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
  • 6253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 .!~ysy  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \];|$FQg  
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, S+06pj4Ie  
HJr/N)d  
bpsyO>lx/  
G5qsnTxUJ  
  class filler Lx- %y'P  
  { 8nI~iN?"   
public : [g}^{ $`  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} N,w6  
} ; q<\r}1Dm  
+_:p8, 5o  
|!K&h(J|  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: |6NvByc,  
:vi %7  
]/ !*^;cY(  
Q+f |.0r  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); s-*N_Dv  
pXNhU88  
V.3#O^S  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ybJa:  
}|h-=T '  
m:Rx<E E  
7eq.UyUxs  
二. 战前分析 3wN4kltt  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 CH+%q+I  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 hak#Iz0[C  
g{DOQA  
=pe O %  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6iQqOAG  
  /* --------------------------------------------- */ Yaq0mef0  
vector < int *> vp( 10 ); _x5-!gK  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 2^s&#@n3t  
/* --------------------------------------------- */ qbnlD\  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 2;]tItd1  
/* --------------------------------------------- */ vasw@Uto)  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); toF6 Z  
  /* --------------------------------------------- */ 'NWvQR<X  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); BfCib]V9C  
/* --------------------------------------------- */ =SJ[)|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); |QzJHP @  
' Sd&I:?  
sUF5Y q:9  
.~'q yD2V  
看了之后,我们可以思考一些问题: y~_x  
1._1, _2是什么? Iy5W/QK6  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ~i^,Z&X:  
2._1 = 1是在做什么? xG~-.  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 D vEII'-h  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Wm8BhO  
3s BWtz  
q&ed4{H<  
三. 动工 EHe-wC  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: fR.raI4et  
PmId #2f  
a[^dK-  
F`Vp   
template < typename T > Zo-Au  
class assignment zh !/24p9  
  { JmF`5  
T value; K~L"A]+  
public : @TKQ_7BcB  
assignment( const T & v) : value(v) {} -NG9?sI\U  
template < typename T2 > =L$RY2S"  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } "z.!h(Eq  
} ; 7.5\LTM>9e  
K6<1&  
!/&~Feb  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 tORDtMM9+  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment GmGq69]J*  
n;b 9f|&z  
0g#?'sD  
QqY42hR  
  class holder 'U`I  
  { DF#WQ8?$]  
public : 9 DXu*}  
template < typename T > ]:^kw$  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const )fZ5.W8UE]  
  { G`!;RX  
  return assignment < T > (t); BJ/#V)  
} 9.goO|~B~  
} ; OQX ek@~2  
`~t$k7wm=  
Pb D|7IM  
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: qj|B #dU  
E{9{%J  
  static holder _1; YpZ 9h@,  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .+AO3~Dg  
5Q72.4HH  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); X'bp?m  
而不用手动写一个函数对象。 }Lwj~{  
**YNR:#Y  
RZE:WE;5  
PZA;10z  
四. 问题分析 $j}sxxTT  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 e$(i!G)  
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。 7 -V_)FK2c  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 f4T-=` SO  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?Ve5}N  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 J=]w$e ?.P  
Zr 2QeLQC(  
五. 问题1:一致性 FkE CY  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| B 9]sSx  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 !r!Mq~X<=  
7!N5uR  
struct holder CM's6qhQnn  
  { )@`w^\E_~_  
  // 1y8:tri>N  
  template < typename T > tT#Q`cB  
T &   operator ()( const T & r) const \ZDT=?  
