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
  • 6087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 QZJnb%]  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !6hV|2aJy  
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, e/x6{~ju^N  
T.W^L'L `  
UG3}|\.u  
)Myx(w"S  
  class filler 4I#@xm8)  
  { o5:md :\  
public : @|{8/s Oq  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} S0ltj8t  
} ; :KqSMuKR  
<sSH^J4QqX  
Tj}%G  
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: FiSx"o  
&?5me:aU  
Mkr &30il[  
aq\Fh7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ibLx'<  
|.;]e[&  
H;0K4|I  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 KwgFh#e  
([#'G+MC&  
={51fr/C%  
' H4m"  
二. 战前分析 yCuLo`  
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。 @d:GtAW  
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 Gl"hn  
(M<l}pl)  
gf}*}8D  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;@ G^eQ  
  /* --------------------------------------------- */ BAi`{?z$<  
vector < int *> vp( 10 ); 4q.yp0E  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }z,9!{~`  
/* --------------------------------------------- */ eZD"!AT  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }2S)CL=  
/* --------------------------------------------- */ {R"mvB`  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); {`-AIlH(  
  /* --------------------------------------------- */ Hp5.F>-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); -2'+GO7G  
/* --------------------------------------------- */ CR;E*I${  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); nw#AKtd@x  
Nw(hN+_u  
Qg0%r bE  
(" +clb`  
看了之后,我们可以思考一些问题: {,1>(  
1._1, _2是什么? 8 |Ob7+  
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。 <[w5M?n8  
2._1 = 1是在做什么? hj{)6dBX%  
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。 bYqv)_8  
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。 ;+bF4r@:+  
#m;o)KkH$r  
XN{WxcZ  
三. 动工 u6%\ZK._ \  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )&Z`SaoP|J  
I8c:U2D  
`\'V]9wS  
PjXiYc&  
template < typename T > OUFy=5(%:  
class assignment G6l C[eK  
  { Xk1uCVUe5  
T value;  \< dg  
public : "zkQu  
assignment( const T & v) : value(v) {} YV} "#  
template < typename T2 > r4<As`&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } M8$e MS1  
} ; ,*YmXR-"  
5z2("[8L&  
FM(EOsWk  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 IZ iS3  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment G/#m. =t  
Vbe@S?u-  
j@Pd" Z9  
7GS 4gSd3  
  class holder 1hSV/%v_  
  { PKC0Dt;F.  
public : VMe  
template < typename T > 5g O9 <  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 0*+EYnu+  
  { ,k*%=TF7N  
  return assignment < T > (t); FBvh7D.hV  
}  \S1W,H|  
} ; sKJr34  
0-;>O|U3  
8 nL9#b  
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: SlHDBr!.z  
(h= ]Ox  
  static holder _1; /W .G- |:  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5#s],h  
^q#[oO  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2,^ > lY  
而不用手动写一个函数对象。 U_;="y  
-7'|&zP  
bfm+!9=9S  
cB36w$n8  
四. 问题分析 "K$c9Z8  
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。 &[ ],rT  
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。 qL`yaU  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ZI1*Cb  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 }fv7WhQ  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 !uO@4]:Y  
~j(vGO3JB  
五. 问题1:一致性 87W!R<G  
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?| uqU&k@  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 yla- X|>  
t_*x.{x-  
struct holder `& h-+  
  { e+F $fQt>  
  // [\Nmm4  
  template < typename T > 4]$OO'  
T &   operator ()( const T & r) const K=E+QvSG  
  { gat;Er  
  return (T & )r; VH<d[Mj  
} WPAUY<6f  
} ; ;\6@s3  
60 cQ3.e  
这样的话assignment也必须相应改动: mEu2@3^E }  
ULBEe@ s  
template < typename Left, typename Right > h::(b,|f7  
class assignment z^jmf_  
  { RAk"C!&^m  
Left l; TJZ/lJU  
Right r; 9_F&G('V{a  
public :  7U1 M;@y  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hN~H8.g  
template < typename T2 > GDe,n  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; }  8y  
