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
  • 6310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 2Rt ZTn  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ( ~o+pp!  
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, N=x,96CF  
N/.9Aj/h~&  
GY :IORuA4  
Ghe=hhZ  
  class filler JYU Ks~Qt  
  { _~<TAFBr  
public : Z)~4)71Y:  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} D]_\i[x  
} ; Ps-d#~4U;  
_CT|5wQF<  
wpmtv325  
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: J(L$pIM  
p 1fnuN |,  
(#BA{9T,^  
6?~pjMV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Fm{y.URo  
%%u4( '=  
C*<LVW{P  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 |a3b2x,  
--D`YmB  
IC42O_^  
69L&H!<i:  
二. 战前分析 ]kvE+m&p}^  
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。 '93&?  
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 yV`vu/3K  
fTcRqov  
@UBp;pb}=h  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]sE^=;Pv?  
  /* --------------------------------------------- */ g9.hR8X  
vector < int *> vp( 10 ); M?97F!\U  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 8i"fhN3?Y  
/* --------------------------------------------- */ Rh^$0Q*2  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 2|EoP-K7  
/* --------------------------------------------- */ 5lbh "m=  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); fA5# 2P{  
  /* --------------------------------------------- */ %vzpp\t  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); jws(`mIf\  
/* --------------------------------------------- */ 1uE[ %M  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); }zi6F.  
~yg9ZM  
 _^ZII  
%*hBrjbj  
看了之后,我们可以思考一些问题: B dUyI_Ks:  
1._1, _2是什么? 6<R U~Gh  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 &kt#p;/p?  
2._1 = 1是在做什么? VI{1SIhfa  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 +!wc(N[(2  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 N*;/~bt7 P  
4|UIyDt8  
Pr"ESd>Y  
三. 动工 qKXn=J/0tA  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: zyE yZc?  
v%w]Q B  
fk_i~K  
.l!Z=n|  
template < typename T > ^ TS\x/P  
class assignment MvA_tRO  
  { ~Fh(4'  
T value; yDrJn* r^  
public : 2 r)c?  
assignment( const T & v) : value(v) {} "~ 6B C  
template < typename T2 > k5/}S@F8  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } t!$/r]XM h  
} ; :yeTzIz]  
?T&D@Ohsx  
sh RvwE[  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 r}w 9?s^rB  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment LGkKR{ep(  
'aJ?Syn  
?T"crX  
t<=L&:<N  
  class holder bE{`g]C5  
  { l;fH5z  
public : c1f6RCu$b  
template < typename T > '_%Jw:4k  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 1Ppzch7  
  { K`sm  
  return assignment < T > (t); ' =kX   
} :0l(Ll KD  
} ; X,b} d#\  
g o@}r<B$  
t&0p@xLQ  
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: g  YZgo  
&W%TY:Da|  
  static holder _1; _nt%&f  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 cW2:D$Pe  
,$Mw/fA  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); :d;5Q\C`  
而不用手动写一个函数对象。 2t'&7>Ys{  
:>;#/<3{  
J&?kezs  
S;C3R5*:  
四. 问题分析 POf \l  
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。 0qv)'[O  
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。 oT'XcMn  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 aVlHY E  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 3y!CkJKv  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 YY9q'x,w  
(.cT<(TB  
五. 问题1:一致性 d0,I] "  
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?| *w;f\zW  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 j8b:+io  
Cn,dr4J[  
struct holder t t=$:}A  
  { t%%I.zIV7  
  // `u-}E9{  
  template < typename T > n\ZFPXP  
T &   operator ()( const T & r) const 5"sF#Y&  
  { ifkA3]  
  return (T & )r; 0-FbV,:;  
} +RM3EvglDQ  
} ; cGD A0#r  
(8{Z@  
这样的话assignment也必须相应改动: (]JJ?aAF  
%+.]>''a  
template < typename Left, typename Right > OCd[P1Y]  
class assignment SaNx;xgi  
  { $]vR,E  
Left l; .'4*'i:  
Right r; 9:Y\D.M  
public : 4-\a]"c  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} SOm~];[  
template < typename T2 > nD_g84us  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } {|fA{ Q_R  
} ; NO&OuiN  
q&+GpR  
同时,holder的operator=也需要改动: 6*e:ey U  
*?uF&( 0  
template < typename T > E,;nx^`!l  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const |^=`ln!  
