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
  • 3501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 ^~ 95q0hq:  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ~AvB5  
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, 4qsP/`8  
9;ZaL7>  
5 $58z  
-Lo3@:2i  
  class filler 3xhGmD\SKO  
  { tL>c@w#Pv  
public : IBT 1If3  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} R [qfG! "  
} ; rEoMj)~\4&  
bgk+PQ#S-  
(aeS+d x  
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: 3Fu5,H EJ  
l;~b:[r  
s*g`| E{M  
4X}.aZO&b  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); rf ?\s/#OY  
~W>3EJghR,  
A$7j B4  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ;4%Co)Rw  
cF2!By3M  
s"'ns  
Rj'Tu0l  
二. 战前分析 (XU( e  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。  @mD$Z09~  
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 D8rg:,'6  
dvW2X  
f>!H<4 ]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +u[^@>_I0  
  /* --------------------------------------------- */ I2&R+~ktR  
vector < int *> vp( 10 ); hy]8t1894  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); at )m*  
/* --------------------------------------------- */ vWs#4JoG  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); {%&!x;%  
/* --------------------------------------------- */ O>KrTK-AV  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); x+Ws lN 2a  
  /* --------------------------------------------- */ : Yb_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 2]UwIxzR  
/* --------------------------------------------- */ K!<3|d  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 83i;:cn  
Jv8JCu"eky  
)wM881_!  
u]766<Z  
看了之后,我们可以思考一些问题: qlNB\~HCe  
1._1, _2是什么? M(|6YF7u  
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。 L=_   
2._1 = 1是在做什么? * YR>u @  
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。 gj@>9  
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。 Bo4MoSF}  
nK8IW3fX9)  
kM;}$*?  
三. 动工 r+W;}nyf  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: '44I}[cA/  
 r .`&z  
N f^6t1se  
1)BIh~1{p  
template < typename T > }~+q S`  
class assignment M/abd 7q  
  { '3uN]-A>D  
T value; 1G}\IK1+  
public : x,fX mgE  
assignment( const T & v) : value(v) {} kZK1{  
template < typename T2 > KlGmO;k  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; }  84g8$~M  
} ; $fhR1A  
(^~0%1  
kTfE*We9  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }nK=~Wcu\  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Maw$^Tz,  
uE ^uP@d  
Htm;N2$d  
9}|t`V"  
  class holder 1]wo    
  { 3n)\D<f]#  
public : wlEmy.)H  
template < typename T > 2~ y<l  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const +'"NKZ.>TT  
  { = tY%k!R  
  return assignment < T > (t); L$3{L"/   
} 7csMk5NU'<  
} ; Qm)c!  
S^:7V[=EgI  
ai]KH7  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 3>#io^35  
qir8RPW  
  static holder _1; VfT@;B6ALF  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 1 uJpn  
K9_@[}Ge  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); lhBu?q  
而不用手动写一个函数对象。 3| F\a|N  
u|sdQ  
R/\qDY,@  
AkEt=vI  
四. 问题分析 ayZWt| iHA  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 k0IztFyj:R  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 G\B:iyKl  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ~93#L_V_O  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 I~&*8)xM  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?hOv Y)  
`G<|5pe  
五. 问题1:一致性 o9+fA H`D  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Kwo0%2Onkd  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &9 khIJI n  
D9r4oRkP*  
struct holder >l=;6QL  
  { :OD-L)Or  
  // h/NI5   
  template < typename T > #^9a[ZLj0  
T &   operator ()( const T & r) const tKCX0UZ'  
  { ,xg(F0q  
  return (T & )r; Id?2(Tg  
} C4|H 5H  
} ; /& o<kY  
_m#P\f'p  
这样的话assignment也必须相应改动: ?#|in}  
suFO~/lRno  
template < typename Left, typename Right > `##^@N<P  
class assignment bb!cZ >Z  
  { |6w {%xC?"  
