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
  • 6075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 8*[Q{:'.  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 aH(B}wh{  
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, ~P5;k_&  
aNxq_pRb  
5uxB)Dx)  
@Q#<-/  
  class filler ,'>,N/JA  
  { WiBO8N,%`  
public : n |Is&fy  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} )cUFb:D*"  
} ; '$m uA\  
8<X,6  
!hS~\+E  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ` fm^#Nw  
s J~WzQ  
JS{trqc1d  
kntM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ~4{|  
{L9WeosQ  
EKTn$k=  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 z:a%kZQ!0  
XZ1oV?Z4  
IP3%'2}-  
uFH ]w] X  
二. 战前分析 C_q@ixF{  
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。 B4d\4S_r%  
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 NL7CeHs5  
DuV@^qSbG.  
AQR/nWwx  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,4`=gKn  
  /* --------------------------------------------- */ IJz=SV  
vector < int *> vp( 10 ); 6OOdVS3\J  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); KM o]J1o  
/* --------------------------------------------- */ "pLWJvj6-  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); )*tV  
/* --------------------------------------------- */ F\U^-/0,  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,ag:w<km  
  /* --------------------------------------------- */ CpG]g>]L&[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); =MCQNyf+  
/* --------------------------------------------- */ ;kv/(veQ1<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [n!5!/g>j  
XI"8d.VR  
[Kc"L+H\  
&]xOjv/?  
看了之后,我们可以思考一些问题: I&lb5'6D  
1._1, _2是什么? ^w1&A 3=6  
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。 `of` uB  
2._1 = 1是在做什么? ;5TQH_g  
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。 m(6SiV=D9  
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。 jXu)%<  
/CW 0N@  
d} {d5-_a  
三. 动工 {@tqeu%IM  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @ UgZZ  
)!tqock*v  
? ^l{t4  
rm"C|T4:V  
template < typename T > b IZuZF>*  
class assignment L2GUrf  
  { ln~;Osb  
T value; qzbpLV|  
public : :\sz`p?EC  
assignment( const T & v) : value(v) {} c@&-c[k^W  
template < typename T2 > rz'A#-?'oG  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } aUVJ\ ;V  
} ; ^}>Ie03m50  
v0|[w2Q2  
Dx1w I  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 F )|0U~  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment (^)" qs B  
v vvH5NRm  
~8#Ku,vEy  
Hvj1R.I/  
  class holder VP\'p1a  
  { vSf ?o\O  
public : fVJsVZ"6v`  
template < typename T > zVL"$ )  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const `Fn6*_n  
  { ja1WI  
  return assignment < T > (t); qT}AY.O%^  
} g82_KUkB  
} ; CR KuN  
(}jYi*B  
KOqp@K$  
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: W:z?w2{VI(  
`5$B"p&i  
  static holder _1; GI ~<clhf  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 C>bd HB7  
14LOeo5O  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); eq<giHJM  
而不用手动写一个函数对象。 P}dhpU  
YN<:k Wu  
Q;EQ8pL?"  
a9<&|L <  
四. 问题分析 :p6.v>s8  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 djGzJLH  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 +2WvGRC  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H/Wo~$  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Kq. MmR!gl  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 mxxuD"5  
&t0toEj  
五. 问题1:一致性 } eL*gy  
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?| xdqiogue  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 D%k`udz<  
&N^^[ uG  
struct holder ]EhU8bZ  
  { (w+dB8 )X  
  // kCoTz"Z-  
  template < typename T > N4z(2.  
T &   operator ()( const T & r) const %M/rpEE"b%  
  { UCv9G/$  
  return (T & )r; `VB]4i}u  
} EoOB0zo}Y+  
} ; f-M9OI  
D. _*p  
这样的话assignment也必须相应改动: |` +G7?)Y  
U:[#n5g  
template < typename Left, typename Right > c(tX761qz  
class assignment E@%X  
  { l[)ZEEP  
Left l; ED>T2.:{  
Right r; AnUOv 2  
public : 4Em$L]7   
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} S9'8rn!_  
template < typename T2 > >gqd y*Bg  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } G"~%[k  
} ; HU='Hk!  