  { </fnbyGR  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); w-KtxG(  
} QM IQy  
_CgD7d  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 FvkKM+?F  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 XDn$=`2  
YpWu\oP  
return l(rhs) = r; PU8R 0r2k\  
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。 k";;Snk  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: dO=<3W  
S SzOz-&GA  
template < typename Tp > 6 @d( <Z  
class constant_t Y3thW@mD05  
  { }>j$Wr_h  
  const Tp t; Bg3^BOT  
public : @=9QV3D  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} W&"FejD  
template < typename T > f; 22viE  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ~6OdPD  
  { NENbr$,G  
  return t; wiutUb Y  
} GVg0)}  
} ; a+X X?uN{  
a\zbi$S  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 FGZOn5U6'  
下面就可以修改holder的operator=了 *33Zt+  
m^ILcp!  
template < typename T > i^n&K:6  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const {{O1C ~  
  { NZl0sX.:  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ur'A;B  
} GUK/Xiu  
qvT9d7x  
同时也要修改assignment的operator() cgU7)`0j  
Gf"/fpeQx  
template < typename T2 > ''V:+@Toh  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ak'RV*>mT  
现在代码看起来就很一致了。 ThHK1{87X}  
M]&9Kg3   
六. 问题2:链式操作 <mpkkCl,  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ;xb:{?  
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。 j3FDGDrg  
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。 (BJs6":BFe  
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。 `'g%z: ~  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct rod{77  
(j'[t  
template < typename T > NZ Xmrc{S  
struct result_1 :+u?A  
  { U*6r".sz  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; [1s B  
} ; Y+D#Dv |  
Kj'uTEM  
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: s Ce{V*ua  
l9-(ofY*J  
template < typename T > ua2SW(C@  
struct   ref n\d-^ml  
  {  _G`kj{J  
typedef T & reference; %=GnGgu  
} ; KF-n_:Bd+  
template < typename T > E")82I  
struct   ref < T &> GU_R6Wt+  
  { -{ZRk[>Z  
typedef T & reference; <Q%\ pAP}b  
} ; (pAGS{{  
lwa  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ]/U)<{6  
:V8 \^  
template < typename T > Ix}:!L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Jz3u r)|  
  { Og^b'Kx/  
  return l(t) = r(t); `,xKK+~YG-  
} gi~*1RIel;  
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。 0kmZO"K#e  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 'sJYt^  
"/wZtc  
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 hMDy;oQ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: AuWEy-q?  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 p6|0JBm  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 mI}1si=$  
最后的布局是: @<l7"y;\  
                Add }O8$?7j(  
              /   \ 6tj +  
            Divide   5 q&7J1  
            /   \ u>d,6 !  
          _1     3 @*!8  
似乎一切都解决了?不。 ?oP<sGp  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 NKh8'=S  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 U@DIO/C,m`  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: H htAD Y  
%I?uO( @  
template < typename Right > :H3qa2p  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const @=:( b"Sg  
Right & rt) const V D-,)f  
  { [$f  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Bh<)e5lP:  
} fsb_*sh&  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 r;SA1n#  
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。 d'q,:="c  
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。 ?bW|~<X~  
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。 u 6;SgPw  
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。 3 l QGU  
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? $fL2w^ @  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: "/g/Lc  
fn]f$n*`  
template < class Action > (@[c;+x  
class picker : public Action SBZqO'}7  
  { LL4yafh  
public : ~}PB&`%7  
picker( const Action & act) : Action(act) {} CB:G4VqOT  
  // all the operator overloaded ?u/RQ 1  
} ; ZXlW_CGO  
: OQx;>'  
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。  1ti+ Q0~  
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: C/U^8,6\n  
c/%i,N\5  
template < typename Right > `2( )Vf  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Y?ouB  
  { ?%d]iTZE  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); J{` G=  
} ?@!dc6   
 ]Vuq)#  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > K`Vi5hR~c  
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。 x(ue |UG  
/J9|.];%r  
template < typename T >   struct picker_maker vu Vcv  
  { H}Z\r2  
typedef picker < constant_t < T >   > result; N D`?T &PK  
} ; Y`.FSs  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > B}Qpqa=_c  
  { Yi:@>A<#  
typedef picker < T > result; =^%#F~o:  
} ; YEqZ((H  
-C1,$mkj  
下面总的结构就有了: sT ]JDC6  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 { )=h  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ^M_0M  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 A 0~uv4MC  
至此链式操作完美实现。 g ]%sX6T  
.EpcMXT%  
cdY|z]B  
七. 问题3 Y)lYEhF  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 l3[2b Qx  
U|Z Yoc+](  
template < typename T1, typename T2 > 2SVBuV/R  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }M*yE]LL;Z  
  { ZgarxV*  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 3V2dN )\  
} D;nm~O%  
Jga;nrU  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: h0ml#A`h  
U|yXJ.Z3  
template < typename T1, typename T2 > vM5yiHI(jb  
struct result_2 KFZ2%:6>  
  { QmxI ;l  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ,E ]vM&  
} ; p$.m=+K~  
_/xA5/V  
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? \7]0vG  
这个差事就留给了holder自己。 x)GpNkx:  
    xw2dNJL  
/h6K"w=='!  
