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
  • 4218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 3KZ h?~B  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -UE-v  
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, <]J5AdJ  
[:Y^0[2  
{rr\hl-$  
E_#&L({|@  
  class filler q9Wtu7/  
  { tp0*W _<4  
public : 4cL=f  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} JaTW/~ TU  
} ; vOU -bF%u  
/ ffWmb_4  
R2{X? 2|$  
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: LNW p$"  
_7VU ,  
23m+"4t  
#=c%:{O{4R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); \qPrY.-  
\(s ";@  
0Oq1ay^  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 mNzZ/*n:  
e78}  
6I<`N  
^  +G> N  
二. 战前分析 ud1E@4;qf  
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。 ?6gI8K6X  
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 QS_xOQ '  
0o`o'ZV=c  
/6fsh7 \  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); hvwr!(|W  
  /* --------------------------------------------- */ )XWL'':bF  
vector < int *> vp( 10 ); N[%IrN3  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Ex{]<6UAu  
/* --------------------------------------------- */ `K.yE0^i  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); o>h>#!e  
/* --------------------------------------------- */ m;|I}{r  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); y+_U6rv[  
  /* --------------------------------------------- */ 4ai3@f5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); G9TUU.T  
/* --------------------------------------------- */ >jm9x1+C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Wh7nli7f_  
%$U+?lk}  
{$JIR}4S  
>ZT3gp?E  
看了之后,我们可以思考一些问题: uFgw eOJ  
1._1, _2是什么? %$Uw]a  
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。 CS  
2._1 = 1是在做什么? *^]ba>  
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。 #=2~MXa@z7  
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。 5;+Bl@zGu  
x[E`2_Ff0  
U8z,N1]r*`  
三. 动工 YZd4% zF  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :\Dm=Q\  
;%&@^;@k%  
4_eq@'9-q  
BR*U9K|W  
template < typename T > G!uxpZ   
class assignment wS*UXF&f  
  { bk|>a=o3  
T value; I[/u5V_b'  
public : H Zc;.jJ  
assignment( const T & v) : value(v) {} iD9GAe}x  
template < typename T2 > kE1u-EA  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } R~o?X ^^O  
} ; qohUxtnTK>  
U3>G9g>^B  
>dO^pDSs  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Ag-*DH0  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment BQ(`MM@  
v "07H  
#F kdcY  
y_w4ei  
  class holder l)zS}"F,  
  { on~rrSK  
public : gBN;j  
template < typename T > 7_LE2jpC,5  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Lgy}Gm8u5  
  { }6\p7n  
  return assignment < T > (t); 3Dy.mtP  
} 5,A/6b  
} ; "{}5uth  
2Ig.hnHj  
ZCa?uzeo]  
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: BX?Si1c  
 z>!b  
  static holder _1; ?%?@?W>s@  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9 HuE'(wQ  
#qzozQ4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^K8Ey#T  
而不用手动写一个函数对象。 .- w*&Hd7b  
e(b*T  
VrHFM(RNe  
Q%6*S!~  
四. 问题分析 0YKG`W  
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。 a`}HFHm\2,  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 :)&_  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 FXIQS'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 E/ Pa0.  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 L(iWFy1& T  
hTF]-& hZ  
五. 问题1:一致性 @?z*: 7a  
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?| jl@xcs]#  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 VE!h!`<k  
/W%{b:  
struct holder %@LVoP!@!  
  { n@xU5Q  
  // 0@z78h=h  
  template < typename T > {epsiHK@tK  
T &   operator ()( const T & r) const 3 *ZE``  
  { n-uoY<;hp  
  return (T & )r; -*3wNGh {  
} 0-7xcF@s  
} ; #P1k5!u  
3ILEc:<0J  
这样的话assignment也必须相应改动: ZT!DTb B  
l =#uy  
template < typename Left, typename Right > 6B&':N98  
class assignment GSsot%B u"  
  { mN, Od?q[  
Left l; Q\}5q3  
Right r; hW]:CIqk  
public : m)&2zV/Q  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} wj5{f5 RWV  
template < typename T2 > S?&ntUah  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } %1S;y  
} ; (JOge~U  
1aKY+4/G  
同时,holder的operator=也需要改动: -(dc1?COi  
[W` _`  
template < typename T > 2\_}81 hM  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const /S%{`F=  
  { v. !L:1@I.  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); H_Vf _p?  