} ; ^Ifm1$X}  
9<toDg_  
同时,holder的operator=也需要改动: H&%oHyK  
54JZOtC3~  
template < typename T > r_T"b  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const N*6~$zl&  
  { 9N{?J"ido  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); db8vm4  
} ?e4H{Y/M  
g6aqsa  
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。 doe3V-if  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 n7G`b'  
1?^ P=^8   
return l(rhs) = r; 4c{j9mh  
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。 _&U#*g  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: LyNmn.nN  
@1&"S7@}u  
template < typename Tp > J Eo;Fx]  
class constant_t 9` UbsxFl  
  { rc<Ix  
  const Tp t; +9|0\Q  
public : 8>LDo"<  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ii5U) "  
template < typename T > ef&8L  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const E`(=n(Qu  
  { 8Dtpb7\o  
  return t; ,Eh]Zv1 AE  
} SCe$v76p#  
} ; V!Sm,S(  
vqQ)Pu?T  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ,%N[FZ`|  
下面就可以修改holder的operator=了 =[!(s/+>L  
3(|,:"9g  
template < typename T > SiaW; ks  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const #.*&#w)  
  { H~vrCi~t"  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); "u^vBd[}  
} .I_<\h7  
f(blqO.@l  
同时也要修改assignment的operator() Qc?W;Q+  
_izjvg  
template < typename T2 > ok:L]8UN 3  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } |39,n~"o&  
现在代码看起来就很一致了。 l4U*Lv>   
vk X+{n  
六. 问题2:链式操作 uKXD(lzX  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ik/ X!YTu*  
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。 5Rs#{9YE  
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。 {5{VGAD&]>  
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。 Ri_2@U-  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct .N.RpRz{f  
3<M yb  
template < typename T > kqj)&0|X  
struct result_1 D84&=EpVZ  
  { v6=%KXSF  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; )D/ ,QWk  
} ; 0x5Ax=ut  
& C)1(  
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: %bF157X5An  
uF}dEDB|;  
template < typename T > f -F}~S  
struct   ref sU*?H`U3d  
  { o_mjI:  
typedef T & reference; aN0 7\  
} ; 5XHejHn>  
template < typename T > R_+:nCB@,  
struct   ref < T &> #|Lsi`]+  
  { M@h"FuX:  
typedef T & reference; i\/'w]  
} ; Q Kr/  
ak| VnNa]  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: _Y&.Nw  
(2> q  
template < typename T > F09%f"9  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const x=7:D  
  { h~9P3 4m  
  return l(t) = r(t); m{RXt  
} aAGV\o{^  
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。 pQ0*)}l,  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 vw3[(_MV3_  
?G',Qtz<K  
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 9XDSL[[  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: xcmg3:s  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 a*X{hU 9P  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 2[pOGc$  
最后的布局是: ]*k ~jY,  
                Add j?|Vx'  
              /   \ 62'9lriQ  
            Divide   5 o jxK8_kl  
            /   \ obF|;fwPnR  
          _1     3 J Hm Pa  
似乎一切都解决了?不。 :P2!& W  
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。 l#^?sbG  
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。 ,qp8Rg|3j  
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: ]k]bLyz\J  
}1k?th  
template < typename Right > ;-py h(  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const "k@[7 7  
Right & rt) const I|&DXF  
  { +3zQ"lLD^  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Myg;2.  
} |?^qs nB  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 !=,zy  
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。 }UGSE2^1  
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。 ,ps?@lD  
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。 'do2n/  
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。 T}Wbt=\M  
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? j96}E/gF  
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: 0Mn |Yb4p  
._]Pz 6  
template < class Action > hV,T889'  
class picker : public Action B;8Zlm9  
  { v07A3oj  
public : 4l*cX1!  