template < int Order > x6N)T4J(  
class holder; v%^"N_]  
template <> EIdEXAC(  
class holder < 1 > ' ?tx?t  
  { 8U86-'Pq  
public : wjEyU:  
template < typename T > [P_@-:(O  
  struct result_1 VCf/EkC  
  { oyC5M+shP9  
  typedef T & result; VkW N1A  
} ; |tn.ZEgw3~  
template < typename T1, typename T2 > ykMdH:  
  struct result_2 n[+$a)$8  
  { sQ"; t=yC  
  typedef T1 & result; Q7#Yw"#G!  
} ; mZ_643|  
template < typename T > 6 rp(<D/_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +V Oczl=  
  { b';oFUU>Q  
  return (T & )r; ~$PY6s  
} ^GL>xlZ(  
template < typename T1, typename T2 > sx1w5rj.Y0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const JiN>sEAM  
  { W *.j=?)\[  
  return (T1 & )r1; >a%C'H.A9  
} G1tua"Px  
} ; M1HGXdN*B  
 2-$O$&s.  
template <> X^o0t^  
class holder < 2 > 1Y+g^Z;G  
  { U,Q  
public : IEmjWw4  
template < typename T > 0#y i5U  
  struct result_1 aWS_z6[t#6  
  { u,~/oTg O  
  typedef T & result; |X47&Y  
} ; %^KNY ;E  
template < typename T1, typename T2 > (ay((|)  
  struct result_2 >}H3V]  
  { BZP{{  
  typedef T2 & result; Ht4A   
} ; 6N< snBmd  
template < typename T > r}nz )=\Cj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const .(g"(fgF  
  { ]L6[ vJHx  
  return (T & )r; &RB{0Qhx  
} &*j# [6  
template < typename T1, typename T2 >  Q'~3Ik  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [6cF#_)*  
  { lY$9-Q(  
  return (T2 & )r2; ;s\ck:Xg  
} ^!A@:}t>  
} ; /0 2-0mNv  
ioT+,li  
wGLSei-s  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Um%$TGw5  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: L)"E_  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: FE'F@aS\  
1|XC$0  
return l(i, j) = r(i, j); |SX31T9rG  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) RLNto5?  