  { yM D* >8/  
  return (T & )r; 3yD5u  
} |-aj$u%~  
} ; d`nS0Tf'  
r@<;  
这样的话assignment也必须相应改动: +#H8d1^5  
B 9Mwj:)}  
template < typename Left, typename Right > $kz5)vj "  
class assignment i+cGw  
  { o-' i)pp  
Left l; .y2<2eW  
Right r; }>XSp)"{l  
public : (&hX8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} qK1V!a2  
template < typename T2 > (1} Ndo^;w  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } `y6l^ep  
} ; |95/'a*  
`oz7Q(`  
同时,holder的operator=也需要改动: ".i{WyTt  
$xZk{ rK  
template < typename T > Oc'z?6axWv  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const SCH![Amq  
  { a!^wc,  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); A07 P$3>/W  
} +@qk=]3a  
B# H  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 IFTW,9hh  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 YXg uw7%\  
tr/dd&(Y1  
return l(rhs) = r; f8^58]wx0  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 7VXeu+-P  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *nW9)T  
8k`zMT  
template < typename Tp > (MIw$)#^  
class constant_t xR&,QrjQG  
  { dS&8R1\>1  
  const Tp t; B:r-')!0$#  
public : "=n8PNV/ c  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ;Gs**BB&  
template < typename T > .}<B*e=y  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9iy|=  
  { @ :4Kk 4g1  
  return t; E\*",MGL  
} 9cmJD5OO  
} ; 2!3&Ub#FO  
q5W'P>  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 l>(G3l Iw  
下面就可以修改holder的operator=了 `pMI[pLZe  
2* L/c-  
template < typename T > fBOPd =  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const >C}RZdO~  
  { kZ.3\  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); )IhY&?jk?  
} GDB>!ukg  
U44H/5/  
同时也要修改assignment的operator() )x7hhEk=^  
*vO'Z &  
template < typename T2 > piFQ7B  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } e,*[5xQ  
现在代码看起来就很一致了。 ;2|H6IN"  
^aW[~ c  
六. 问题2:链式操作 feW9 >f;  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 u" g p">  
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。 dR+$7N$  
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。 v+sbRuo8  
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。 iP%=Wo.  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct F]*-i 55S  
7&)F;;H  
template < typename T > k9xKaJ %1  
struct result_1 6v#G'M#r  
  { !v L :P2  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; `@D4?8_  
} ; iIw ea`  
=x'%zUgE  
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: urB3  
9p4U\hx  
template < typename T > ex+AT;o  
struct   ref 5Z,lWp2A  
  { B ,Brmn  
typedef T & reference; ? $ c  
} ; 5U jQLB  
template < typename T > kwR@oVR^  
struct   ref < T &> ,GnU]f  
  { z0[ZO1Fo(  
typedef T & reference; g:M7/- "  
} ; b]#d04]  
!S-U8KI|  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: F8Wq&X#r  
1[`<JCFClc  
template < typename T > 6{X>9hD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const .A/H+.H;  
  { Rk[ * p  
  return l(t) = r(t); ItPK  
} CM1a<bV<  
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。 *KH@u  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 8|NJ(D-$  
"%t`I)  
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 r_E)HL/A  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Q$L(fH kw  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 8Jj0-4]  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 np^<HfYV  
最后的布局是: p'k+0=  
                Add  7~nCK  
              /   \ c.Z4f 7  
            Divide   5 ]Hy PJ  
            /   \ ]/Qy1,  
          _1     3 MwqT`;lb  
似乎一切都解决了?不。 veg!mY2&  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 CZRo{2!?U  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Z<<gz[$+p  
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: f {Z%:H  
 ja- ~`  
template < typename Right > i%4k5[f.:  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const -z$2pXT ^  
Right & rt) const HbfB[%  
  { y?#J`o- O  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B!ibE<7,  
} (x0*(*A}  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 lkg*AAR?'  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 Z[S+L"0  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 hyfnIb@~}  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。  r;X0 B  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 8 {]Gh 0+  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? vcO`j<`  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: \N , '+  
oImgj4C2L  
template < class Action > AWXpA1(  
class picker : public Action ?lN8~Ze  
  { M2Fj)w2   
public : '#PqI)P  
picker( const Action & act) : Action(act) {} l )*,18n  
  // all the operator overloaded qK vr*xlC  
} ; _JTxm>  
3;S`<  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。  0(/D|  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Wo+CQH6(  
S/<"RfVU#o  
template < typename Right > hdJwNmEA>  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const [RPAkp  
  { UW[{d/.wC  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0/@ X!|X  
} Jhy t)@7/,  
6.h   
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =/JF-#n/MA  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 6y,P4O*q  
_s^:zPl  
template < typename T >   struct picker_maker  L|lmStwe  
  { 6mpg&'>  
typedef picker < constant_t < T >   > result; N46$EsO!h  
} ; vd7N&c9  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 0$L0fhw.  