Left l; bI:cYn1  
Right r; jP )VTk_  
public : /MbWS(RT  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1v'|%B;O  
template < typename T2 > K[[ 5H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } t/c)[l hV  
} ; I6Oc`S!L  
FJIo] p  
同时,holder的operator=也需要改动: MmW]U24s  
?1]h5Uh[b  
template < typename T >  Wo,fHY  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const nq*D91Q  
  { a9p6[qOcd  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); im@c||  
} >]/aG!  
t}2M8ue(&  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 f"d4HZD^  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 8RJa;JsH  
T%@qlEmf  
return l(rhs) = r; |K'7BK_^J  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 I7{ Q\C4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: S,GM!YZg  
10ZL-7D#m  
template < typename Tp > +5ue) `  
class constant_t vve[.Lud'  
  { F=V_ACU  
  const Tp t; JA "  
public : }EJ't io]  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} vf h*`G$  
template < typename T > T#=&oy7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const M<3m/l%`Y  
  { ($s%B  
  return t; ? W2W y\  
} r&O:Bt}x  
} ; csms8J  
skBzwVW I  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ; d :i  
下面就可以修改holder的operator=了 7=@Mn F`  
+KHk`2{y~  
template < typename T >  2D"\Ox  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const -"w&g0Z  
  { J85Kgd1 \a  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); W%P0X5YQ  
} Qh,Dcg2ZM"  
z1~FE  
同时也要修改assignment的operator()  F!&_  
m^Rf6O^  
template < typename T2 > I.'sK9\Zp  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } xXNL UP  
现在代码看起来就很一致了。 br7_P1ep  
<dX7{="&  
六. 问题2:链式操作 ZO!)G   
现在让我们来看看如何处理链式操作。 zXT[}J VV  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 _|KeB(W  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 KGsW*G4U=  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 (#VF>;;L  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Bt1 &C?_$T  
Tsl0$(2W  
template < typename T > few=`%/  
struct result_1 m; m4/z3U  
  { o3xfif  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; P:tl)ob  
} ; bPo*L~xdk  
H_+!.  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 6ZwFU5)QE/  
~0ZLaiJ  
template < typename T > `|g*T~; kC  
struct   ref l@nG?l #  
  { 7|$ H}$  
typedef T & reference; x\!Uk!fM  
} ; jBnvu@K"  
template < typename T > x#&%lJT  
struct   ref < T &> 7Jvb6V<R  
  { ]{E{ IW8  
typedef T & reference; 3&vUR(10  
} ; ^fbw0  
<P)0Yu  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: X~5kgq0"  
,K[}Bz  
template < typename T > Q.`O;D}x  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 09C[B+>h  
  { 4f{(Scg  
  return l(t) = r(t); ]Qb85;0)  
} } l4d/I  
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。 _9Y7. 5  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 B;mt11M  
@(Y+W2Iyy+  
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 @&E{ L  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: }!0nb)kL  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象  C#x9RW  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ,T3_*:0hk!  
最后的布局是: LG3:V'|  
                Add F3V_rE<  
              /   \ Ah <6m5+  
            Divide   5 }Qo:;&"3  
            /   \ Dt p\ T|)  
          _1     3 iPoDesp  
似乎一切都解决了?不。 _'47yq^O  
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。 ^GN|}W  
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。  2t7Hu)V  
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: Kv26rY8Q  
nkvkHh  
template < typename Right > rlIDym9nY~  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const %knPeo&  
Right & rt) const fb||q-E  
  { %T:7I[f  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); -H;p +XAY  
} ]$gBX=  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4)=\5wJDg1  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 fooQqWC)  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 Q-LDFnOFwp  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 muqIh!nn  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 =7WE   
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ]jL`*tI\S  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 3d0Yq  
(e$/@3*  