Vw";< <0HZ  
  return ( int & )i; Mwtd<7<!A  
  return ( int & )j; V:'_m'.-Y  
最后执行i = j; M$Or|HTG  
可见,参数被正确的选择了。 l1UN.l'p  
_z6" C8W  
*f-8egt-  
]k)h<)nY  
v43FU3  
八. 中期总结 (|dN6M-.K  
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: UF PSQ  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Z/oP?2/Afh  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 WH lvd  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor AGMrBd|J{  
jM[]Uh  
uRnSwJ"hE  
?#gYu %7DN  
>A.m`w  
2)T.Ci cx  
九. 简化 W.m2`] &  
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。 Jty/gjK+  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ^kh@AgG^  
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/evZ?uis  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 }J+ \o~  
  +-*/&|^等 ^oXLk&d  
2. 返回引用。 oGKk2oP  
  =,各种复合赋值等 L(`Rf0smt  
3. 返回固定类型。 Dssecc'  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) cz;gz4d8  
4. 原样返回。 I?X!v6  
  operator, ~#PC(g  
5. 返回解引用的类型。 @QbTO'UzK`  
  operator*(单目) O Ce;8^  
6. 返回地址。 X;QhK] Z  
  operator&(单目) bCmlSu  
7. 下表访问返回类型。 q~6((pWi|  
  operator[] ss'`[QhR2  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 js F96X{  
  operator<<和operator>> &XZS}n  
EF8'ycJk+  
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。 HwxME%w  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: -+Gd<U$  
/2Qgg`^)  
template < typename Left > Zp_vv@s  
struct value_return k|; [)gE  
  { uoMDf{d  
template < typename T > Rdl^-\BV  
  struct result_1 rssn'h  
  { us>$f20T  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; gaVQ3NqF  
} ; cUD}SOW  
hx:"'m5  
template < typename T1, typename T2 > aqoxj[V^3L  
  struct result_2 {hi'LA-4@  
  { o06vC  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; eG08Xt |lc  
} ; %dDwus  
} ; ?X~U[dV?  
&? z6f9*$  
]}A3Pm- t*  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ES9|eo6  
&vV_,$  
下面我们来剥离functor中的operator() "2>_eZ#b  
首先operator里面的代码全是下面的形式: C,G$C7$%  
-Ou@T#h"  
return l(t) op r(t) &!KW[]i%9}  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 69JC!du  
return op l(t) *c' hmA s  
return op l(t1, t2) 3fhlMOm  
return l(t) op =plU3D2  
return l(t1, t2) op 7!jb ID~  
return l(t)[r(t)] BjAmM*k  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] M'}iIO`L  
3}V -'!  
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: cRS2v--\-  
单目: return f(l(t), r(t)); B^lm'/,@  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); &pEr;:E  
双目: return f(l(t)); Hi Pd|D  
return f(l(t1, t2)); 'bx$}w N  
下面就是f的实现,以operator/为例 D>m!R[!o  
qcR"i+b  
struct meta_divide m6YDyQC  
  { obtXtqew  
template < typename T1, typename T2 > xq\A TON  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) f ,WAl\  
  { Oq4J$/%  
  return t1 / t2; nEbJ,#>Z  
} a_amO<!   
} ; qb?9i-(  
rBrJTF:.  
这个工作可以让宏来做: h?+bW'm  
q<>aZ|r  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ JVt(!%K}&  
template < typename T1, typename T2 > \ n Wb0S  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; D/Hob  
以后可以直接用 |n q}#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `AcT}. u  
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=ar&O~}n  
(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。。。) ;=F]{w]$+  
VtzX I2.2  
4pC.mRu 0  
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 >Z&Y!w'A|u  
*\T ]Z&E"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > FCPi U3  
class unary_op : public Rettype \A=:6R%Qb  
  { ' Y cVFi  
    Left l; $*z>t*{7  
public : #t?tt,nc}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^Uq"hT(41  
a[A9(Ftn  
template < typename T > Y=YIz>u  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <P#]U"?A  
      { t%Hy#z1W_  
      return FuncType::execute(l(t)); \SQwIM   
    } (OT&:WwW  
zcE[wM  
    template < typename T1, typename T2 > w;4FN'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \'.#of  
      { NZ=`iA8)X  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 9>1Gj-S2:  
    } 5*IfI+}  
} ; <yz&> +9,  
+c-?1j  
B?p18u$i#l  
同样还可以申明一个binary_op Yk!TQY4  
/ +9o?Kxya  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Z+]Uw   
class binary_op : public Rettype SxWK@)tP  
  { [(PD2GO+  
    Left l; J8:f9a:|M  
Right r; wR*>9LjeG  
public : 6im!v<1Qx  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ~T'Ri=  
bL"!z"NA  
template < typename T > 6|AD]/t^K  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YH^h ?s  
