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
  • 7864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 1=BDqSZ@9  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @P=St\;VP  
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, b`"E(S/  
X-1<YG  
",/3PT  
O@JgVdgf  
  class filler Y g>W.wA  
  { ZeewGa^r  
public : $YZsaw  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} lv -z[  
} ; 1d/-SxhZ  
K&FGTS,  
z_qy >  
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: ~\= VSwJ  
[A$5~/Q{U1  
&v!=\Fig4  
pR_cI]{=SA  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); FTM(y CN  
Jf\lnJTyU8  
hZGoiWC  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 d:/8P985  
W: Rs 0O  
@L^Fz$Sx  
.d< +-w2Mu  
二. 战前分析 <viIpz2jh%  
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。 u@|izRk  
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 aE}1~`  
u\YH,  
 V|=PaO  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); B$~oZ'4v  
  /* --------------------------------------------- */ whb|N2  
vector < int *> vp( 10 ); DLMG<4Cd~  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); e$F]t *)Xa  
/* --------------------------------------------- */ z;1y7W!v  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); =Y`P}vI]w%  
/* --------------------------------------------- */ Rz}?@zh_8  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); n}==  
  /* --------------------------------------------- */ \PS{/XK  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); M99#\0=/  
/* --------------------------------------------- */ ^l1tQnj)7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =H*}{'#  
shW$V93<  
U3r[ysf  
( Lj{V}^  
看了之后,我们可以思考一些问题: \)'nxFKqV  
1._1, _2是什么? `|K,E  
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。 b?Wg|D  
2._1 = 1是在做什么? 3L/qU^`  
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。 =a rk?<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。 3/I Q]8g"  
b i^h&H  
_`lj 3Lm0>  
三. 动工 u2HkAPhD  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: pAS!;t=n,  
rQiX7  
EubR] ckB  
SNP.n))   
template < typename T > $q*kD#;mh  
class assignment -1Y9-nn[m  
  { gyH'92ck  
T value; /x.TF'Z*  
public : Q,Tet&in )  
assignment( const T & v) : value(v) {} ]2G5ng' @  
template < typename T2 > <%eY>E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } `B+%W  
} ; yu"Ii-9z  
2}j2Bhc  
`mPmEV<  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ^_4TDC~h  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment '^'4C'J  
1@IRx{v$  
 j`^':!  
cT{iMgdI?  
  class holder AoHA+>&U  
  { d7N;F a3yL  
public : HE&,?vioy  
template < typename T > ~ `2w ul  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const }GvoQ#N  
  { G%)?jg@EA  
  return assignment < T > (t); >Bp%~8f  
} xO'I*)  
} ; ~45u a  
GZT}aMMSJ  
<B 5^  
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: 8>x.zO_.c>  
&_FNDJ>MCk  
  static holder _1; `;fh<kv  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 PK1j$ &F  
hT6:7 _UD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); *ggTTHy  
而不用手动写一个函数对象。 >(z{1'f{  
T#Pz_ hAu  
04tUf3 >  
AIsM:sV]  
四. 问题分析 2'g< H-[  
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。 =fMSmn1S  
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。 O{8"f\*  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 b3b 4'l   
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 hTI8hh  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 .;WJ(kB\U  
(ohkM`83k  
五. 问题1:一致性 LLmgk"  
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?| tW5 \Ktjno  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 a:@9GmtV&  
vy/U""w`  
struct holder &QE^i%6>\  
  { ';V(sRU@  
  // I^Ichn  
  template < typename T > *lv)9L+0  
T &   operator ()( const T & r) const @RotJl/>  
  { etf ft8  
  return (T & )r; La%\- o  
} )DMu`cD  
} ; )ufHk  
DGY#pnCu  
这样的话assignment也必须相应改动: aM 0kV.O  
W9 y8dw.  