ZV?~~_ 9  
同时,holder的operator=也需要改动: H%AF,  
fNkN  
template < typename T > T9,T'y>BD  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const oK!W<#  
  { zURob MpE#  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -5_[m@Vr  
} |KM<\v(A{  
S@N:Cj  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 R>05MhA+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 qit D{;  
y&$mN  
return l(rhs) = r; S<+/Ep 2  
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。 AZi|85rN  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: K:i{us`  
mROXwzL  
template < typename Tp > c,\!<4  
class constant_t \vU1*:3  
  { 0!^vQ  
  const Tp t; ~S='~ g)  
public : jZ;dY~fE  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} jw^Pt~@  
template < typename T > svBT~P0x  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 2?)bpp$WZ  
  { T==(Pw7R7  
  return t; 5,pKv  
} :Ur=}@Dj  
} ; 6jGPmOM/  
U6R"eQUTV  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 D)u 9Y  
下面就可以修改holder的operator=了 QnWM<6xK"  
RH+'"f  
template < typename T > b.<>CG'  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const H,F/u&O  
  { ) ag8]   
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); wGXnS"L!  
} 8\85Wk{b  
e>:bV7h j~  
同时也要修改assignment的operator() c2,1d`  
^YpA@`n  
template < typename T2 > 2I 2#o9(Ar  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } w# t[sI"IT  
现在代码看起来就很一致了。 ,s?7EHtC  
LHt{y3l]  
六. 问题2:链式操作 ]Gm $0uS  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 c]y"5;V8  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 {u1Rc/Lw  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /Ww_fY  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 QzzV+YG$(4  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct GCf3'u  
N<xf=a+j  
template < typename T > o9l =Q  
struct result_1 !+E|{Zj  
  { ~}c`r4  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; LOD'iiH6  
} ; kg>Ymo.  
ae)0Yu`*G7  
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: UHtxzp =[  
Pmj]"7Vd[  
template < typename T > BZXP%{njS  
struct   ref I1H} 5 bf3  
  { >UP{= `  
typedef T & reference; X>n\@rTo  
} ; B"-gK20vY  
template < typename T > Whf7J'  
struct   ref < T &> GS%i<HQ3  
  { ,@_$acm  
typedef T & reference; suh@  
} ; ?D].Za^km  
Pgy&/-u  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: MZ(TST"  
q+MV@8w  
template < typename T > g[rxK n\Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 'wo[iNy[  
  { b9ON[qOMN  
  return l(t) = r(t); {\OIowa  
} Jl"),;Od  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 blwdcdh  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 o8:K6y  
CvCk#:@HM  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Cmq.V@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: AC=/BU3<yc  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 {[~ !6&2(k  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +fgF &.  
最后的布局是: X7I"WC1ncz  
                Add }`oe<|  
              /   \ [TZlvX(E  
            Divide   5 4T-9F  
            /   \ w1J&c'-  
          _1     3 wff&ci28  
似乎一切都解决了?不。 &&0,;r, -)  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Xd_86q8o  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 VrF(0,-Z`3  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: avR4#bfc  
}lzyl*.  
template < typename Right > {gE19J3  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const *t;'I -1w^  
Right & rt) const s!\uR.  
  { U _~lpu  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 73$^y)AvY  
} Ni$WI{e9  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 YfC1.8  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 P@Wi^svj  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 _P!J0  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 `.z;.&x  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 x1m J&D  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 8&6h()  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: S~\i"A)4  
360V  
template < class Action > O a_2J#~$  
class picker : public Action kL.JrbM"  
  { z6)SaSYE  
public : &qki NS  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 6V=69}  
  // all the operator overloaded Q 'R@'W9  
} ; :t\pi. uWt  
K~A$>0c  
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。 *P_ 3A:_  
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: DLYk#d: q?  
0]l _qxv  
template < typename Right > =J0X{Ovn4z  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const )bZS0f-  
  { Y`S9mGR#  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); +/60$60[z  
} ^l#Z*0@><~  
4h>Dpml  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @ 8yV15!  