      { mH\eJ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); "JJEF2e@Z  
    } @EV*QC2l;Y  
e SlZAdK  
    template < typename T1, typename T2 > S=.7$PY  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const csNB  \  
      { ;Uv/#"r  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); yo@S.7[/  
    } U-0A}@N  
} ; ^;=L|{Xl  
 Q  
5y%-K=d  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Hd9vS"TN]  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 [9>h! khs  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ic]b"ItD  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 mpysnKH  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! oo{3-+ ?  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ne (zGJd  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 hEv}g  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) D<:J6W7]  
下面是修改过的unary_op g7r_jj%ow  
1Zj NRg=  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Q>[Xm)jr:  
class unary_op {'e%Hx  
  { T_=iJ: Q  
Left l; l6O8:XI  
  Vim*4^[#L  
public : eK=<a<tx  
vl67Xtk4  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \8e27#PJR  
%pk'YA{M)q  
template < typename T > BJ,9C.|  
  struct result_1 -=)Al^V4T  
  { @;K-@*k3  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  s%c>Ge  
} ; 4T<4Rb[  
JX!@j3  
template < typename T1, typename T2 > &3t[p=  
  struct result_2 g!*5@k|C  
  { 7Fd`M To  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; p,'Z{7HG  
} ; aF (L_  
Z2cumx(  
template < typename T1, typename T2 > -4IHs=`;I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /suW{8A(E  
  { eKw!%97>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); #lld*I"d  
} M1 5_  
^+'[:rE  
template < typename T > qVDf98  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const zA g.,dA  
  { dr~6}S#  
  return OpClass::execute(lt(t)); 9z0G0QW[  
} &?)? w-$p  
~#^suy?  
} ; Or9"T]z  
XVwJr""+  
;p_@%*JAx  
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 QO&{Jx.^[  
好啦,现在才真正完美了。 =]swhF+l-  
现在在picker里面就可以这么添加了: , A@uSfC(  
o6 l CP&  
template < typename Right > fC7rs5  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const $t{;- DpNB  
  { :fx^{N!T  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); >L_nu.x  
} *\!>22*  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 :kb2v1{\  
4[VW~x07  
CNkI9>L=W`  
b:6NVHb%  
f2f2&|7  
十. bind (.Th?p%>7  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 3)6&)7`*  
先来分析一下一段例子 G3wkqd  
"!F%X%/  
818,E  
int foo( int x, int y) { return x - y;} K}j["p<!  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 YQ7\99tj  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 P]mJ01@'  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 TEN~3 Ef#  
我们来写个简单的。 }gR!]Cs)^  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: t|j p]Vp  
对于函数对象类的版本: jo}yeGbU  
z?I"[M  
template < typename Func > +~[>Usf  
struct functor_trait 3Ud{W$Ym  
  { dWK"Tkf\  
typedef typename Func::result_type result_type; e\7AtlW"  
} ; y:Ne}S*ncE  
对于无参数函数的版本:  n)t'?7  
uK;&L?WB  
template < typename Ret > -2/&i  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ]H$Trf:L  
  { Svl; Ul  
typedef Ret result_type; $2J[lt?%  
} ; 9 7Ua,  
对于单参数函数的版本: qe<xH#6  
kIwq%c;  
template < typename Ret, typename V1 > &ra2(S45  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > F>lM[Lu#  
  { :6[G;F7s  
typedef Ret result_type; 9pMXjsE   
} ; pAtt=R,Ht  
对于双参数函数的版本: dzRnI*  
7zcmv"`  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ;#XF.l,u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <To$Hb,NP  
  { F6Ne?[b  
typedef Ret result_type; %)#yMMhR  
} ; >z|bQW#2  
等等。。。 X@pcL{T!  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Q u_=K_W  
m8Y>4:Nw  
template < typename Func > Y~Z&h?H'}  
struct func_return m8,jVR  
  { wvcj*{7[  
template < typename T > > Hwf/Gf[  
  struct result_1 j^)=<+Q;=  
  { *bl|[(pP  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; me YSW  
} ; Q>g-xe 1  
<0btwsv}  
template < typename T1, typename T2 > W!R7D%nX  
  struct result_2 .$U=ng j\t  
  { Sah!|9  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; m}32ovpw  
} ; G{u(pC^  
} ; !IC@^kkh{  
A)80qx:  
fi  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Xk?Y  
DCSmEy`.  
template < typename Func, typename aPicker > otmyI;v 7<  
class binder_1 qS/ 'Kyp_  
  { 4Dw| I${O  
Func fn; orZwm9#].  