} #49,7OBU  
JpN+'/  
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。 4~DoqT  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Que-  
@xR=bWY  
return l(rhs) = r; 074)(X&:x  
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。 kLK}N>v}X  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V|Smk;G  
oJEind>8O  
template < typename Tp > ki39$A'8  
class constant_t "??$yMW  
  { 46sV\In>?  
  const Tp t; ><+wHb  
public : S U04q+  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} !gu# #MrJ9  
template < typename T > }<m9w\pA  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const w\!aKeP'  
  { XI@;;>D1=U  
  return t; NLRgL'+F  
} SRyAW\*LWU  
} ; Zgd| J T7  
!c/G'se  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。  s'RE~,  
下面就可以修改holder的operator=了 MqRpG5 .  
Ny\p$v "p  
template < typename T > G[GSt`LVS`  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Eu2@%2}P  
  { ;.+sz(:hm  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); I'm.+(1m,  
} WZ> }  
=c:K(N qL  
同时也要修改assignment的operator() 1$H*E~  
Z$"E|nRN  
template < typename T2 > yP. ,Dh s  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } !/2u O5  
现在代码看起来就很一致了。 eT0Yp  
8tJB/P w`S  
六. 问题2:链式操作 RG4T9eZq  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 VG'M=O{)3  
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。 EVX*YGxx6  
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。 jInI%  
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。 %|Sh|\6A!  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct lcO;3CrJ!  
R <}UT  
template < typename T > _HjS!(lMk  
struct result_1 ;W 16Hr Z  
  { Z#+lwZD  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; m`_s_#  
} ; cgY + xd@  
=MMU(0 E  
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: /{il;/Vj  
dz_~_|  
template < typename T > h'%iY6!fA  
struct   ref _[M*o0[@W  
  { 2"~|k_  
typedef T & reference; uf q9+}  
} ; Ls51U7  
template < typename T > l7vU{Fd-h^  
struct   ref < T &> @~1}n/  
  { },#@q_E  
typedef T & reference; l<X8Ooan#{  
} ; =zBc@VTp  
Ts)ox}rYVm  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Y~,ZBl,  
xQ~}9Kt\  
template < typename T > ,0k3Qi%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4@0y$Dv\  
  { [ H|ifi  
  return l(t) = r(t); Oc A;+}>  
} /fh[_!qN  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 'wA4}f  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 @ (4$<><  
}*Z *wC  
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 uPh/u!  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 3FetyW l'  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 pd%h5|*n;  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 #u]'3en  
最后的布局是: 3pU/Z bb,:  
                Add {&3{_Ml  
              /   \ :9?y-X  
            Divide   5 5|:t$  
            /   \ 4 s&9A/&pC  
          _1     3 $OGTHJA  
似乎一切都解决了?不。 V d`}F0WD  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 jc0Trs{Jf  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 #"&<^  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 0[L)`7  
Wks?9 )Is  
template < typename Right > ^VL",Nt  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ?xX9o  
Right & rt) const nNj<!}HvV  
  { C] dK/~Z#r  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A4Sb(X|j  
} ~3'}^V\  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 g._`"c  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 &[#iM0;)W0  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 9lU"m_ QT4  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 &GKtD)  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 V =9  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? jt5:rWB  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:  iup "P  
^ s.necg0  
template < class Action > 4arqlz lo  
class picker : public Action {)K H%  
  { jVdRy{MH  
public : ?mq<#/qb  
picker( const Action & act) : Action(act) {} d$ f3 Cre  
  // all the operator overloaded aWg*f*2f  
} ; _-6IB>  
5yl[#>qt  
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。 J n~t>?  