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。 Egv (n@1  
8LP L4l  
template < typename T >   struct picker_maker hKw4[wB]  
  { 4K82%P9a  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 4P@Ak7iL(V  
} ; ^Bw2y&nN  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > '>AOJ aA  
  { } h|1H  
typedef picker < T > result; \*x]xc/^  
} ; _94|^   
/dpEL9K  
下面总的结构就有了: YEoQIR  
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。 ^)&d7cSc  
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。 @ U6Iw"@  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 .OM m"RtK  
至此链式操作完美实现。 x^kV;^ I  
5V&3m@d0aq  
*TY?*H  
七. 问题3 ANEW^\  
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。 =Mb!&qq  
c&.>SR')  
template < typename T1, typename T2 > V`Z-m-V~1  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &g R+D  
  { DVxW2J  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); q.0a0 /R  
} q3\ YL?  
dEU +\NY  
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: !(PAUW S@  
NF <|3|  
template < typename T1, typename T2 > q"OvuHBSOn  
struct result_2 ${^WM}N  
  { w-l:* EV8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; yTWP1  
} ; c%_I|h<?iT  
UD`bK a`E  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? RiC1lCE  
这个差事就留给了holder自己。 g+oSbC  
    4S>A}rWz  
_p/ _t76s  
template < int Order > GGcN aW'  
class holder; 6@?4z Rkz  
template <> h.@5vhD  
class holder < 1 > Q?KWiFA}'  
  { FU9q|!2Y  
public : x 5vvY  
template < typename T > >%k:+ +b{  
  struct result_1 p`lv$ @q'  
  { uh'{+E;=  
  typedef T & result; K^j7T[pR  
} ; \EF^Ag  
template < typename T1, typename T2 > s(W]>Ib  
  struct result_2 ?s[ kUv+=  
  { Vo^ i7  
  typedef T1 & result; _oK*1#Rm8  
} ; /?<o?IR~6  
template < typename T > H'E(gc)>)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $s-/![ 6  
  { Coz\fL  
  return (T & )r; ) -x0xY  
} b6sj/V8  
template < typename T1, typename T2 > 7M*&^P\}es  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const R7u&`  
  { e ?FjN 9  
  return (T1 & )r1; 33dHTV  
} t'Zq>y;yg  
} ; wlk{V  
mm(Ff>O  
template <> mOG;[CB  
class holder < 2 > \^O&){q(9  
  { 4lMf'V7*l  
public : K TJm[44  
template < typename T > U^iNOMs?  
  struct result_1 K*^3FO}JG  
  { CN4Q++{  
  typedef T & result; 8."B  
} ; rw(EI,G  
template < typename T1, typename T2 > +VxzWNs*JP  
  struct result_2 34S0W]V  
  { P%w)*);  
  typedef T2 & result; SPfz/ q{  
} ; RV^ N4q4  
template < typename T > 8i:E$7etH  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const qzD<_ynA  
  { JmL{&  
  return (T & )r; *HiN:30DZ  
} wq$+m (  
template < typename T1, typename T2 > ?:DeOBAb  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const KQGdV{VFs  
  { BZHba8c(  
  return (T2 & )r2; r]JV !'R  
} SB"Uu2)wZ  
} ; @@->A9'L  
fS9TDy  
`5da  
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> >。 <r 2$k"*:  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?wM{NVt#-  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Msj(>U&}+  
Sep/N"7~t  
return l(i, j) = r(i, j); w)}' {]P"c  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =^a Ngq  
(lPiv+'n  
  return ( int & )i; klpYtQ  
  return ( int & )j; })~M}d2LXB  
最后执行i = j; miWog8j  
可见,参数被正确的选择了。 {v CB$@/o  
;1x(~pD*o  
v+\&8)W=  
Cn6<I{`\  
R^u 1(SF  
八. 中期总结 O7DaVlln  
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: n{'LF #4l  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 vH14%&OcN  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 );*:Uz sC_  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor :Y4 m3|  
05 56#U&>  
R*PR21g  
 mE1m  
oUSv)G.zb  
)?d(7d-l  
九. 简化 Qdt4h$~V"  
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。 3+:F2sjt  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ?rauhTVnJ  
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: @J~hi\&`  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 LR`]C]  
  +-*/&|^等 MKiP3kt8  
2. 返回引用。 ULT,>S6r  
  =,各种复合赋值等 t[=-4;  
3. 返回固定类型。 ^&[Z@*A8#  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) $c^,TAN  
4. 原样返回。 Cpg>5N~;L  
  operator, `2 6t+Tb  
5. 返回解引用的类型。 J_-K"T|f  
  operator*(单目) )h0 3sv  
6. 返回地址。 B7QuSo//  
  operator&(单目) $0[t<4K`yn  
7. 下表访问返回类型。 #{f%b,.yxt  
  operator[] /&>vhpZ}  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 n,Gvgf  
  operator<<和operator>> OdSglB  
8bTE# 2+-  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 vyS8yJUY  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: .#Vup{.  