aPicker pk; 08_<G`r  
public : X- P%^mK  
#}+_Hy  
template < typename T > ?.g="{5X  
  struct result_1 RV>n Op}R  
  { l(Y\@@t1  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; X3j|J/  
} ; z Ek/#&  
7? ]wAH89  
template < typename T1, typename T2 > 1B`JvNtd  
  struct result_2 ^%t{:\  
  { p?' F$Wz  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; TUX:[1~Nf[  
} ; q22@ZRw  
H8A=]Gq  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} h3(B7n7  
us )NgG  
template < typename T > ]T>|Y0|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A"wso[{  
  { e/Y& d9` I  
  return fn(pk(t)); F$HL \y  
} GXwQ )P5]  
template < typename T1, typename T2 > 98Im/v  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SD.c 9  
  { :1gcLsF  
  return fn(pk(t1, t2)); >K 7]G?+7E  
} , L5.KwB  
} ; ]D@y""{--s  
J@RV^2  
?MD\\gN  
一目了然不是么? uiq;{!dop  
最后实现bind q) !G5j3  
q]DE\*@  
F>ps& h  
template < typename Func, typename aPicker > i|N(= Z=  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) A&`7 l5~X  
  { Q32GI,M%B  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); D' `[y  
} DIWcX<s  
z<u@::  
2个以上参数的bind可以同理实现。 v;:. k,E0  
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。 tRXR/;3O  
2l}3L  
十一. phoenix 0c]3 ,#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: $Hal]  
24I~{Qy  
for_each(v.begin(), v.end(), V&>mD"~MP  
( , R $ZZ4  
do_ 7Yly^  
[ /S`d?AV  
  cout << _1 <<   " , " e[%g'}D:-  
] Ew2ksZ>B]&  
.while_( -- _1), J72 YZrc  
cout << var( " \n " ) 'cf8VD  
) '+iqbcUd,  
); qdwjg8fo4Z  
cB4p.iO   
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: e2Df@8>  
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 R|K#nh  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ''wF%q  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ;op 8r u  
gro@+^DmT  
$-lP"m@}  
template < typename Cond, typename Actor > /@9-D 4  
class do_while pd oCV  
  { ^vr`t9EE  
Cond cd; -MItZ  
Actor act; ~ MW_=6U  
public : "%)^:('Ki  
template < typename T > v DVE#Nm_  
  struct result_1 Ks.kn7<l  
  { S@eI3Pk E  
  typedef int result_type; z=a{;1A  
} ; 2w67 >w\  
84YZT+TEN  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} gf U!sYZ  
Hh0a\%!  
template < typename T > ['_G1_p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Hbi2amfBu  
  { 3&7$N#v  
  do nnBl:p>< k  
    { 7VKTI:5y  
  act(t); }~$96|J  
  } N TL`9b  
  while (cd(t)); (ZHEPN  
  return   0 ; ?o.Q  
} &#qy:  
} ; ~U_,z)<`)c  
Qh@A7N/L  
e X q}0-*f  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). VH5Vg We  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Dv[ 35[Yh  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 t"]~e"  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 %2TjG  
下面就是产生这个functor的类: U#1 ,]a\  
06~HVv  
x@480r  
template < typename Actor > ]BBL=$*  
class do_while_actor ~$Pz`amT|  
  { \hFIg3  
Actor act; Oa|'wh ug  
public :  QKtTy>5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} k-a3oLCR,  
_T[m YY  
template < typename Cond > ( mKuFz7  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 7!-y72qx  
} ; 63n<4VSH  
Vpsv@\@J>  
pt+[BF6P  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 "8h7"WR  
最后,是那个do_ 2q ,> *B?  
#iAEcC0k5  
Wf>scl `s  
class do_while_invoker h$~ \to$C  
  { ?\NWKp  
public : #Jqa_$\.  
template < typename Actor > o `N /w  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const &o$Pwk\p/  
  { enJgk(  
  return do_while_actor < Actor > (act); %wuD4PRK  
} ]EZiPW-uy  
} do_; MUfhk)"  
@>sZ'M2mq  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 1O,<JrE+-  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 V,qc[*_3  
最后来说说怎么处理break和continue mh=YrDU+L  
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。 2RC|u?+@  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五