template < typename Left, typename Right > Orh5d 7+S  
class assignment uZZ[`PA(  
  { QxnP+U~N  
Left l; T~$ePVk>L  
Right r; HY#7Ctn3  
public : zc J]US  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} G_5sF|(mq  
template < typename T2 > OxElvbM#  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } +C;ZO6%w  
} ; )|LX_kyW  
/og}e~q  
同时,holder的operator=也需要改动: wlqV1.K  
u#p1W|\4  
template < typename T > M)Rp+uQ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const hM\QqZFyp  
  { ZJ"*A+IJx[  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); fLI@;*hL0  
} ;KQ'/nII  
qU8UKIP  
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。 VR?7{3  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 <6<uO\B\  
s cR-|GuZ  
return l(rhs) = r; X1<)B]y  
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。 Y'f I4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 'G(N,vu[@  
37p0*%a":  
template < typename Tp > #BS]wj2#  
class constant_t PB>p"[ap4  
  { W/oRt<:E  
  const Tp t; N(vbo  
public : OpxVy _5,  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} yD1*^~loJ  
template < typename T > 2DQ'h}BI  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const yE9JMi 0  
  { 6(9Ta'ywZ  
  return t; lk.Q6saI1  
} gbpm::  
} ; k6JB%m\E  
8e\a_R*(|  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 k`g+    
下面就可以修改holder的operator=了 w2]1ftY  
`RGZ-Q{_  
template < typename T > ';aPoaO %  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^\N2 Iu>6  
  { 8g>jz 8  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); /l(:H  
} 7vr)JT=  
R5]R pW=G  
同时也要修改assignment的operator() ;ok];4`a  
4L!{U@ '  
template < typename T2 > q 4 Ye  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } |<y[gj4`T/  
现在代码看起来就很一致了。 KH pxWq  
$#R.+B  
六. 问题2:链式操作 W\eB   
现在让我们来看看如何处理链式操作。 x?CjRvT $  
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。 uzp !Y&C  
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。 F!]UaEmV  
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。 z*yN*M6t  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct qgZ(o@\  
!YJdi~q  
template < typename T > AX'(xb,  
struct result_1 7h&xfrSrD  
  { twgU ru  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0?p_|X'_  
} ; EzNmsbtZ(  
Ix:aHl  
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: g-^CuXic  
}$qy_Esl  
template < typename T > "Wi`S;  
struct   ref $Z{ fKr  
  { D VSYH{U4  
typedef T & reference; E}NX+ vYF  
} ; 7%7_i%6wP  
template < typename T > !Z=`Wk5  
struct   ref < T &>  g<,v2A  
  { z[t$[Q g  
typedef T & reference; ybS7uo  
} ; J|xqfY@+  
}1R k]$XC  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: {+C>^b  
I5x/N.  
template < typename T > &7@6Y{!/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ?Fi-,4  
  { @Wx_4LOhf  
  return l(t) = r(t); TqQ>\h"&_  
} 0eQ5LG?)  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ORtl~V'  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :~T:&;q0  
uL-i>!"L!}  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 =,T~F3pK  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: +!_^MBkk  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;U20g:K  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Q 5@~0  
最后的布局是: W{-N,?z  
                Add f2{4Y)  
              /   \ }WCz*v1Wq  
            Divide   5 (Mtc&+n{  
            /   \ 8:t-I]dzk  
          _1     3 a[(n91J0  
似乎一切都解决了?不。 i(c2NPbX  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Q;aZpi-E"  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 E#HO0 ]S  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: &)bar.vw/  
6eS#L21*  
template < typename Right > :=i0$k<E/  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const /au\OBUge  
Right & rt) const L3<XWpv  
  { hlUF9}  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <M$hj6.tn  
} QT|mN  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 e9%6+ 9Y  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 %djx0sy  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 QGshc  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Upv2s:wa}z  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 C62<pLJf  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? _&dGo(B  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: aB'<#X$x  
sL\|y38'  
template < class Action > MnX2sX|  
class picker : public Action z4f5@  
  { Y^6=_^  
public : t: [[5];E  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ax 3:rl  
  // all the operator overloaded Q]|+Y0y}X  
} ; o_5|L9  
0 \h2&  
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。 Ft>ixn  
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: G+%ZN  
M.IV{gj  
template < typename Right > Lqch~@E&%#  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const c3 wu&*p{  
  { tXp)o >"  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2XI%4  
} X`aED\#\h  
.7kVC  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > #); 6+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。 ZDVaKDqZ_  
.4^Paxz  
template < typename T >   struct picker_maker 3[e@mcO  
  { 1:&$0jU&U  
typedef picker < constant_t < T >   > result; BryMq !  