picker( const Action & act) : Action(act) {} gS[B;+d  
  // all the operator overloaded = )3\B  
} ; jGkDD8K [  
w<!,mL5 N  
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。 nPI$<yW7F  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: tpA-IL?KQw  
/t]1_  
template < typename Right > %?+Lkj&  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ;J+iwS*Z  
  { kGnT4R*E  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); X0j>g^b8  
} .3_u5N|[=W  
Ue;Z)}  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 1|G\&T   
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 F~rl24F  
Q -$) H;,  
template < typename T >   struct picker_maker |LLpG37_  
  { Z5U\>7@&8  
typedef picker < constant_t < T >   > result; `IBNBJy  
} ; +Z_VF30pa  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > (AjgLNB  
  { )n9,?F#l  
typedef picker < T > result; ,37<F XX,  
} ; &J9 + 5L8  
G{X7;j e  
下面总的结构就有了: { )b  
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。 L;?h)8  
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。 1]0;2THx  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4/*@cW  
至此链式操作完美实现。 9:xs)t- _  
&|'yqzS3  
WB'1_a  
七. 问题3 6Ktq7'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。 HWFTI /]  
6/g 82kqpk  
template < typename T1, typename T2 > 54WX#/<Yik  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ()Wu_Q  
  { ] FvGAG.*  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); v \; /P  
} LTA0WgzR)  
F}[!OYyg  
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: Br<lP#u=G  
#Q=c.AL{  
template < typename T1, typename T2 > BaP'y8dVN  
struct result_2 SQ+r'g  
  { jvR(e"  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ~9k E.  
} ; @aFk|.6  
)J+OyR=  
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? 9qGba=}Ey  
这个差事就留给了holder自己。 16@<G  
    ZO<\rX (  
>y#qn9rV1  
template < int Order > !L9]nO 'BL  
class holder; 6v%ePFul  
template <> Gi@c`lRd1  
class holder < 1 > hiV!/}'7  
  { T <k;^iqR  
public : pH3\X cn  
template < typename T > e_!Z-#\J%  
  struct result_1 %`]!atH  
  { R@Gll60  
  typedef T & result; hG<[F@d  
} ; K(lVAKiP]  
template < typename T1, typename T2 > ?< yYm;B  
  struct result_2 XMP4YWuVc  
  { wm ?%&V/#  
  typedef T1 & result; Y1ca=ewFx  
} ; {w"Cr0F,  
template < typename T > Tw*p^rU  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const _tje xS'  
  { VhMVoW  
  return (T & )r; ?uJX  
} UpSJ%%.n  
template < typename T1, typename T2 > QKVOc,Fp7i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 't*]6^  
  { b&_Ifx_YF  
  return (T1 & )r1; Ml?KnSb  
} Mty[)+se  
} ; }[@Q**j(  
"8U=0a  
template <> (ToD u@p  
class holder < 2 > yQ<h>J>  
  { <*u^8lCA  
public : IBu\Sh-  
template < typename T > AkO);4A;Jd  
  struct result_1 `pDTjJ  
  { 8s[1-l  
  typedef T & result; a{JO8<dlm  
} ; PVljb=8F  
template < typename T1, typename T2 > xA-?pLt "G  
  struct result_2 <_=O0 t| 6  
  { q j9q   
  typedef T2 & result; eq&QWxiD*  
} ; SlT>S1`rnG  
template < typename T > OqF8KJnO;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )4:]gx#cr  
  { sD{Wc%5  
  return (T & )r; LH`2Y,E  
} KPjAk  
template < typename T1, typename T2 > jk\V2x@DR  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :kwDa a  
  { vW?/:  
  return (T2 & )r2; L?&&4%%  
} {&B0kjf  
} ; vv^y V"0Y  
= 8y,7u)  
D~M R)z_p~  
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> >。 X*5N&AJ  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: F`{O  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: g4+Hq *  
a{rUk%x  
return l(i, j) = r(i, j); lq, ]E/<&  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) w&J_c8S  
'}bmDb*  
  return ( int & )i; R1<$VR  
  return ( int & )j; +KNd%AJ  
最后执行i = j; HNj;_S  
可见,参数被正确的选择了。 fZ;}_wR-H  
>dD$GD{  
n'JS-  
]\L+]+u~  
];b+f@  
八. 中期总结 V3d$C&<(  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: fH:S_7i  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 X6qgApyE  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ({!H ()  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor j?k|-0  
87eH~&<1  
h/8p2Mrqi  
VhAJ1[k4!  