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: "~+? xke5z  
)Up'W  
template < typename Right > |K(j XZ)  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const fg?4/]*T6  
  { <13').F  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); CT2L }5L&  
} dsrKHi  
oZS.pi  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > DuvI2Z WP]  
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。 (?W[#.=7  
q\uzmOh  
template < typename T >   struct picker_maker A(2!.Y 2?*  
  { :*g3PhNE  
typedef picker < constant_t < T >   > result; xPp\OuwK  
} ; zt3y5'Nk  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > P;' xa^Y  
  { Bk44 wz2 X  
typedef picker < T > result; hO?RsYJ.F  
} ; q'9}Hz  
'h*^;3@*  
下面总的结构就有了: W|,Y*l  
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。 I 7 B$X=  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 XLq%nVBM8\  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Ec4+wRWk85  
至此链式操作完美实现。 y/9aI/O'  
{3H)c^Q  
D-KQRe2@  
七. 问题3 =G<i6%(^g  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 7SVq fWp  
j t6q8  
template < typename T1, typename T2 > KEfx2{k b  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5JvrQGvL  
  { ibj3i7G?  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]- +%]'  
} Ho!dtEs  
"I}]]?y  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: k. @OFkX.  
K3I|d;Y~X!  
template < typename T1, typename T2 > 3U\| E  
struct result_2 i pi^sCYp  
  { Nk ~"f5q7  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I}hY @  
} ; V;-$k@$b.  
9\J6G8b>|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? @o/126(k  
这个差事就留给了holder自己。 *= ;M',nx  
    _X/`7!f  
7FB aN7l  
template < int Order > rAwuWM@BIg  
class holder; :GBM`f@  
template <> hT DFIYV  
class holder < 1 > fBw"<J{  
  { Tj3xK%K_r3  
public : <RaUs2Q3.  
template < typename T > 6aMG!_jC  
  struct result_1 {1VMwANj  
  { 9esMr0*=  
  typedef T & result; W! =X _  
} ; ^V;h>X|  
template < typename T1, typename T2 > b,r{wrLe)  
  struct result_2 XUK!1}  
  { 7}%Z>  
  typedef T1 & result; A^3M~  
} ; x(r~<a[  
template < typename T >  ze_q+Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8G<{L0J%!  
  { r&0IhE  
  return (T & )r; e]Q bC "  
} W[4 V#&Z  
template < typename T1, typename T2 > "MX9h }7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const tA{B~>  
  { 8}_M1w6v  
  return (T1 & )r1; MUjfqxTT  
} uJ@C-/BD!M  
} ; X:kqX[\>  
1Ht&;V  
template <> l'm\ *=3  
class holder < 2 > 0~( f<:  
  { E#A%aLp0E  
public : aEvW<jHh  
template < typename T > p?idl`?^3  
  struct result_1 Mep ct  
  { y c:y}"  
  typedef T & result; E Z+L'  
} ; tmVGJ+gz  
template < typename T1, typename T2 > v3I-i|L<)  
  struct result_2 P g.j]  
  { Bh0hUE  
  typedef T2 & result; FzM<0FJRX  
} ; <Y"h2#M"  
template < typename T > mR3-+dB/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5!V%0EQqw  
  { C;jV)hr6P  
  return (T & )r; jBLLx{  
} hztxsvw  
template < typename T1, typename T2 > jn,_Ncd#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7%)KB4(\_  
  { BH3%dh :9  
  return (T2 & )r2; 'fS&WVR?  
} RIV + _}R  
} ; n5s2\(  
6*r#m%|   
;,7/>Vt  
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> >。 al@Hr*'  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 2Sb68hJIE  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: cD JeYduK  
`c.P`@KA  
return l(i, j) = r(i, j); W"[Q=$2<<  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) I:=rwnd  
5!jU i9  
  return ( int & )i; 3Q:HzqG  
  return ( int & )j; O;83A  
最后执行i = j; !HCuae3_  
可见,参数被正确的选择了。 =tQ^t4_  
0/TP`3$X#"  
D4IP$pAD  
oUNuM%g9Dy  
Dhze2q)o  
八. 中期总结 Ra)AQ n  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: _/[}PQC6G  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 H7?Sd(U  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 q<Z`<e  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor c5- 56 Q  
pz0Q@n/X  
UB2Ft=  
:/XWk %  
]@wKm1%v  
c\DMeYrg  
九. 简化 }-N4D"d4o  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 5=hMTztf!!  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 \ Dccf_(Pb  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: \m%Z;xKG  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 %n)H(QPW  
  +-*/&|^等 5KgAY;|  
2. 返回引用。 @O9wit.  
