qc  
} IJ]rVty  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 rMWJ  
.Ht;xq  
}#r awVe=  
{x{~%)-  
:%_\!FvS  
十. bind Gsn$r(m{K  
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。 p<[MU4  
先来分析一下一段例子 ) >te|@}o  
HmiG%1+{A  
%@9c'6  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 71n3d~!O>  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 v]Fw~Y7l!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 /q,vQ[ R/  
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%}rQ,*  
我们来写个简单的。 'Zs3b4n8  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: {o SdVRI  
对于函数对象类的版本: p$=Z0p4%LL  
KFg q3snH  
template < typename Func >  VBUrtx:  
struct functor_trait GQ(*k)'a  
  { \sz*M B  
typedef typename Func::result_type result_type; C(8VXtx_  
} ; O^J=19Ri  
对于无参数函数的版本: d.|*sZ&3p  
e%s1D  
template < typename Ret > AL!ppi  
struct functor_trait < Ret ( * )() > sZI"2[bk  
  { 'ZJb`  
typedef Ret result_type; EXMW,  
} ; Q6T"8K/  
对于单参数函数的版本: Fr~\ZL  
5S<Rz)1r  
template < typename Ret, typename V1 > #_eXybUV  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > L{&>,ww  
  { AJ+\Qs(0  
typedef Ret result_type; wBDHhXi0  
} ; 0!-'4+"  
对于双参数函数的版本: ebn3r:IU-  
0K'{w]Q  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5vFM0  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  zo1T`"Y  
  { inY_cn?  
typedef Ret result_type; 0W0GSDx  
} ; D6~KLSKm  
等等。。。 Wv|CJN;4  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy LC4VlfU  
r?itd)WC<X  
template < typename Func > o}DR p4;Ka  
struct func_return ClY`2  
  { Iprt ZqiL  
template < typename T > T+^Sa J  
  struct result_1 ic5af"/(\  
  { uh2 F r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^&D5J\][  
} ; _&~l,%)&  
,hH c -%-  
template < typename T1, typename T2 > ;*'I&  
  struct result_2 e^em^1H( %  
  { A_l\ij$Y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ny{S&f  
} ; WMHYOJR  
} ; Nyt*mbd5 {  
k-H6c  
[;yKbw!C  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 {+zG.1o^  
V:#rY5X  
template < typename Func, typename aPicker > gg.]\#3g  
class binder_1 oP`:NCj\9  
  { <THw l/a  
Func fn; 6fo\ z2  
aPicker pk; @  R[K8  
public : ~n8UN<  
qdLzB  
template < typename T > /O<~n%< G  
  struct result_1 9 Jw, ls  
  { >yr;Y4y7K  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; /lbj!\~  
} ; W/\pqH  
)H@<A93  
template < typename T1, typename T2 > <jh7G  
  struct result_2 -.r"|\1X  
  { TFG? EO  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; TE;f*!  
} ; u(FOSmNkN  
&a4FGzR#  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #q K.AZi  
c&1_lI,tH  
template < typename T > Ux1j+}y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Dt<MEpbur  
  { $ K+| bb  
  return fn(pk(t)); { TI,|'>5[  
} KAXjvZN1  
template < typename T1, typename T2 > t #Kucde  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KB^8Z@(+  
  { V,=5}qozQ  
  return fn(pk(t1, t2)); gm pY[  
} qtdkK LT  
} ; )^BZ,e  
akk*f+TD`  
kkfBVmuW  
一目了然不是么? 2*^=)5Gj-h  
最后实现bind |JR`" nF`  
`k>C%6FG$#  
g)\Tex<  
template < typename Func, typename aPicker > Op8Gj  `  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) fPHV]8Ft|  
  { *^Zt)U1$|  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Kp*3:XK  
} f[D%(  
X31%T"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 T[^&ZS]s  
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。 4CchE15  
\pkK >R  
十一. phoenix cuH5f}oc  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ppRA%mhZ  
%TRJ  
for_each(v.begin(), v.end(), 9od c :  
( N<@K(? '  
do_ `q\F C[W  
[ x1Y/^ks@2  
  cout << _1 <<   " , " @I|kY5'c  
] 4[#)p}V  
.while_( -- _1), @67GVPcxl  
cout << var( " \n " ) 0 LXu!iix  
) 9mp`LT  
); ~CHcbEWk)W  
|EdEV*.ej  
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: n:B){'S  
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 jbq x7x  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 <mki@{;|  
那么我们就照着这个思路来实现吧: @{{L1[~:0  
WV'u}-v^  
:CezkD&  
template < typename Cond, typename Actor > +|b#|>6  
class do_while 6w? GeJ  
  { 'hPW#*#W<  
Cond cd; g]JRAM  
Actor act; 8RuW[T?  
public : GOGS"q  
template < typename T > *~4<CP+"0  
  struct result_1 88<d<)7t  
  { 3QKBuo  
  typedef int result_type; F'>yBDm*OM  
} ; =w;-4  
-xLK/QAL  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} l" ~ CAw;  
L4T\mP7D7*  
template < typename T > |A,.mOT  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Jw}&[  
  { fQ"Vx!  
  do 0}`.Z03fy  
    { [ _ `yy  
  act(t); !-n* ]C  
  } : O@(Sv  
  while (cd(t)); 1c @S[y  
  return   0 ; h4itXJy52B  
} 5(\/ b<#  
} ; 'AWWdz  
zt9A-% \R  
g18zo~LZ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Nxl#]  
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。 g~,iWoY  
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。 t'J 4zV  
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。 82+2 PE{  
下面就是产生这个functor的类: 'LuxF1>  
_a9oHg  
%-$ :/ N  
template < typename Actor > 5M9o(Z\AF  
class do_while_actor 9@lG{9id?  
  { nj00g>:>  
Actor act; b?cO+PY01  
public : G9xO>Xp^Al  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} LttA8hf5q?  
js;YSg{m  
template < typename Cond > ,4XOe,WQ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ,Xn %0]  
} ; p ^TCr<=  
^~TE$i<   
ar 7.O;e  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 \(=xc2  
最后,是那个do_ :6%ivS  
9ghUiBPiL:  
? p[Rv  
class do_while_invoker S76MY&Vx23  
  { -Vb5d!(  
public : D-t!{LA  
template < typename Actor > 8 l= EL7  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ^*UtF9~%n  
  { @`nG &U  
  return do_while_actor < Actor > (act); %dr*dA'  
} lTN^c?  
} do_; m+7%]$  
!B#lZjW#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? !2&)6SL/  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Khv}q.)F  
最后来说说怎么处理break和continue ME!P{ _/  
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。 dblf , x  
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