template < class Action > (1my9k5C  
class picker : public Action Q~p[jQ,4wZ  
  { HX]pcX^K  
public : umD[4aP~;  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ZT;:Hxv0N  
  // all the operator overloaded < BNCo5*  
} ; P6cc8x9g(  
ssy+x;<x,  
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。 Lp?JSMe  
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: q:D!@+U  
%7*Y@k-)o  
template < typename Right > 5%E.UjC  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Cyw cJ  
  { u LXV,  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?NL>xMA  
} w/(hEF '  
(YJ]}J^  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ORo +=2  
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。 ADa'(#+6  
;f8$vW ];  
template < typename T >   struct picker_maker Rr'^l ]  
  { /:j9 #kj  
typedef picker < constant_t < T >   > result; v9[[T6t/'  
} ; !Y3 *\  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > '"=Mw;p  
  { Dx-G0 KIG  
typedef picker < T > result; zkt+"P{az[  
} ;  #' =rv  
faVR %  
下面总的结构就有了:  j`9+pI  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 A%G \ AT  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 'h6Vj6  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1JU1XQi  
至此链式操作完美实现。 u,6 'yB'u  
p2UZqq2  
S}rW=hO  
七. 问题3 ?kvkdHEO_  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ?OU+)kgzh  
!%x=o&  
template < typename T1, typename T2 > D* oJz3[  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \y%:[g}Fvw  
  {  /_r g*y*  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); jR^>xp;  
} AF qut  
> qSaF  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 7Lr}Y/1=  
Q\DD^Pbq  
template < typename T1, typename T2 > kS$HIOt823  
struct result_2 m_7)r  
  { A~!3svJW  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 0-^wY8n-=  
} ; dD2N!umW  
I<I?ks  
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? #egP*{F   
这个差事就留给了holder自己。 ]g/% w3G  
    &&w7-  
o.}?K>5  
template < int Order > ]byj[Gd  
class holder; q >9F21W  
template <> S;"7d  
class holder < 1 > .kT5 4U;{  
  { >o\[?QvP  
public : K%: :  
template < typename T > l/BE~gdl  
  struct result_1 \@kY2,I V  
  { wNuS'P_(:T  
  typedef T & result; }@pe `AF^  
} ; _J51 :pi  
template < typename T1, typename T2 > HHbkR2H1  
  struct result_2 ms8PFu(f  
  { RoXU>a:nS  
  typedef T1 & result; ; b2)WM:  
} ; >Hr0ScmN@"  
template < typename T > 1u\fLAXn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4ifWNL^)  
  { 7CGKm8T  
  return (T & )r; LDL#*g  
} ;a+>><x]  
template < typename T1, typename T2 > \^wI9g~0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W39R)sra  
  { #]ii/Et#x  
  return (T1 & )r1; ?Rl?Pp=>  
} %aX<p{EY  
} ; BPnZ"w_  
,=tVa])  
template <> uBk$zs  
class holder < 2 > jZ< *XX  
  { Ms*;?qtrR  
public : *xs8/?  
template < typename T > ~BVg#_P  
  struct result_1 7 :s6W%W1*  
  { DTdL|x.{  
  typedef T & result; HF wT  
} ; V%pdXM5  
template < typename T1, typename T2 > )gNHD?4x  
  struct result_2 V#W(c_g  
  { |WeLmy%9  
  typedef T2 & result; ,\5]n&T;r  
} ; Vkex&?>v$  
template < typename T > bw{%X  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >RxZ-.,a  
  { T7YzO,b/   
  return (T & )r; :yvUHx  
} 5:f}bW*  
template < typename T1, typename T2 > 6^zuRY;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const R|{6JsjG10  
  { ]"^GRFK5  
  return (T2 & )r2; (jCE&'?}  
} YTq>K/  
} ; uH]n/Kv1,  
o([+Pp  
&adKKYN  
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> >。 hHoc7  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #]I:}Q51  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: B$Jn|J"/6  
9VIsLk54^  
return l(i, j) = r(i, j); WJ\YKXG  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8 k+Ctk  
$cH'9W}3K  
  return ( int & )i; Tk/K7h^  
  return ( int & )j; bt#=p 7 W  
最后执行i = j; &%J{C3Q9  
可见,参数被正确的选择了。 )zt*am;  
52*zX 3  
^zqz$G#  
<?Fgm1=o  
v}-'L#6  
八. 中期总结 z@&_3 Gl  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: R\yw9!ESd  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ms3Ec`i9  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 vVKiE 6^  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 1O9V Ej5  
\VPU)  
+(r8SnRX  
GVY_u@6   
~9]tt\jN*Y  
eUqsvF}l!  