} ; ZR#UoYjupb  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > PkVXn  
  { P0z "Eq0S  
typedef picker < T > result; NKB! _R+  
} ; HFDg@@  
]3I_H+hU  
下面总的结构就有了: N9*$'  
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。 tP:xx2N_  
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。 DX!$k[  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 6g.@I!j E  
至此链式操作完美实现。 ?.Kl/8ml  
>eEf|tKO  
FCP5EN  
七. 问题3 A{c6XQR~z  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 |j!D _j#U  
4 B> l|%  
template < typename T1, typename T2 > /z'j:~`E  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R1 wd Q8q  
  { MRC5c:(  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); e1IuobT  
} /0\pPc*kA{  
N&GcWcq  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 3{c&%F~!  
*FAg^G&1  
template < typename T1, typename T2 > N&ddO-r[s  
struct result_2 6@$[x* V  
  { jG^~{7#  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ze ua`jQ  
} ; %!=YNm  
w%ip"GT,  
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? ^Gyl:hN  
这个差事就留给了holder自己。 %kUJ:lg;d  
    !*cf}<Kmw  
},"g*  
template < int Order > mb/3 #)  
class holder; xz%ig^L  
template <> y>#j4%D~4  
class holder < 1 > m2}&5vD8-  
  { %EpK=;51U  
public : vx4& ;2  
template < typename T > m&%N4Q~X>  
  struct result_1 m:^@AR1%d  
  { H}$#aXEAn  
  typedef T & result; T8\,2UWsj2  
} ; %sq=lW5R{b  
template < typename T1, typename T2 > K)v(Z"  
  struct result_2 :{AN@zC0\  
  { hlVP_h"z  
  typedef T1 & result; K l4",  
} ; $K iMu  
template < typename T > kQb0pfYs  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const eGE%c1H9a  
  { hT_snb;ow  
  return (T & )r; BNByaC  
} IM#+@vv  
template < typename T1, typename T2 > DTJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Ky'^AN]  
  { u)V*o  
  return (T1 & )r1; PQ[TTLG\&  
} K4rr.f6  
} ; 9w(j2i q  
K1hw' AaQ  
template <> OYzJE@r^  
class holder < 2 > ZN)/doK  
  { 4a 5n*6G!  
public : :vr,@1c  
template < typename T > CJC|%i3  
  struct result_1 \x+DEy'4;5  
  { @<2pYIi 8  
  typedef T & result; *p-Fn$7\n  
} ; }Q%>Fv  
template < typename T1, typename T2 > L=p.@VSZ  
  struct result_2 r" D|1  
  { \xdt|:8  
  typedef T2 & result; 3xe8DD  
} ; 0g+@WK6y  
template < typename T > UtutdkaS  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const dnx}c4P  
  { GGBe/X  
  return (T & )r; a~%ej.)l  
} _c&*'IY[V  
template < typename T1, typename T2 > Cam}:'a/`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?yz%r`;r  
  { aw 7f$Fqk  
  return (T2 & )r2;  ZBXGu f  
} lfA  BF  
} ; ^DH*@M  
9,Mp/.T"\  
*HC8kD a%$  
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> >。 Y1~SGg7(@  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: =j{jylC  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: H>r-|*n  
Wf?sJ`.%b  
return l(i, j) = r(i, j); U\[V !1O  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 4A&e+kz&:R  
{$t*Mb0  
  return ( int & )i; gB"Tc[l1  
  return ( int & )j; (H F,p,h_  
最后执行i = j; epL[PL}  
可见,参数被正确的选择了。 EH3G|3^xz  
yI%> w4Z  
EzyIsp> _  
G225Nz;Y*  
yjO7/< 2  
八. 中期总结 ~ /[Cgh0  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: CvW((<?  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 +wSm6*j7=  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 iF0a  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor '2tEKVb  
@}Ixr{t  
Lwcw%M]  
;Y '\:  
]~zJ7I  
h=tu +pn  
九. 简化 16y$;kf8  
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。 c-T ^ aR  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 z|<oxF.  