Yw5-:w0f  
@M'qi=s*  
九. 简化 PCV#O63[  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Q&^\YgkCf  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 DxpJP,wY3  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: w1VYU>  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 "5sA&^_#_  
  +-*/&|^等 T.-tV[2  
2. 返回引用。 KU+\fwYpnk  
  =,各种复合赋值等 7-~)/7L  
3. 返回固定类型。 ~%f$}{  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) k#8`996P  
4. 原样返回。 bw7gL\*  
  operator, u7Ix7`V  
5. 返回解引用的类型。 VEn3b  
  operator*(单目) vX}w_Jj>  
6. 返回地址。 <8Nr;96IA  
  operator&(单目) 8pftc)k  
7. 下表访问返回类型。 _VmXs&4  
  operator[] bQwG"N  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 E'(nJ  
  operator<<和operator>> a) P r&9I  
;Bzx}7A  
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。 7n+,!oJ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: oayu*a.  
W|uRQA`  
template < typename Left > u4m8^fj+ T  
struct value_return YG8)`X qC  
  { ,tg(aL  
template < typename T > HJ0;BD.]  
  struct result_1 o8hE.pf&  
  { @EyB^T/  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; `NEi/jB  
} ; IA[:-2_  
S $o1Q  
template < typename T1, typename T2 > B'`25u_e<  
  struct result_2 EN":}!E:  
  { g;nLR<]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; -o{ x ;:4  
} ; ) jvI Nb  
} ; re}PpXRC  
r)K5<[\r  
[?O4l`  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1sonDBd0@;  
84WcaH  
下面我们来剥离functor中的operator() 6-)WXJ@V  
首先operator里面的代码全是下面的形式: T JZ~Rpq  
!cM<&3/  
return l(t) op r(t) Y Q.Xl_  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) /`DKX }  
return op l(t) 2/uZ2N |S  
return op l(t1, t2) ,r]H+vWS  
return l(t) op l}/&6hI+d  
return l(t1, t2) op P3Lsfi.  
return l(t)[r(t)] S4{vS?>j  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] | B*B>P#  
d ePk}Sn  
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: w\eC{,00:  
单目: return f(l(t), r(t)); nLG)>L  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~9yK MUf  
双目: return f(l(t)); @U1|?~M%s  
return f(l(t1, t2)); C<I?4WM  
下面就是f的实现,以operator/为例 -$0}rfX  
XM w6b*O  
struct meta_divide &0%Z b~ts  
  { 2 rf8)8':  
template < typename T1, typename T2 > M<*Tp^Y'  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) fHEIys,{  
  { /Wjc\n$'  
  return t1 / t2; r>bgCQ#-n  
} X}3?k<m  
} ; RLQ*&[A}  
Zi}h\R a  
这个工作可以让宏来做: k3B_M9>!  
85|u;Fxf  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ .c<U5/  
template < typename T1, typename T2 > \ M8 Bp-_  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *< fJgc"3  
以后可以直接用 'M?ptu?f  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) p</t##]3ks  
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 q*4@d)_&  
(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。。。) p%bMfi*T  
TK'y-5W  
-9+$z|K  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 \A\?7#9\  
_hJ+8B^`  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v?3xWXX,  
class unary_op : public Rettype U5cbO{\ 3I  
  { 0;`FS /[(f  
    Left l; 3My}u>  
public : qPDRB.K|}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2'W# x  
qycf;Kl:6  
template < typename T > >^#Liwm  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ia /#`#.  
      { [\Aws^fD_  
      return FuncType::execute(l(t)); CUC]-]8  
    } ]1GyEr:  
W!9~bBF',  
    template < typename T1, typename T2 > W95q1f# 7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bqF?!t<B  
      { }4c$_  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); N@'l: N'f4  
    } T51oNO%^  
} ; @sd{V  
_E-{*,7bZS  
zC[LcC*+J  
同样还可以申明一个binary_op 6oq^n s-  
Ym -U{a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > f<<$!]\  
class binary_op : public Rettype XCn;<$3w  
  { WoSKN7*  
    Left l; nddCp~NX  
Right r; v=uQ8_0~N  
public : 8) `  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \0qFOjVj  
n*|8 (fD  
template < typename T > I;$tBgOWq  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >E,/|K*  
      { Cf<TDjU`|  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); b3GTsX\2|  
    } 9Y2(.~w6X  
rX`fjS*C  
    template < typename T1, typename T2 > 0r&FH$  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \naG  
      { wmP[\^c%$j  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); dftX$TS  
    } dW^#}kN7V  
} ; hNp.%XnnZ  
f,@~@f X  
!) 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 aJ]t1  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 N71^I"@HH  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)  GL&rT&  
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。 " M&zW&  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! VOmS>'$  
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。。。 N,cj[6;T%  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Z>'hNj)ju  
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) 6HVGqx  
下面是修改过的unary_op "1ZVuI  
6SSrkj}U  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > *b1NVN$  
class unary_op /-3)^R2H  
  { -r{]9v2j  
Left l; 8O*O 5   
  Fi+,omB&  
public : f%STkL)  
-]MZP:s  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} bgmOX&`G  
K5d>{c  
template < typename T > 072`i 46  
  struct result_1 ]G=^7O]`C!  