九. 简化 &cDnZ3Q;  
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。 pz?.(AmU\  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 sJ?Fque  
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: 9ZG.%+l  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 xgJ2W_  
  +-*/&|^等 z -(dT  
2. 返回引用。 blaxUP:  
  =,各种复合赋值等 Z/hSH 0(~  
3. 返回固定类型。 R^dAwt`.D  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2hf]XV\  
4. 原样返回。 f? [y-  
  operator, W3 2mAz;  
5. 返回解引用的类型。 Ik=KEOz  
  operator*(单目) I2|iqbX40Q  
6. 返回地址。 Y cO tPS%  
  operator&(单目) )y.J2_lI8  
7. 下表访问返回类型。 |!I#T  
  operator[] ^fS~va  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ,_YCl09p(  
  operator<<和operator>> ngEjbCV+  
\8Fe56  
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。  *;+lF  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Dw;L=4F |  
{:od=\*R  
template < typename Left > z7{b>oub('  
struct value_return :(A]Bm3  
  { 7Y @ &&  
template < typename T > sEe^:aSN  
  struct result_1 2}I1z_dq~  
  { v8 ggPI  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; wC<!,tB(8  
} ; Q?7U iTZ  
)"A+T&  
template < typename T1, typename T2 > "+&|$*  
  struct result_2 0l^-[jK)  
  { (Pc:A! }  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; e][U ;  
} ; 5"^$3&)  
} ; #Cvjv; QwY  
Po(9BRd7  
&`pd&U{S*  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0j7\.aaK  
%@kmuz??  
下面我们来剥离functor中的operator() kVy%y"/  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ^l7u^j  
ArbfA~jXB  
return l(t) op r(t) C{-e(G`Yd  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) . sgV  
return op l(t) [$;6LFs }  
return op l(t1, t2) p_) V@ 7  
return l(t) op \;.\g6zX  
return l(t1, t2) op xQ^zX7  
return l(t)[r(t)] 4}!riWR   
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] yFH)PQ_  
u! x9O8y  
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: vtv|H  
单目: return f(l(t), r(t)); a~9U{)@F  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3!,XR\`[  
双目: return f(l(t)); &^{HD }/{b  
return f(l(t1, t2)); & LwR9\sh  
下面就是f的实现,以operator/为例 Tc T%[h!  
r|{h7'  
struct meta_divide GTeFDm; T^  
  { M0S}-eXc5  
template < typename T1, typename T2 > !G 90oW  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) co|jUDu>W  
  { zVd2kuI&?  
  return t1 / t2; QDF1$,s4i  
} q+>{@tP9  
} ; cuB~A8H#}  
|Eu_K`  
这个工作可以让宏来做: z\sy~DM;>  
O1ofN#u  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?76Wg::  
template < typename T1, typename T2 > \ 8&IsZPq%l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; e>#*$4tg  
以后可以直接用 \&NpVH,-  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) m$ NBGw  
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 F@& 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。。。) \|F4@  
5IOOVYl  
+\fr3@Yc  
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 9gZMfP  
E3X:{h/  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2%m H  
class unary_op : public Rettype u}\F9~W-{  
  { h q6B pE  
    Left l; AE={P*g  
public : w4Qqo(  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3{ LXx  
@{iws@.  
template < typename T > zH0%; o}  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ug'I:#@2  
      { A[ 9 @:z  
      return FuncType::execute(l(t)); z\Rs?v"  
    } n (7m  
HgvgO\`]  
    template < typename T1, typename T2 > cv=nGFx6  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K kP}z  
      { Dd-;;Y1C  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 4v_?i @,L  
    } F[<EXLQ  
} ;  9f+|m9~2  
EgOAEv  
MqGF~h|+  
同样还可以申明一个binary_op (o~f6pNB,  
8c(}*,O/  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 7!+kyA\}r^  
class binary_op : public Rettype uSLO"\zysX  
  {  _CY>45  
    Left l; %jdV8D#Q  
Right r; 1sl^+)z8  
public : ?VrZM  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8 !Pk1P  
#H{<nVvg^  
template < typename T > Fh9%5-t:J  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A%> Ir`I  
      { ?v-IN  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); }YW0?-G.$  
    } Sj]k5(&  
%Fig`qX  
    template < typename T1, typename T2 > mr6/d1af_  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8ar2N)59  
      { GenkYtS  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); [_hHZMTH  
    } DeE-M"  
} ; j}uFp|df<  
o90SXa&l/  
s\i=-`  
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 06"p ^#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 xx0s`5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) &,4]XT  
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。 lE:X~RO"~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %ANo^~8  
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。。。 eZWN9#p2  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :#0uy1h  
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) /%C6e )7BL  
下面是修改过的unary_op $gT+Ue|7  
2ME"=! &5  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > pA%XqG*=Y  
class unary_op $3S6{"  
  { -NtT@ +AE  
Left l; hO(8v&ns3  
  cE> K:3n  
public : F+,X%$A#?  