  =,各种复合赋值等 Qr9@e Q1Pp  
3. 返回固定类型。 vp&N)t_  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) m bZn[D_zi  
4. 原样返回。 (U([T-H  
  operator, Lc! t  
5. 返回解引用的类型。 cTa$t :K@  
  operator*(单目) 6R#.AD\  
6. 返回地址。 PTP0 _|K  
  operator&(单目) ##5e:<c&[  
7. 下表访问返回类型。 G}LOQ7  
  operator[] _ZHDr[  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 GAU7w"sE  
  operator<<和operator>> Ev ]oPCeA  
:3A^5}iz  
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。 AOv>O52F/Q  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ]47!Zo,  
)'i n}M  
template < typename Left > pv"QgH  
struct value_return zXaA5rZO  
  { F#KUu3;B  
template < typename T > WGA"e   
  struct result_1 Nz;f| 2h  
  { L2> )HG  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]=G  dAW  
} ; r,Tq";N'  
z`:tl7  
template < typename T1, typename T2 > F~C7$  
  struct result_2 o-+H-  
  { PX >>h}%  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; mt\pndTy7!  
} ; OMm'm\+/  
} ; KMP[Ledr  
#3}!Q0   
yi:1cLq2  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1k!$#1d<  
v-&@c  
下面我们来剥离functor中的operator() F@<^  
首先operator里面的代码全是下面的形式: "sJ@_lp  
%@^9(xTE  
return l(t) op r(t) Pf#DBW*  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) q'KXn0IY#  
return op l(t) ,% *Jm  
return op l(t1, t2) 3B5 `Y  
return l(t) op |\T!,~  
return l(t1, t2) op v(`5exWV  
return l(t)[r(t)] iJSyi;l|  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] K`8$+JDP+  
m+3]RIr&A  
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: 51'{Jx8  
单目: return f(l(t), r(t)); 9E2OCLWrE  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~F13}is  
双目: return f(l(t)); Sh(XFUJ  
return f(l(t1, t2)); {nH*Wu*^  
下面就是f的实现,以operator/为例 g?{7DI`  
kb[+II  
struct meta_divide q8H9au&/  
  { hx hs>eY  
template < typename T1, typename T2 > >o5eyi  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ^w*&7.Z  
  { Rf TG 5E)  
  return t1 / t2; ,:pKNWY)Q  
} b5?k)s2  
} ; PJ2m4ulY  
CO{AC~  
这个工作可以让宏来做: V`xE&BI  
+m4?a\U  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ x }i'2   
template < typename T1, typename T2 > \ 7'RU\0QG  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; (|sqN8SbA  
以后可以直接用 V"5LNtf  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `o6T)49  
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 Y0g6zHk7  
(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。。。) zv~b-Tp  
NT<}-^  
i+~H~k}"X  
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 @T)>akEOt  
YzYj/,?r  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /Y8{?  
class unary_op : public Rettype }u.1$Y  
  { A?H.EZ  
    Left l; %:Y'+!bX  
public : 5](,N^u{):  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} #Kt5+"+7  
v7mg8'  
template < typename T > l-M .C8N  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )w0K2&)A  
      { hSXZu?/  
      return FuncType::execute(l(t)); UB7C,:"  
    } Xagz(tm/  
%kL]-Z  
    template < typename T1, typename T2 > 9` G}GU]@}  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !uN_<!  
      { FmhN*ZXr #  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); z6'l" D'h  
    } %$=}ePD  
} ; m-'+)lB  
0 2q*z>:^  
Gt;U9k|i  
同样还可以申明一个binary_op 5mg] su&#  
c{!XDiT]P  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2x:aMWh  
class binary_op : public Rettype 9On(b|mT  
  { ICUI0/J  
    Left l; ;w^{PZBg  
Right r; Z'_EX7r  
public : l%v2O'h  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} vR'rYDtU@  
0ae}!LO  
template < typename T > ZCDcf   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e`;U9Z  
      { &I?d(Z=:\  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); kRB2J3Nt.  