PNgdWf3  
template < typename Left > S:= _o  
struct value_return !_i;6UVG  
  { QZZt9rA;  
template < typename T > 5Z]]xR[  
  struct result_1  Y%zYO  
  { ny l[d|pVa  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; H{1'OC  
} ; MP6Py@J45  
;N(9nX}%)  
template < typename T1, typename T2 > 7gnrLc$]O  
  struct result_2 ; ElwF&"!X  
  { n[E/O}3& /  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; bI?uV;m>  
} ; |~]@hs~  
} ; jA' 7@/F/  
tX.fbL@ T  
]@P!Q&V #  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 9]4W  
qmy3pnL  
下面我们来剥离functor中的operator() 4Pv Pp{Y  
首先operator里面的代码全是下面的形式: gcI?)F   
/:GeXDJw  
return l(t) op r(t) A6S|pO1)3  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4N K{RN3  
return op l(t) ]8o[&50y  
return op l(t1, t2) *S= c0  
return l(t) op -\I".8"YE  
return l(t1, t2) op 2~B9 (|  
return l(t)[r(t)] @9AK!I8f  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ]1)#Y   
)RCva3Ul  
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:  8 ?4/  
单目: return f(l(t), r(t)); -Cc2|~n  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); g3*J3I-O  
双目: return f(l(t)); bAwFC2jO[  
return f(l(t1, t2)); }trQ<*D  
下面就是f的实现,以operator/为例  k:i}xKu  
E``\Jre@  
struct meta_divide 0J z|BE3Y  
  { GOU>j "5}2  
template < typename T1, typename T2 > 5sZqX.XVF  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) vxZ :l  
  { }}X<e  
  return t1 / t2; N@x5h8  
} :pw6#yi8`  
} ; /r?EY&9G  
A$1Gc> C  
这个工作可以让宏来做: WB|N)3-1  
g^)8a;/c  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ oR@1/lV  
template < typename T1, typename T2 > \ u"5 hlccH  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; aB^`3J  
以后可以直接用 2]'cj  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) .T*89cEu  
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 j 21>\K!p  
(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。。。) a0)]W%F  
LB\+*P6QM  
;=lQMKx0  
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 @!KG;d:l  
UZ-[vD1n  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Wagb|B\  
class unary_op : public Rettype /I~(*X  
  { $,8}3R5}  
    Left l; J/>9w  
public : ["BD,mB  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} L IN$Y  
\F8 :6-  
template < typename T > q c DJ  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fl+dL#]  
      { 9R3YUW}s  
      return FuncType::execute(l(t)); 2*pNIc  
    } *}RV)0mif  
COFCa&m9c  
    template < typename T1, typename T2 > r 3FUddF'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B#, TdP]/  
      { LA4,o@V`  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); vT;~\,M  
    } Cm%xI& Y  
} ; `%$l b:e  
w\%AR1,rs  
tk66Ggi[K  
同样还可以申明一个binary_op xY@<<  
Xu%8Q?]  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $^5c8wT  
class binary_op : public Rettype bOdQ+Y6  
  { HSlAm&Y\  
    Left l; I;UCKoFT  
Right r; L8~zQV$h  
public : b@ OF  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} PwS7!dzH-  
ve*m\DU  
template < typename T > & d@N3y  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [;$9s=:[  
      { ;t \C!A6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); # 5b   
    } i'MpS  
V!zU4!@qP  
    template < typename T1, typename T2 > m/p:W/0L  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'M=V{.8U  
      { :$^cY>o  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); c3!YA"5  
    } r#\Lq;+-B  
} ; =q<t,UP8  
^ Q  
#sb@)Q  
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 d_)VeuE2  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 =@s{H +  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) DpvMY94Qh  
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。 %3es+A@  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! J?oEzf;M  
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。。。 f <LRM  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 aB2t/ua  
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) !"bU|a  
下面是修改过的unary_op -^WW7 g`  
W3y9>]{x^  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > [_1K1i"m  