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: ]Yu+M3Fq  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 _HK& KY  
  +-*/&|^等 L8zqLD i&  
2. 返回引用。 a7|&Tbv  
  =,各种复合赋值等 ;40m goN  
3. 返回固定类型。 of`]LU:  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) "6d bRo5%  
4. 原样返回。 `Y;gMrp  
  operator, @e,Zmx  
5. 返回解引用的类型。 O}-7 V5  
  operator*(单目) {|h"/   
6. 返回地址。 Qzhnob#C9  
  operator&(单目) -X[[ OR9+  
7. 下表访问返回类型。 \?^wu  
  operator[] iq:[+  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 @qDrTH]5  
  operator<<和operator>> @,&m`qzd+  
@>@Nu g2   
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。 QL2y,?Mz7  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: B|=maz:_  
aTm.10{^  
template < typename Left > weV#%6=5\  
struct value_return pCUOeQL(  
  { zrO|L|F&P  
template < typename T > =.oWguzu  
  struct result_1 ws?s   
  { I0vn d7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; D,j5k3< #  
} ; @>IjfrjV  
,rI |+  
template < typename T1, typename T2 > A4FDR#  
  struct result_2 } XU:DE  
  { kV3j}C"  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; uW~ ,H}E  
} ; $tHwJ!<$&  
} ; Pu*HZW3l  
8VmN? "5v  
1!wEXH(  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait &i^NStqu  
yn[ZN-H~  
下面我们来剥离functor中的operator() b DS1'Ce  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 8@KFln )[  
SWsv,  
return l(t) op r(t) Mgs|*u-5  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) mMAr8~ A=  
return op l(t) B 9Q. s  
return op l(t1, t2)  Gy6 qLM  
return l(t) op Qz(T[H5%W  
return l(t1, t2) op {U '&9_y  
return l(t)[r(t)] %Dls36F  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] DIp:S&q2  
"ue$DyN  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: #Rx"L&3Ue  
单目: return f(l(t), r(t)); ~: <@`  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); !b->u_  
双目: return f(l(t)); 7 eQoc2X2  
return f(l(t1, t2)); j4xr1y3^  
下面就是f的实现,以operator/为例 ^s~n[  
6q[!X0u  
struct meta_divide %)Uvf`Xhh4  
  { h_chZB'  
template < typename T1, typename T2 > x<j"DS}S)D  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?U/Wio$@  
  { `6N-MsP  
  return t1 / t2; u%1k  
} 8C,utjy  
} ; ObyuhAR  
4_762Gu%  
这个工作可以让宏来做: @Du}   
Y `7#[g  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ #!Cter2  
template < typename T1, typename T2 > \ #G  +  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; -Bo~"q  
以后可以直接用 hRa(<ZK  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 9g &Ch9-/  
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 BZ;}ROmqk  
(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。。。) Ym.l@(  
Rs F3#H  
G(OT"+O,  
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 NC.P 2^%  
QYTTP6 Gz+  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yEUNkZ5^  
class unary_op : public Rettype PWk ?8dL-  
  { ]6B mCh  
    Left l; @>Ghfh>~D  
public : &:;;u\  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8f,'p}@!d  
'ztL3(|X6  
template < typename T > Vo 6y8@\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \l]pe|0EW  
      { 'y6!%k*  
      return FuncType::execute(l(t)); {y&\?'L'  
    } Y%)h)El  
@nx}6?p\,  
    template < typename T1, typename T2 > 9Z0CF~Y5  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9]L!.  