    } %-3wR@  
no8FSqLUS~  
    template < typename T1, typename T2 > B8 R&Q8Q  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ci`N ,&:R  
      { ^spASG -o  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); CxJH)H$  
    } mH7Mch| m  
} ; h;t5v6["  
Kr74|W=  
yA^+<uz}  
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 W(jP??up  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 eG%Q 3h  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) e*pYlm  
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。 RhI>Ak;-  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 7hl,dtn7  
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。。。 ! f*t9 I9Q  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 z[De?8=)  
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) RyZy2^0<  
下面是修改过的unary_op H6i;MQ  
ZvkBF9d  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > {WN??eys,  
class unary_op wj|[a,(r  
  { >UB ozmF=\  
Left l; )r6d3-p1  
  H1a<&7  
public : Rx.dM_S  
|gM@}!DL  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]VHO'z\m  
Ugv"A;l  
template < typename T > Lb%:u5X\D@  
  struct result_1 W3Dtt-)E  
  { DeGcS1_?  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; hV[=  
} ; _sC kBDl-  
"yc@_+"\+  
template < typename T1, typename T2 > qb >mUS  
  struct result_2 V.~C.x  
  { j$}W%ibj  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dnstm@0k  
} ;  ~ A4_  
#~:@H&f790  
template < typename T1, typename T2 > o :_'R5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d/&~IR  
  { SMbhJ}\O  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); y<*/\]t9L[  
} V"Y-|R  
^RE("'+  
template < typename T > 'U'Y[*m@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }?=4pGsI  
  { ~{f[X3m^  
  return OpClass::execute(lt(t)); D7OPFN 7`  
} !F~*Q2PZ9  
7N I~47s|v  
} ; B&4NdL/  
wd0*"c@  
A<P rsk!  
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 VXIB9 /*i  
好啦,现在才真正完美了。 I9E]zoj8  
现在在picker里面就可以这么添加了: SZm&2~|J  
8@d,TjJDo  
template < typename Right > ul[+vpH9  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Q*l_QnfG  
  { +!)v=NY  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 8ZvozQE  
} wU)vJsOq  
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。 +N>&b%  
`=VN\W^&  
m{ C  
Y+ea  
FvV:$V|  
十. bind rT{+ h}vO  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Z{spo=  
先来分析一下一段例子 [{cMEV&  
=#sr4T  
Uh8c!CA8:\  
int foo( int x, int y) { return x - y;} "[p-Iy1  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 \1cJ?/$_Of  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ?(P3ZTk?.  
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。 :igURr  
我们来写个简单的。 vILq5iR  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3v7*@(y  
对于函数对象类的版本: H3qM8_GUA  
K!BS?n;  
template < typename Func > >r~!'Pd!  
struct functor_trait gQ~X;'  
  { :;u?TFCRx  
typedef typename Func::result_type result_type; 89X`U)Ws  
} ; "L~qsFL  
对于无参数函数的版本: sQ>L3F;A`  
~ (/OB w  
template < typename Ret > 8^ezqd`  
struct functor_trait < Ret ( * )() > \oc*  
  { l8Ks{(wh  
typedef Ret result_type; QeZK&^W  
} ; v35=4>Y  
对于单参数函数的版本: Ht!]%  
S1oP_A[|  
template < typename Ret, typename V1 > Qfd4")zhG  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > UA]U_P$c  
  { Jx_BjkF  
typedef Ret result_type; s6| S#  
} ; y?*4SLy  
对于双参数函数的版本: MH=;[| N  
_"R /k`8  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > TSHQ>kP  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > m C &*K  
  { \C.s%m  
typedef Ret result_type; w5tcO%+k1  
} ; K,Z_lP_~Vw  
等等。。。 3T7,Y(<V  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;R8pVj!1f  
'#p2v'A  
template < typename Func > 7lYiufg  
struct func_return T0=%RID%=  
  { \>@QJ  
template < typename T > c1L0#L/F6"  
  struct result_1 jX8,y  
  { p a)2TL/@  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; @XR N#_{  
} ; iR(jCD?) Y  
,/ bv3pE  
template < typename T1, typename T2 > F2 #s^4Ii  
  struct result_2 >;}q  
  { U#=5HzE  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; m0zbG1OE  
} ; B%Vz -t  
} ; Tz{f 5c&  
cgevP`*]  
Y~%9TC  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 d"Aer  
@+P7BE}  
template < typename Func, typename aPicker > W|e$@u9  
class binder_1 6o4Bf| E]  
  { 5h6c W  
Func fn; y-i6StJ  
aPicker pk; "{F e  
public : Oj~4uT&"  
MhXJ /bup  
template < typename T > >azTAX6L3  
  struct result_1 8Z:T.Gc  
  { 'ZboLoS*-  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; |}Wm,J  
} ; B(TE?[ #  
# 2qDn^s  
template < typename T1, typename T2 > oYn|>`+6:y  
  struct result_2 Kk?C   
  { x'IYWo ]  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; (_aM26s  
} ; gJUawK  
ndCHWhi  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 8M&q  
"q,.O5q}Y  
template < typename T > y (w&6:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i SD?y#  
  { f;7I{Z\<  
  return fn(pk(t)); NplWF\5y  
} .lt|$["  
template < typename T1, typename T2 > -mur` tC  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const luj UEHzp  
  { 7j22KQ|EX^  
  return fn(pk(t1, t2)); |k ]{WCD]  
} S(\<@S&  
} ; w#Di  
`BOG e;pl  
z&a>cjt_;  
一目了然不是么? vl,Ff9  
最后实现bind 3{*nG'@Mal  
Q eZg l!  