  { 4+0:(=>[%  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; LoS%  FI  
} ; }e,*'mCC*  
?)+I'lW!  
template < typename T1, typename T2 > )$FwB6^  
  struct result_2 }j#c#''i  
  { /vFdhh  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |F>'7JJJ  
} ; 9uY$@7qH  
e&="5.ik  
template < typename T1, typename T2 > Pexg"328  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]3yaIlpD1  
  { -M?s<R[&  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); j}DG +M  
} ;KW}F|  
QPwUW  
template < typename T > XiUae{j`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9xUAfU  
  { I=yy I  
  return OpClass::execute(lt(t)); Y-:{a1/RKo  
} 09rbu\h  
C&KH.h/N  
} ; 2UjQ!g`  
w#`E;fN'  
Ja#ti y  
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 \P0>TWE  
好啦,现在才真正完美了。 IG~d7rh"  
现在在picker里面就可以这么添加了: 4o*wLCo7^  
>`c-Fqk  
template < typename Right > Q>emyij  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const VE5M}kDCZ  
  { E h>qUa  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Qf}b3WEAI  
} 3]}wZY0  
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。 u >o2lvy8  
sKI{AHJ?X  
-%^KDyZ<&  
Z-,' M tD  
PF?tEw_WB  
十. bind ^X/[x]UOT@  
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。 7R`:^}'>  
先来分析一下一段例子 VdV18-ea  
`-L{J0xq  
{  'Db  
int foo( int x, int y) { return x - y;} c>%+y+b{  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ~4fjFo&_\  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 'XHKhpm<  
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。  Lx:O Dd  
我们来写个简单的。 =N%;HfUD  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: >F~]r$G  
对于函数对象类的版本: Td !7Rx _  
OZ6g u$ n*  
template < typename Func > t  Tky  
struct functor_trait G 'sEbw'[  
  { S-\;f jh  
typedef typename Func::result_type result_type; N>S_Vgk}  
} ; |lOH PA  
对于无参数函数的版本: w{1DwCLKq  
E6  2{sA^  
template < typename Ret > O%.c%)4Xo  
struct functor_trait < Ret ( * )() > D@5AI ](  
  { O*dN+o  
typedef Ret result_type; &xG>"sJ  
} ; G/:;Qig  
对于单参数函数的版本: K(+ ~#$|-~  
z+>FKAF  
template < typename Ret, typename V1 > '7UW\KEB[}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > H53dy*wb$  
  { k/&~8l.$  
typedef Ret result_type; :qbbo~U  
} ; H +O7+=&  
对于双参数函数的版本: 3(De> gs$  
$y\\ ?  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [YQVZBT|{  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [f9U9.fR  
  { MY]Z@  
typedef Ret result_type; ' w^Md  
} ; "Cz8nG  
等等。。。 M PhG:^g  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 9U[ A   
D\}A{I92F4  
template < typename Func > ]chfa  
struct func_return dD Qx[  
  { 'rZYl Qm  
template < typename T > h/7m.p]  
  struct result_1 umt*;U=  
  { n2NxO0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; FwB }@)3  
} ; 1'O++j_%y  
EZ6\pyNB0#  
template < typename T1, typename T2 > JVPl\I  
  struct result_2 z?NMQ8l|:6  
  { K"%_q$[YQ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _O76Aw-@l  
} ; R4 8w\?L  
} ; N,F mu  
5%+M:B  
~C|. .Z  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 p ~/  
f-lM[\ma_  
template < typename Func, typename aPicker > zGDLF`  
class binder_1 P4&3jQ[o  
  { pX5#!)  