      { CaYos;Pl  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); MLt'YW^  
    } iRUR4Zs  
} ; C~KWH@  
xQ#Akd=  
(9KDtr*(2i  
同样还可以申明一个binary_op =(.mf  
Rnj Jg?I=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5fegWCJ  
class binary_op : public Rettype -4vHK!l  
  { YBtq0c  
    Left l; UbY~xs7_  
Right r; f3zfRhkIk  
public : c}IX"  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $m:2&lU3  
fVH*dX'Jz  
template < typename T > [ZKtbPHb  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GX7 eRqz>  
      { 2q- :p8  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); bB;~,W&E1  
    } Q7 uAf3  
@.Z[M  
    template < typename T1, typename T2 > +~w?Xw,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <V$Y6(uMs  
      { :dY.D|j*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); f@! fW&  
    } i'W_;Y}  
} ; <78$]Z2we  
Ha)3i{OM  
"Ju /[#VCJ  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 k5 aa>6K  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 R=vbUA  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `26V`%bPkr  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 3$?9uMl#  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! lh,ylh  
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。。。 ka5#<J7<p  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 W;Ud<7<;Z  
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) j-lSFTo  
下面是修改过的unary_op &'5@azU  
I&TTr7  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > JrCf,?L^  
class unary_op yu`KzIU  
  { <XQN;{xSa  
Left l; a=J@y K  
  :DtZ8$I`]C  
public : UF&0 & `@  
Vs_\ykO  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} r6d0x  
k4qLB1&,  
template < typename T > z5XYpi_;[  
  struct result_1 !,cQ'*<W8-  
  { Z/2,al\  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3]O`[P,*%  
} ; /S:w&5e  
MU_!&(X_  
template < typename T1, typename T2 > N]1V1c$G*  
  struct result_2 5h`m]#YEG  
  { $}qDV> qo  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dtB[m^$  
} ; 5f;n<EP y  
b#D9eJhS  
template < typename T1, typename T2 > LP.HS'M~u  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Sm$p\ORa  
  { 2y3?!^$  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); O&`U5w  
} UWQtvQ f  
;[(= kOI  
template < typename T > i&'#+f4t  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const zP_]  
  { E]?)FH<oP  
  return OpClass::execute(lt(t)); ppAmN0=G  
} oR*ztM  
iuiAK  
} ; w Y8@1>ah  
a?5WKO  
}x*7l`1  
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 Ct4LkmD  
好啦,现在才真正完美了。 lV P9=  
现在在picker里面就可以这么添加了: (C,e6r Y  
U(U@!G)  
template < typename Right > &Fw[YGJayz  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const `TUZZz  
  { 'S =sj}X  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 1TKEm9j]u  
} $aB /+,  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 P+[QI U  
 b<[jaI0  
xC<=~(  
qs=Gj?GwGQ  
ZB-QABn  
十. bind Fj S%n$  
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。 ,mBZ`X@N  
先来分析一下一段例子 =v.{JV#  
dVa!.q_3  
DhZ:#mM{  
int foo( int x, int y) { return x - y;} e"]"F{Q  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 9/#0?(K8  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 b`$yqi<[  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 lK0s=4c{  
我们来写个简单的。 d:A}CBTSY  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: WrNLGkt  
对于函数对象类的版本: Nwgu P  
KacR?Al  
template < typename Func >  Do|]eD  
struct functor_trait y<TOqn  
  { ]fj-`==  
typedef typename Func::result_type result_type; ^V[/(Lq  
} ; )CJES!! W  
对于无参数函数的版本: M&r2:Whk  
LIF|bE9kd  
template < typename Ret > u^Vh .g]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > jAXR`D  
  { cv2]*  
typedef Ret result_type; 2gt+l?O<PS  
} ; ^EF'TO$  
对于单参数函数的版本: yf!,4SUkU  
zJ;Rt9<7-  
template < typename Ret, typename V1 > nP<S6:s:  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > S.{fDcM  
  { q(78fZ *X  
typedef Ret result_type; 3QW_k5o  
} ; Q $]YD pCM  
对于双参数函数的版本: y,Jh@n';|  
k0L] R5W  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > %Uy%kN_&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Y(_KizBY  
  { P|N2R5(>T  
typedef Ret result_type; G8eD7%{b:)  
} ; z Ct\o  
等等。。。 ygN>"eP  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy L7]]ZAH!1  
pE2QnNr'  
template < typename Func > D?^Y`G$.  
struct func_return (ew} gJ  
  {  A^ViDP  
template < typename T > !siWEzw  
  struct result_1 <?YA,"~  
  { 9t?L\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Vo\H<_=G  
} ; >)NQH9'1  
tmO`|tn&  
template < typename T1, typename T2 > e # 5BPI  
  struct result_2 dy<27=  
  { >.e+S?o  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \7Qb229?  
} ; 'f+NW &   
} ; )s)_XL  
=LI:S|[4  
| f\D>Y%)  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Zsj`F9*e  
e`iEy=W  
template < typename Func, typename aPicker > :lgi>^  
class binder_1 Ow@v"L;jF!  