S_ELV#X  
template < typename Func, typename aPicker > \J0fr'(S  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) E[8R )xC@  
  { 2#hfBJg@  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); aViZKps`m  
} (SnrY O`#  
kl0|22"Gz  
2个以上参数的bind可以同理实现。 6myF!  H=  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 41Nm+$m  
fDU_eyt/Z'  
十一. phoenix A`nw(f_/  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: lC AD $Ia~  
~p* \|YC  
for_each(v.begin(), v.end(), s=BJ7iU_68  
( Y :-O/X  
do_ %c"t`  
[ nA)KRCi  
  cout << _1 <<   " , " [d^ [Y:I'\  
] #vs=yR/tn{  
.while_( -- _1), J'H}e F`  
cout << var( " \n " ) "k'P #v{f  
) lc8zF5  
); 8EBy5X}US  
OoqA`%  
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: u>y/<9]q8  
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 L55VS:'  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 pX LXkF?  
那么我们就照着这个思路来实现吧: @}+F4Xh,L  
Ak'=/`+p  
- D&d1`N4  
template < typename Cond, typename Actor > 76BA1x+G  
class do_while c*c 8S~6  
  { C >gC 99  
Cond cd; x3L0;:Fx8P  
Actor act; %%h0 H[5*  
public : YM<F7tp4  
template < typename T > J7Y lmi  
  struct result_1  Bl1^\[#  
  { 4u}jkd$]*  
  typedef int result_type; o_@6R"|  
} ; W#sCvI@   
*Q XUy  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} i~sW_f+  
7~ =r9-&G  
template < typename T > |J:kL3g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .wvgH i  
  { )~LqBh  
  do *Al`QEW  
    { Q@aDa8Z  
  act(t); :|TQi9L$rj  
  } \{K~x@`  
  while (cd(t)); ^9`S`Bhp  
  return   0 ; 9tBE=L=  
} (D~NW*,9  
} ; <Dq7^,}#  
{wwkbc*  
/)/>/4O  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). &(/QJ`*8  
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。 <#>{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。 >uy(N  
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。 ;/s##7qf  
下面就是产生这个functor的类: &wea]./B  
Q35jJQ$<`  
#y>q)Ph  
template < typename Actor > $dkkgsw 7  
class do_while_actor ^w6~?'}  
  { GEbm$\  
Actor act; m&{%6  
public : A=bBI>GEYP  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} {O"N2W  
oF {u  
template < typename Cond > -(1GmU5v(  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; hreG5g9{  
} ; mh" 9V5T  
sRaTRL2  
t^5xq8w8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;oGpB#[zO  
最后,是那个do_ T'${*NVn  
wG}Rh,  
d*tn&d~k,  
class do_while_invoker .\}nDT  
  { W~Ae&gcn#  
public : v FWg0 $,  
template < typename Actor > ]!'9Y}9a  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 7j~}M(s"  
  { I6lWB(H!u  
  return do_while_actor < Actor > (act); n1r'Y;G  
} R!y`p:O C  
} do_; ka?EXF:  
KbM1b  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? u.9syr  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 "*JyNwf  
最后来说说怎么处理break和continue i=AQ1X\s  
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。 ujan2'YT  
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
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