YW "}hU  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !|_b}/  
e`k6YO  
template < typename T > x?Z)q4  
  struct result_1 \s?OvqI:  
  { RR!(,j^M  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; *vv <@+gA  
} ; 7)$U>|=  
Yh_H $uW  
template < typename T1, typename T2 > F +PIZ%  
  struct result_2 #P*%FgROl  
  { S>}jsP:V  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0}Rxe  
} ; C\Q3vG  
)hm U/E@  
template < typename T1, typename T2 > BT;hW7){9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const u8qL?Aj^  
  { 4O_z|K_k|  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); sv\'XarM  
} txQyHQ)@  
7IW:,=Zk8+  
template < typename T > :J]S+tQ)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L,!?'.*/]  
  { ]\5@N7h  
  return OpClass::execute(lt(t)); c+?L?s`"  
} I7TdBe-  
c nvxTI<  
} ; 5MV4N[;  
11}sRu/  
4NN-'Z>a  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug %HSS x+2oR  
好啦,现在才真正完美了。 DR3M|4[  
现在在picker里面就可以这么添加了: h Vz%{R"  
!iUdej^tx  
template < typename Right > /+4Dq4{ t)  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const nL!h hseH  
  { /]%,C   
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); >SpXB:wx  
} zOYkkQE3mJ  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 2!f0!<te  
{%D!~,4Ht  
C>7Mx{!H  
f^](D'L?D  
w8:F^{  
十. bind S`2MQL  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 *cCr0\Z`  
先来分析一下一段例子 SFoF]U09  
^k&zX!W  
y2>v'%]2  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Q_QmyD~m  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 wOE_2k  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 T[xGF/  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 FW#Lf]FJ  
我们来写个简单的。 d|TRP,y  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: {l{p  
对于函数对象类的版本: /eDah3%d  
gJi11^PK  
template < typename Func > I@cKiB  
struct functor_trait  w J!  
  { qMYR\4"$  
typedef typename Func::result_type result_type; C yC<{D+  
} ; I /3=~;u  
对于无参数函数的版本: 9;dP7o  
q9pBS1Ej  
template < typename Ret > FePJ8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 8>j+xbw  
  { 6v GcM3M  
typedef Ret result_type; tnqW!F~  
} ; \s&w0V`Y  
对于单参数函数的版本: C JiMg'K  
s .^9;%@$J  
template < typename Ret, typename V1 > L3Ry#uw  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > '\1%%F7  
  { +<:p`%  
typedef Ret result_type; i3: sV5  
} ; cgYMo{R3  
对于双参数函数的版本: *bn9j>|iv  
 _+|*  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > dge58A)Q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > PZLWyp  
  { g%j z,|  
typedef Ret result_type; 1>a^Q  
} ; SZG8@ !_}7  
等等。。。 W$gSpZ_7  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy QI=SR  
 i+(`"8W  
template < typename Func > HLYM(Pz  
struct func_return W7(OrA!  