  { @U3foL2\  
typedef picker < T > result; k;_KKvQ  
} ; EH*ym#Y  
zB6u-4^wT  
下面总的结构就有了: ~/jxB)t  
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。 v;]I^Kq  
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。 BT#=Xh  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 k3>ur>aW  
至此链式操作完美实现。 $W {yK+N  
,mjfZ*N  
gr`Ar;  
七. 问题3 Z\=04[  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 j H.Ju|nO  
jXY;V3l  
template < typename T1, typename T2 > SAG` ^t  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K+@eH#Cv,(  
  { Vx6? @R  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); k/_8!^:'  
} |[owNV>  
Uy59zB2|=  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Zp(=[n5  
IFrb}yH  
template < typename T1, typename T2 > GtM( Y  
struct result_2 7}'A)C>J;  
  { od}EM_  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ?)mhJ/IT  
} ; _@/C~  
_h1 HuL  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? MO~~=]Y'  
这个差事就留给了holder自己。 ..]*Ao2  
    RJRq` T|m  
A!ioji+{[  
template < int Order > {;iH Yr-zs  
class holder; /}nrF4S  
template <> _D>as\dP  
class holder < 1 > 88#qu.  
  { hk@`N;dn  
public : B]|6`UfB  
template < typename T > vNz;#Je  
  struct result_1  t$H':l0  
  { pdi=6<?bd  
  typedef T & result; 6/[Z178m  
} ; ^5;vx  
template < typename T1, typename T2 > )ew[ Ak|  
  struct result_2 ?{"XrQw  
  { VqD[G<|9T  
  typedef T1 & result; P^8^1-b  
} ; V/3 {^Fcr  
template < typename T > e|b~[|;*=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const T,WKo B  
  { bvip bf[m<  
  return (T & )r; nxyjL)!)0  
} Ns.3s7&  
template < typename T1, typename T2 > (}{_]X|e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :vYt Mp  
  { `!nJS|  
  return (T1 & )r1; 'T)Or,d  
} m%oGzx+  
} ; 2#AeN6\@  
7`b lGzP_  
template <> S9HBr  
class holder < 2 > iY ^{wi~?  
  { ~5r=FF6  
public : <AI>8j6#B  
template < typename T > cQ(}^KO  
  struct result_1 -XBKOybHBO  
  { |;A9A's  
  typedef T & result; 9Hf*cQ  
} ; cW)Oi^q%o2  
template < typename T1, typename T2 > NZo<IKD$  
  struct result_2 oe(9mYWKa6  
  { t1e4H=d>  
  typedef T2 & result; 01LZE,.  
} ; }rz dm9  
template < typename T > xdd:yrC   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ~~C6)N~1  
  { 0).fBBNG  
  return (T & )r; T!l mO?Q  
} 8^/+wa+G  
template < typename T1, typename T2 > cT-K@dg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 3yTQ  
  { @72x`&|I?u  
  return (T2 & )r2; 4 ,p#:!  
} n$.1Wk"  
} ; Mn]}s:v  
C(-[ Y!  
aGPqh,<QD  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Q0V^PDF  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 0jR){G9+  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: T>#TDMU#Fm  
w$gS j/  
return l(i, j) = r(i, j); paW'R+Rck  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) JAc@S20v\  
Bu7A{DRf  
  return ( int & )i; r_Lu~y|  
  return ( int & )j; luW <V>  
最后执行i = j; h ZoC _\  
可见,参数被正确的选择了。 g-."sniP$g  
p1Q/g Il  
A)8rk_92Q  
qE>i,|rP`  
|vv]Z(_  
八. 中期总结 \). Nag+  
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: SK's!m:r=  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Q>kiVvc  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 saatU;V  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor K<c2PFo)Q  
y:Z$LmPc<  
z{%oJ_  
y k?SD1hj  
+Dv7:x7  
!0`lu_ZN  
九. 简化 vx'l> @]k  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 XmP;L(wa   
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 MzcB3pi  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: /x$}D=(CZ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !?jK1{E3  
  +-*/&|^等 +<&E3Or  
2. 返回引用。 nt7|f,_J  
  =,各种复合赋值等 P"b8!k?  