  { EiWd+v,QJQ  
Func fn; $ KB  
aPicker pk; )T1iN(Z  
public : }^Gd4[(,g  
:_xh(W+2<  
template < typename T > io.]'">  
  struct result_1 .IgRY\?Q  
  { K*Ks"Vx  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; uFG<UF  
} ; gzf-)J  
e"k/d<  
template < typename T1, typename T2 > OX\$nQ\o  
  struct result_2 W\8Ln>  
  { Z(e ^iH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?qmp_2:WU  
} ; r8[T&z@_  
w2dcH4&  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} C5*xQlCq}  
| kXm}K  
template < typename T > +&5' uAe  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'c %S!$P  
  { O)]v;9oER  
  return fn(pk(t)); Xgat-cy'DA  
} [&#/|zH'j:  
template < typename T1, typename T2 > =sgdkAYwP  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2'|8Q\,:4Z  
  { QA?oJ_}y  
  return fn(pk(t1, t2)); fDh] tua  
} .tnkT;T  
} ; ;a r><w  
<+v{GF#R  
o&SSv W  
一目了然不是么? pf&ag#nr  
最后实现bind t Rm+?  
s^hR\iY  
eGL<vX  
template < typename Func, typename aPicker > tg\|?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 2eb1 lJdS  
  { )8,|-o=  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); gb" 4B%Hm  
} 4w93}t.z  
Z[?mc|*x  
2个以上参数的bind可以同理实现。 e,0-)?5R  
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。 3n]79+w@z  
* F4UAQzYb  
十一. phoenix nP3  E  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: wTc)S6%7  
j:,9%tg  
for_each(v.begin(), v.end(), 91Z'  
( r!GW= u'  
do_ 2C=Q8ayvX  
[ @'6"7g  
  cout << _1 <<   " , " ZDt?j   
] k N7Bd}  
.while_( -- _1), Bc5+ss  
cout << var( " \n " ) vXE0%QE'Q  
) L]%l51U  
); F@YKFk+a  
BuOgOYh9  
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: Fhf<T`  
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 EGVM)ur  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 r! %;R?c  
那么我们就照着这个思路来实现吧: |nUl\WRd\  
%aRT>_6"  
WXw}^v  
template < typename Cond, typename Actor > GVGlVAo|@  
class do_while V3Z]DA  
  { g}LAks  
Cond cd; 0#_'o ,  
Actor act; i3$$,W!  
public : fyknP)21I  
template < typename T > L gk   
  struct result_1 dT|vYK}\  
  { sD;M!K_  
  typedef int result_type; 3uWkc3  
} ; 4?\:{1X=  
49H+(*@v@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} !69&Ld  
zi@]83SS#  
template < typename T > cVnJ^*Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /]^#b  
  { GL$De,V  
  do X{xBYZv4  
    { #%0Bx3uM  
  act(t); W~1~k{A  
  } avQJPB)}Sb  
  while (cd(t)); 3?I;ovsM  
  return   0 ; Pe73g%  
} >$WQxbwM(  
} ; NoE*/!Sr  
ia@'%8  
(t+;O;  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ZBT1Y.qA  
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。 46@{5)Tq  
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。 : 18KR*;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。 =@&cHY  
下面就是产生这个functor的类: s$ENFp7P  
EOj"V'!  
b?X.U}62_  
template < typename Actor > l e4?jQQ@L  
class do_while_actor #DU26nCL  
  { TfYVw~p_%  
Actor act; soA|wk\A  
public : t]jFo  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} s#~GH6/  
8BOZh6BV  
template < typename Cond > ,l YE  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; W!Hm~9fz  
} ; ^&@w$  
>@xrs  
-VxTx^)>  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 4fk8*{Y  
最后,是那个do_ y;w x?1)  
U4f5xUY0)  
V&8Vw F^-  
class do_while_invoker klg25#t  
  { gxz-R?.  
public : m7a#qs; ,  
template < typename Actor > hI%bjuq  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ^bg2[FV  
  { LEMfG~Czq  
  return do_while_actor < Actor > (act); VVH.2&`I  
} d@`M CchCB  
} do_; JWvjWY2+P  
x3jb%`o#!  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? %VYAd)gC  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 x-OA([;/  
最后来说说怎么处理break和continue f=C,e/sw  
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。 eAv4FA4g  
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 或 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