class unary_op NflRNu:-  
  { 9PWqoz2c  
Left l; 2SJ|$VsLaE  
  JB9s# `  
public : arb'.:[z^  
!b?`TUt   
unary_op( const Left & l) : l(l) {} gbT1d:T  
e6 a]XO^  
template < typename T > ]z"7v  
  struct result_1 n|) JhXQ  
  { p#>d1R1&  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; MxLi'R=  
} ; N6w!V]b  
&e;GoJ  
template < typename T1, typename T2 > 8=WX`*-uH  
  struct result_2 (dQsR sA  
  { ]<:qMLg  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _g%h:G&^  
} ; hZ UnNQ  
6a4-VX5  
template < typename T1, typename T2 > p.x!dt\1kC  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const uTRFeO>  
  { 3<X*wVi)NN  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4&wwmAp^  
} g%%j"Cz1  
df7 xpV  
template < typename T > oWV^o8& GH  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;[!W*8.c  
  { ?.6fVSa  
  return OpClass::execute(lt(t)); o>@9[F,h+  
} Ht&%`\9s  
_7N^<'B  
} ; z99jW<*0  
I@l }%L  
N5Ih+8zT  
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 (laVmU?I7  
好啦,现在才真正完美了。 3AcCa>  
现在在picker里面就可以这么添加了: ' qN"!\  
v<V9Z <ub  
template < typename Right > Hi#f Qji  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const LseS8F/q  
  { o`~ %}3  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); O"m(C[+ [  
} LNI]IITx/  
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。 lJdwbuB6  
mE"},ksg  
|\J! x|xy  
xv~E wT)  
0` UrB:  
十. bind DW0UcLO  
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。 t+2,;G  
先来分析一下一段例子 1LonYAHF  
DH'0#  
gYW  
int foo( int x, int y) { return x - y;} TUM7(-,9  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 s#%P9A  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 0)E`6s#M  
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。 Y<[jUe`O;  
我们来写个简单的。 |$sMzPCxOk  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: &*;E wfgZ  
对于函数对象类的版本: nYts[f9e  
cB|Rj}40v  
template < typename Func > :WAFBK/x  
struct functor_trait O%p+P<J  
  { 5<mGG;F  
typedef typename Func::result_type result_type; g<jgR*TE`  
} ; qN(,8P\90  
对于无参数函数的版本: ]n^TN r7  
(cdtUE8  
template < typename Ret > taqmtXU=(  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Jpr`E&%I6  
  { "t:9jU  
typedef Ret result_type; =SpD6 9-H  
} ; X'.*I])  
对于单参数函数的版本: *k<{nj@y  
2; ~jKR[~  
template < typename Ret, typename V1 > Y^9b>H\2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \Zmn!Gg  
  { }e4#Mx  
typedef Ret result_type; DY?;Z98P?  
} ; Q4QF_um  
对于双参数函数的版本: YLFM3IaP  
FiW>kTM8  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ))eQZ3ap9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > :JfT&YYi"  
  { Nk@ag)  
typedef Ret result_type; N9X`81)t  
} ; Oj0,Urs7  
等等。。。 }8)iFP&"  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy +nm?+ F  
\p{$9e;8yT  
template < typename Func > ^>tqg^  
struct func_return ~pve;(e=  
  { 5_E,x  
template < typename T > ,'^^OLez  
  struct result_1 j6r.HYX!  
  { i[rXs/]  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Lk:Sju  
} ; v&}^8j  
,<,#zG[.  
template < typename T1, typename T2 > Yb=Z `)  
  struct result_2 Lzy Ix!S  
  { r E<Ou"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ub| -Q  
} ; :9f/d;Mo3  
} ; ?*: mR|=  
Mi2l BEu,  
uZkh.0yB  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 _MST8  
PR;A 0   
template < typename Func, typename aPicker > )]P%=  
class binder_1 Z Vj  
  { 2%gLq  
Func fn;  <6[P5>  
aPicker pk; ?0VETa ~m  
public : -:NFF'  
0w<G)p~%n  
template < typename T > 9#D?wR#J=  
  struct result_1 oH]"F  
  { a+#Aitd  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; yjB.-o('  
} ; DqbU$jt`  
+y\mlfJ.-b  
template < typename T1, typename T2 > Y.}8lh eH  
  struct result_2 q:X&)f  
  { 3tAX4DnYrq  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; m* JbZT  
} ; r8Pdk/CW^  
/FW{>N1   
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} U5pg<xI  
G'0]m-)dw  
template < typename T > [lbe_G;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8@Hl0{q  
  { Q]"u?Q]  
  return fn(pk(t)); h Lv_ER?  