3. 返回固定类型。 d>Un J)V}  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) R0{Qy*YQ`  
4. 原样返回。 !6lOIgn  
  operator, ^D>fis  
5. 返回解引用的类型。 ]*0(-@  
  operator*(单目) 19'5Re&  
6. 返回地址。 +6 ho)YL  
  operator&(单目) U<Vy>gIC  
7. 下表访问返回类型。 X1Qr _o-BR  
  operator[] ThtMRB)9  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 6_WmCtvF  
  operator<<和operator>> Z%#^xCz;w>  
|7y6 pz  
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。 [~COYjp  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: +@e }mL\8  
J<rlz5':  
template < typename Left > :i.t)ES  
struct value_return  m;c3Z-  
  { 6Z Xu,ks}  
template < typename T > x.ba|:5  
  struct result_1 hqL+_| DW  
  { 8yn4}`Nc@  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0 <g{ V  
} ; )Bo]=ZTJ^  
gSb,s [p&+  
template < typename T1, typename T2 > )T9~8p.  
  struct result_2 NddO*`8+)  
  { ^}J<)}Q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;  s'TY[  
} ; [_V:)  
} ; K U $`!h  
/HZv  
RpYcD  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait T<P0T<  
]w!0u2K<Q\  
下面我们来剥离functor中的operator() s"WBw'_<<  
首先operator里面的代码全是下面的形式: $C u R}g  
6x/s|RWL1  
return l(t) op r(t) }-74 f  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 9mDn KW  
return op l(t) "Kq>#I'%W  
return op l(t1, t2) FI$XSG  
return l(t) op g rspt}  
return l(t1, t2) op ytiyF2Kp  
return l(t)[r(t)] z3W3=@  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?_%u)S*g  
@MOCug4  
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: { D+Ym%n  
单目: return f(l(t), r(t)); P_&p=${  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); nM8[  
双目: return f(l(t)); *GJ:+U&m[  
return f(l(t1, t2)); b!^@PIX  
下面就是f的实现,以operator/为例 |NJ}F@t/5  
B$?^wo  
struct meta_divide ,:UX<6l R  
  { 'C^;OjAg  
template < typename T1, typename T2 > %m`zWg-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) &n>7Ir  
  {  L=]p_2+  
  return t1 / t2; xzr<k Sp  
} 0q#"clw  
} ; n1,S_Hs  
JRY_ nX  
这个工作可以让宏来做: Zj!Abji=O  
Ys3uPs  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _~&9*D$ {>  
template < typename T1, typename T2 > \ lL0M^Nv  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; m(_9<bc>  
以后可以直接用 nxfoWy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ~8{sA5y  
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 KP{3iUqvO  
(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。。。) to`mnp9Z  
T<yb#ak  
KmmQ,e%  
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 4x=(Zw_X  
~KPv7WfG  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4-^[%&>}  
class unary_op : public Rettype "VTF}#Uo  
  { )R &,'`\  
    Left l; DpvrMI~I_  
public : <#*.}w~  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3{ "O,h  
.3X Y&6  
template < typename T > A gWPa.'3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const d:rGyA]  
      { $FX,zC<=  
      return FuncType::execute(l(t)); g`[$Xi R  
    } 8:dQ._#v  
:c=.D;,  
    template < typename T1, typename T2 > jDX>izg;V  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -[heV|$;  
      { Wekqn!h  
      return FuncType::execute(l(t1, t2));  #^0(  
    } g) 1X&>  
} ; dYF=c   
1m)M;^_  
!MV@) (.  