Func fn; Fj?gXc5{  
aPicker pk; xc4g`Xi  
public : <OQn |zU\  
KaEL*  
template < typename T > G?p !*7N  
  struct result_1 "iu9r%l94  
  { yK1@`3@?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; P2U^%_~  
} ; WOw( -  
_,,w>q6K  
template < typename T1, typename T2 > #(i9G^K  
  struct result_2 6ol*$Q"z  
  { Rm^3K   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; | z 1  
} ; ! MTmG/^  
,>YW7+kY  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} v[++"=< o8  
J@ CKgE  
template < typename T > DW@|H  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  ;rH<  
  { ?@*hU2MTC  
  return fn(pk(t)); |Ok@:Au  
} QfdATK P  
template < typename T1, typename T2 > &nKb<o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hDn?R}^l{  
  { 8^ ujA  
  return fn(pk(t1, t2)); *VuiEBG  
} bfE4.YF  
} ; n+'gVEBA  
jTeHI|b  
j aU.hASj  
一目了然不是么? eYpK!9  
最后实现bind 5YZh e4R  
MWl2;qi  
><&>JgM  
template < typename Func, typename aPicker > {Xjj-@  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Bu]PNKIi  
  { q6]T;)U&  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); !l(O$T9 T  
} M:5K4$>Kx  
99KW("C1F  
2个以上参数的bind可以同理实现。 -/g<A~+i]$  
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。 hy]8t1894  
PxvD0GTW  
十一. phoenix )8Q;u8jm1  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: T4JG5  
+{r~-Rn3  
for_each(v.begin(), v.end(), !*\ J4bJe  
( ,6EFJVu \  
do_ znkc@8_4  
[ Hz >_tA"^T  
  cout << _1 <<   " , " ;"9$LHH*  
] {Qf/.[  
.while_( -- _1), r,r"?}Z  
cout << var( " \n " ) ` 'vNHY  
) ,Qh9}I7;C  
); Xt%y>'.  
%_L~"E 2e  
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: W[G5+*i  
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 '3uN]-A>D  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 J5zKwt  
那么我们就照着这个思路来实现吧: {5NE jUu{j  
mD_sf_2>  
p6&6^v\  
template < typename Cond, typename Actor > bCg)PJuB  
class do_while +UX~TT:  
  { f5`q9w_c  
Cond cd; KLpFW}  
Actor act; fAT+x1J\  
public : NcyE_T  
template < typename T > L$3{L"/   
  struct result_1 WX&0;Kr  
  { %%{f-\-7Ig  
  typedef int result_type; _x]q`[Dih  
} ; ] A,Og_g  
w gkY \Q  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} U}<'[o V  
;8Ts  
template < typename T > N+zR7`AG8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9`Y\`F#}q  
  { U1=]iG<%  
  do C,) e7  
    { KN:V:8:J  
  act(t); H03R?S9AQ  
  } av>Ff6w)Y  
  while (cd(t)); 2&0#'Tb  
  return   0 ; l}XnCOIT,  
} tKCX0UZ'  
} ; m/"}Y]n!  
n*m"yp  
{S"!c.  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). F @uOXNz)  
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。 bb!cZ >Z  
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。 PcEE@W9  
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。 VX'G\Zz@h|  
下面就是产生这个functor的类: rds0EZ4W  
'=(@3ggA:  
)dF`L  
template < typename Actor > '&F Pk T:5  
class do_while_actor %5Zhq>  
  { +|.6xC7U  
Actor act; 7D=gAMPvJ  
public : Vb/XT{T;b  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0:zDt~Ju  
S*(n s<L  
template < typename Cond > T-.Bof(?w  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; gjPbhY=C[  
} ; U>a~V"5,u  
X~rHNRIU  
vve[.Lud'  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 pTE.,~-J^j  
最后,是那个do_ WbHI>tt  
&h?8yV4B  
iYl{V']A  
class do_while_invoker 3NlG,e'T2  
  { csms8J  
public : X  m%aT  
template < typename Actor > --g? `4  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Nq ZR*/BOz  
  { ez^b{s`  
  return do_while_actor < Actor > (act); 5dEek7wnf  
} ^A;(#5A]7  
} do_; k4BiH5\hA  
~n9-  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? gpe-)hD@R  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S0mF %"  
最后来说说怎么处理break和continue nISfRXU;  
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。 :t6.J  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五