} Gp5[H}8K  
template < typename T1, typename T2 > A@qwD300Vo  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <Z58"dg.5  
  { +tSfx  
  return fn(pk(t1, t2)); %.`<ud  
} |T;NoWO+  
} ; zv[pfD7a  
+4--Dl?  
^s[OvJb  
一目了然不是么? .GH#`j  
最后实现bind R<FW?z*  
+Oa+G.;)o4  
NP< {WL#  
template < typename Func, typename aPicker > l7M![Ur  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 9m:G8j'  
  { nD/; Gq  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); (TQhO$,  
} /+{]?y,  
]v6s](CE  
2个以上参数的bind可以同理实现。 .Bb86Y=3  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 |uRZT3bGyj  
qsTB)RdjP%  
十一. phoenix b i 8Qbo4  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9]^ CDL  
JC}oc M j0  
for_each(v.begin(), v.end(), Al1BnFB  
( "- XJZ;5  
do_ mw,\try  
[ 'X@>U6s  
  cout << _1 <<   " , " IQya{e  
] Zwxu3R_  
.while_( -- _1), q;0QI{:5v  
cout << var( " \n " ) dB%q`7O  
) "Nlw&+ c7  
); x;L.j7lzA;  
'hn=X7  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: /ig'p53jL  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 1j":j%9M  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +kN/-UsB  
那么我们就照着这个思路来实现吧: oGa8#>  
w +~,Mv\  
}:f \!b  
template < typename Cond, typename Actor > ;S_\- ]m&g  
class do_while NP_b~e6O=  
  { =n7 3bm  
Cond cd; etk@ j3#  
Actor act; 5(V'<  
public : O!=ae|  
template < typename T > Fy'/8Yv#L  
  struct result_1 ?O!'ZZX  
  { U#{^29ik=o  
  typedef int result_type; Jx(`.*$  
} ; vbT,! cEm  
s1| +LT ,D  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} r"uOf;m  
?.%'[n>P  
template < typename T > 4EtP|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K)!Nf.r$9  
  { Pk 6l*+"r<  
  do B[Gl}(E  
    { ~Vf+@_G8`  
  act(t); 1O{x9a5Z?O  
  } *6b$l.Vs  
  while (cd(t)); *4<Kz{NF  
  return   0 ; _Boe"   
} Sy?O(BMo  
} ; +_h1JE_}D  
qh<h|C]V  
_xVtB1@kLM  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 1s@%q <  
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。 Y::I_6[eV  
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。 5\6S5JyIL  
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。 pf'-(W+  
下面就是产生这个functor的类: $Z8=QlG>  
t:?8I9d  
gfW8s+  
template < typename Actor >  {Hp*BE   
class do_while_actor h;(#^+LH  
  { &!E+l<.RF  
Actor act; E)h&<{%  
public : }VUrn2@-4  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ~c*$w O\  
8ezdU"  
template < typename Cond > G6?+Qz r  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 28N v'  
} ; 3TS(il9A  
"\]NOA*  
j>KJgSs]&\  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ]*M-8_D  
最后,是那个do_ ">LX>uYmX-  
J4 Tc q  
cJ> #jl&  
class do_while_invoker ;[ag|YU$Y  
  { #'<s/7;~  
public : $<[Q8V-  
template < typename Actor > 9]DMHA@  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const L-}6}5[  
  { x\r[Zp|  
  return do_while_actor < Actor > (act); TrBBV]4  
} H]XY  
} do_; >#Obhs|S{C  
bQ3EBJT{P  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? b?~%u+'3  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 O DLRzk(  
最后来说说怎么处理break和continue =d{B.BP(  
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。 9Un3La8PX  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五