同样还可以申明一个binary_op W5 ec  
#|f~s  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > JN(-.8<  
class binary_op : public Rettype  uMd. j$$  
  { BJy;-(JP  
    Left l; +>tUz D  
Right r; Fr [7  
public : ?fK1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BC77<R!E)  
\Y5W!.(%w  
template < typename T > H=~9CJ+tc  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :_HF j.JW  
      { 7lA:)a_!]  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); `hUHel;6  
    } @ D[`Oj)  
/X#z*GX  
    template < typename T1, typename T2 > \TbVS8e^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )(TAT<  
      { G;1?<3   
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); S v`qB'e2  
    } MbA\pG'T  
} ; H"Dn]$Q\Z  
#g9ZX16}  
|He=LQ }0  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 "rNL `P7  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 SSA W52xC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) C5 X(U :  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Jp~zX lu  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! sWqM?2g  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 cUk*C  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 5kMWW*Xtf  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) n7! H:{L  
下面是修改过的unary_op tef^ShF]  
^}$O|t  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > vhgLcrn  
class unary_op {C3Y7<  
  { 3yO=S0`  
Left l; KoBW}x9Jp  
  ;_+uSalt  
public : m_7 nz!h  
dh -,E  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} d) ahF[82  
m%r/O&g  
template < typename T > #wR;|pN  
  struct result_1 eJ@~o{,?>  
  { GbZ;#^S  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; K=\O5#F?3  
} ;  jNyoN1M  
#&8rcu;/  
template < typename T1, typename T2 > PK2~fJB  
  struct result_2 I'!/[\_  
  { Wf26  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; QlZ@ To  
} ; !0}\&<8/m  
WO*9+\[v  
template < typename T1, typename T2 > LKF/u` 0dP  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^J/)6/TMXm  
  { zI;0&  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); WF2-$`x  
} 4P8*k[.  
Jjm|9|C,  
template < typename T > K[?Xm"4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n1v5Q2xw  
  { g@ith&*=h  
  return OpClass::execute(lt(t)); [(mlv42"  
} 3iX?~  
sRhKlUJG  
} ; *_-'/i  
j`>^1Q  
Y%aWK~O  
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 rZ03x\2  
好啦,现在才真正完美了。 -ysn&d\rV  
现在在picker里面就可以这么添加了: [2c{k  
ROb\Rx m  
template < typename Right > 19U]2D/z  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const !{%:qQiA  
  { $jzFc!rs  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~$,qgf  
} ,<Kx{+ [h  
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。 i@P}{   
j?i#L}.I  
S?0$?w?  
l.=p8-/$'7  
g=8un`]7  
十. bind !q"cpL'4  
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。 uaPx"  
先来分析一下一段例子 ^TdZ*($5  
P:xT0gtt  
hpbf&S4  
int foo( int x, int y) { return x - y;} PAF8W lg  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 9$*s8}|  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 7<\C ?`q"  
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。 C(?blv-vM0  
我们来写个简单的。 V-yUJ#f8[  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: tT%/r,  
对于函数对象类的版本: +0$/y]k  
r%]Qlt ~K  
template < typename Func > Jh/ E@}'  
struct functor_trait X` YwP/D  
  { >l5$9wO  
typedef typename Func::result_type result_type; 6<'K~1do:  
} ; pox, Im  
对于无参数函数的版本: 'DbMF?<.  
r7m D{0s*  
template < typename Ret > ",qU,0  
struct functor_trait < Ret ( * )() > :D:DnVZ-[@  
  { f>$``.O  
typedef Ret result_type; Wd,a?31|  
} ; _.)eL3OF  
对于单参数函数的版本: )6X.Nfkb^k  
-7qIToO.  
template < typename Ret, typename V1 > fz_nsVD  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  ZI>km?w  
  { afG{lWE)  
typedef Ret result_type; pbXi9|bI  
} ; ( )T[$.(  
对于双参数函数的版本: oMH.u^b]fT  
^%T7.1'x  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > io2)1cE&f  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > R!\EK H  
  { 3,X/,'  
typedef Ret result_type; :Ixx<9c.  