  { TM!R[-\  
template < typename T > >ID 3oi  
  struct result_1 H/)=  
  { b@1QE  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "j$}'uK<  
} ; ]qVJ>  
_nx|ZJ  
template < typename T1, typename T2 > -2 tZ  
  struct result_2 9D<^)ShY  
  { ~d{E>J77j  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;  .)cOu>  
} ; -v jjcyTt  
} ; 'c &Bmd40  
r.K4<ly-N  
5V?1/  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;F5B)&/B  
T7W+K7kbI  
template < typename Func, typename aPicker > Ccc6 ko_  
class binder_1 e6F:['j  
  { -3 W 4  
Func fn; ^<% w'*gR  
aPicker pk; Zfb:>J@h6  
public : ]/$tt@h  
jNIM1_JjD  
template < typename T > 7#g C(&\A  
  struct result_1 t?0=;.D  
  { DV%tby  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; x_@ev-  
} ; %pwm34  
D!Gm9Pa}  
template < typename T1, typename T2 > yTDoS|B+)  
  struct result_2 lA]u8+gXd  
  { 5;|9bWH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; J,~)9Kh$  
} ;  (K?[gI  
sztnRX_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} hCo&SRC/5  
g{D&|qWj  
template < typename T > jr9ZRHCU  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \`XJz{Lm]  
  { w}(xs)`num  
  return fn(pk(t)); Hou{tUm{xC  
} rmhCuY?f  
template < typename T1, typename T2 > S"eKiS,z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ? {&#l2  
  { 96PVn  
  return fn(pk(t1, t2)); pDKJLa  
} NMj `wQ`M+  
} ; {?jdPh  
UwM}!K7)G  
YT3QwN9  
一目了然不是么? -e)bq: T  
最后实现bind 43)9iDmJ8<  
NrU -%!Aw  
P"]+6sm&es  
template < typename Func, typename aPicker > lLJb3[ e.  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Bdg*XfXXk  
  { G|MDo|q]  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); HaC3y[LJ0  
} s<dD>SU  
b:3hKW  
2个以上参数的bind可以同理实现。 hKT:@l*  
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。 )N6R#   
0F3>kp4u  
十一. phoenix ]_=HC5"  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "TV.$s$.  
C0fA3y72  
for_each(v.begin(), v.end(), XVLuhw i  
( kg61Dgu  
do_ FEZ6X  
[ #wd \&  
  cout << _1 <<   " , " j(BS;J$i  
] ]q3Kd{B  
.while_( -- _1), k1U~S`>$  
cout << var( " \n " ) v-gT 3kJ  
) #,PAM.rH  
); {x4[Bx1  
Y-Ku2m  
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: M+E5PZ|_  
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 (p?3#|^  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 &`Di cfD  
那么我们就照着这个思路来实现吧: q5!l(QL.  
oU@ljSD  
pzax~Vp  
template < typename Cond, typename Actor > Gh|!FRK[$  
class do_while m c+wRx  
  { }H#t( 9,U  
Cond cd; D{4hNO  
Actor act; ,1[??Y  
public : u/[]g+  
template < typename T > 0;h1LI)  
  struct result_1 _tReZ(Vw  
  { :.Qe=}9  
  typedef int result_type; U>+~.|'V9  
} ; DqMK[N,0  
(K6`nWk2  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ye|a#a9N  
]Z-oUO Z<k  
template < typename T > 9f^PR|F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6}T%m?/}  
  { k4$q|x7+%  
  do 4LEE /  
    { bX H^Bm  
  act(t); ww($0A`ek  
  } 7Hl_[n|  
  while (cd(t)); S8OVG4-  
  return   0 ; H 1D;:n  
} 8}{o2r@  
} ; yJ8}*Gj&  
E)O|16f|>  
06^1#M$'  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). eAsX?iaH  
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。 bfJ`}xl(8  
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。 HS:}! [P  
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。 t/*K#]26  
下面就是产生这个functor的类: s!'A\nVV1$  
S[ ~O')  
'95E;RV&  
template < typename Actor > Dw`m>'J0  
class do_while_actor As+;qNO  
  { @ 9 { %Kn  
Actor act; \`/E !ub  
public : +&7Kk9^  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ls24ccOs  
 C5+`<  
template < typename Cond > }11`98>B6:  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; e[QxFg0E  
} ; D*cyFAF  
*1W, M zg  
A6N~UV*_  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Y#lk!#\Y  
最后,是那个do_ ?7uK P}1|  
FKox0Jmh=  
9Yl8n dP^E  
class do_while_invoker 2]D$|M?$~  
  { RM&H!E<#  
public : rg5]`-!=  
template < typename Actor > QtY hg$K3  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const OK-sT7But  
  { JOrELrMx  
  return do_while_actor < Actor > (act); wb6L? t  
} z!s. 9  
} do_; %o@['9U[j  
tL~,ZCQz  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *p&^!ct  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ({%oi h  
最后来说说怎么处理break和continue %j'G.*TD  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 R CBf;$O  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八