} ; 9"{W,'r&d  
等等。。。 j7QX ,_Q  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?uLeFD  
uzr\oj+>  
template < typename Func > k=ytuV\  
struct func_return S::=85[>z  
  { \E1U@6a  
template < typename T > ,L> ar)B  
  struct result_1 = "ts`>  
  { +a@GHx 4-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %|W.^q  
} ; l,|%7-  
a6xj\w  
template < typename T1, typename T2 > sY SLmUZ{  
  struct result_2 RzKb{> ;A  
  { NPnHH:\;  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %:v`EjRD0  
} ; =qVP]  9  
} ; ~#K@ADYr  
:a[Ihqfg  
tA.`k;LT  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 L71!J0@a#  
nSx8E7 |V  
template < typename Func, typename aPicker >  (t^n'V  
class binder_1 ~EiH-z4U  
  { n||A" @b\  
Func fn; ?i\;:<e4  
aPicker pk; uYI@ 9U  
public : y^>Q/H\  
fT\:V5-  
template < typename T > )=pD%$iq  
  struct result_1 } l 667N  
  { }=](p-]5  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5f'DoT  
} ; alMYk  
 l~s7Ae  
template < typename T1, typename T2 > lJ;J~>  
  struct result_2 EV M7Q>  
  { Z4TL6 ]^R  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w42OF7f  
} ; zk_Eb?mhwV  
;zTuKex~  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Ol /\t  
6aO2:|:yP  
template < typename T > }Nj97 R  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sfT+i;p  
  { ,:n| ?7  
  return fn(pk(t)); yY{kG2b,  
} @r^!{  
template < typename T1, typename T2 > q}|U4MJm  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <z+:j!~  
  {  %V G/  
  return fn(pk(t1, t2)); b]Kk2S/  
} 6(&Y(/  
} ; .\Fss(Zn  
U%B(5cC  
rt7<Q47QE  
一目了然不是么? `NRH9l>B7  
最后实现bind ` m@U!X  
: 9!%ZD  
"bQ[CD  
template < typename Func, typename aPicker > jF"YTr6  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) | $^;wP  
  { @`"AHt  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); b8KsR=]4I  
} 9-1#( Y6S  
VaZn{z  
2个以上参数的bind可以同理实现。 n`Z"rwKmNw  
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。 f'(l&/4z{  
GOy%^:Xd  
十一. phoenix VL+C&k v]  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: $& ~;@*[  
D87|q4  
for_each(v.begin(), v.end(), &-yGVx  
( tq50fq'  
do_ 2C^B_FUg|]  
[ LE^G&<!  
  cout << _1 <<   " , " PaB!,<A  
] 0'Z\O   
.while_( -- _1), SkNre$>t{  
cout << var( " \n " ) j=+"Qz/hr_  
) ^H'a4G3  
); EpPf _ \o  
^4Am %yyT  
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: `b5 @}',  
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 yBe d kj  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 we7c`1E  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .aOnGp  
{i~8 :  
)vB2!H/  
template < typename Cond, typename Actor > y %8op:'  
class do_while H5>hx {  
  { / jTT5  
Cond cd; k,Qsk d-N]  
Actor act; :c[n\)U[aa  
public : uwIc963  
template < typename T > uYG^Pc^v  
  struct result_1 WP **a Bp  
  { Px@/Q  
  typedef int result_type; S&jesG-F  
} ; S]3Ev#>  
R\Z: n*  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} NF$\^WvYSP  
N[|Nxm0z/C  
template < typename T > g+8hp@a  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1n*W2:,z  
  { ~`#-d ^s:  
  do OK|qv[  
    { " K*  
  act(t); xFv;1Q  
  } JOn yrks  
  while (cd(t)); 4JIYbb-a'  
  return   0 ; lG<hlYckv  
} I,6/21kO  
} ; 8euZTfK9e  
)x,8D ~p'  
$3+PbYY  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). m(OvD!  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ,"}Rg1\4t  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 *~$~yM/~3U  
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。 { >{B`e`$  
下面就是产生这个functor的类: ) iQ   
BfTcI)  
o/cjXun*  
template < typename Actor > :7N3N  
class do_while_actor 8 (jUe  
  { cF T 9Lnz  
Actor act; [t]X/O3<  
public : 6qvp*35Cx  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} oSb, :^Wl  
>n5:1.g  
template < typename Cond > xom<P+M!|  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; {1 J&xoV"  
} ; a)-FG P^  
bucR">_p  
7Ob*Yv=[  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 u8zbYd3  
最后,是那个do_ }}{!u0N},V  
6"j_iB  
{.e=qQ%P5)  
class do_while_invoker :q##fG 'm/  
  { iP~,n8W  
public : =/Aj  
template < typename Actor > %T`U^ Pnr  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const =wu*D5  
  { 5m$2Ku  
  return do_while_actor < Actor > (act); i@"e,7mSG  
} <pLT'Y=  
} do_; gW(gJ; L,%  
|Yi)"-  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? #:fQ.WWO  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 n7LfQWc  
最后来说说怎么处理break和continue DR9: _  
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。 jD,Baz<  
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