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
  • 5326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 bJ6H6D>  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :hWG:`  
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, +^AAik<yl  
F~OQ'59!Pf  
 <pD  
*mYGs )|  
  class filler -QBM^L  
  { ;K4uu<e \  
public : 6o(.zk`d  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} /t2H%#v{  
} ; *Utx0Me  
k;SKQN  
&%(SkL_]  
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: }w >UNGUMh  
$ )2zz>4  
SD@ 0X[  
7*WO9R/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 7:JGrO  
];=|))ky"  
q& KNK  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 W?ghG  
S&'s/jB  
KilN`?EJ  
%@ q2  
二. 战前分析 vkG%w;  
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。 j>.1RG  
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 vI48*&]wTf  
F/:%YR;  
$?[pcgv  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?zVE7;r4U  
  /* --------------------------------------------- */ D)S_ p&  
vector < int *> vp( 10 ); ;/IX w>O(/  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); VuK>lY &  
/* --------------------------------------------- */ 0r!F]Rm-^  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); pQ4HX)<P  
/* --------------------------------------------- */ ~[BGKq h  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); PB BJ.!Pb  
  /* --------------------------------------------- */ '[_.mx|cd`  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); t.bM]QU!1  
/* --------------------------------------------- */ BXz g33  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); VrhHcvnZ  
"kIlxf3  
t47;X}y f  
\DD4=XGA  
看了之后,我们可以思考一些问题: L i 9$N"2  
1._1, _2是什么? Tn\{*A  
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。 #%#N.tB 5  
2._1 = 1是在做什么? I\[z(CHg@  
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。 )g]A 'A=  
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。 V<PH5'^$j  
j*GS')Cm  
KO"+"1 .  
三. 动工 !i@A}$y  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: OW!y7  
Df(+@L5!  
7pnlS*E.  
@2_ E9{T  
template < typename T > ,WW=,P  
class assignment Z,~@_;F  
  { M@*Y&(~  
T value; =fB"T+  
public : K;w]sN+I  
assignment( const T & v) : value(v) {} P /q] u  
template < typename T2 > g$/7km{TP  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } "%_T7 A ![  
} ; <w?k<%( 4  
t23W=U  
^L.'At  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 hC]:+.Q+  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ?k^m|Z  
:}gEt?TUhs  
dAM]ZR<  
[ThAv Q_$  
  class holder V <ilv<  
  { S5UQ   
public : GE !p  
template < typename T > WU,b<PU &  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const axN\ZXU  
  { C!6D /S  
  return assignment < T > (t); hVd_1|/X  
} 8;f5;7M n  
} ; [O]rf+NZ(5  
FNo.#Z5+b  
n(SeJk%>9  
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: 7$IR^  
zzd PR}VG  
  static holder _1; ^E+fmY2a  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q j|tD+<  
<R%TCVwC@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 7(| f@Y~*  
而不用手动写一个函数对象。 3Jj&wHp]  
i]qxF&1  
E7/i_Xkk  
^^a%Lz)U  
四. 问题分析 xjrL@LO#  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ::cI4D  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 L{&Yh|}  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 )YwLj&e4tf  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 oP:R1<  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ,,ML^ey  
_C|j"f/}  
五. 问题1:一致性 L2%D$!9  
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?| ]bstkf}~u  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 RfT)dS+rAh  
y,qn9  
struct holder g\iSc~%?  
  { Lnq CHe  
  // .4<lw  
  template < typename T > f<'D?d)L^  
T &   operator ()( const T & r) const HJlxpX$_  
  { _|;{{8*?  
  return (T & )r; z 8#{=e  
} 7>AM zNj  
} ; D^f;X.Qm  
f=8{cK0j  
这样的话assignment也必须相应改动: 4VC8#x1  
i4M%{]G3Y  
template < typename Left, typename Right > M(^ e)7a1  
class assignment \#F>R,  
  { OO,EUOh-T:  
Left l; bPV;"  
Right r; -q&,7'V  
public : {L7+lz  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o/=61K8D  
template < typename T2 > Qx_N,1>S  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } f=7[GZoDn  
} ; NR%_&%qQA  
3[ xHY@c  
同时,holder的operator=也需要改动: ocpM6b.fK  
,&Vir)S  
template < typename T > 3bQq Nk  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 5FsfJpw  
  { /1Ss |.  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); v0T?c53?  
} <KI>:@|Sc  
:EH>&vm  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 us.IdG  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 O.-A)S@  
kX)*:~*  
return l(rhs) = r; X|}Q4T`  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 =p:~sn#  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: lc]cs D  
@iBmOt>3  
template < typename Tp > yDj'')LOQg  
class constant_t Kp;a(D  
  { ;*=7>"o'`  
  const Tp t; K%u>'W  
public : v`p@djM  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} (aq-aum-I  
template < typename T > 4i<GqG  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const vV"I}L  
  { QcjsQTAbk  
  return t; NH*"AE;  
} 7Rc>LI* '  
} ; UVW4KUxR  
vjA!+_I6  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 a^Q ?K\c4N  
下面就可以修改holder的operator=了 .*z$vl  
:% +9y @%  
template < typename T > V=YDqof  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const gN*b~&G  
  { SA%)xGRW  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); rMw$T=Oi  
} QB ;TQZ  
'+c@U~d*7  
同时也要修改assignment的operator() lAo4)  
{CFy %  
template < typename T2 > (Bv~6tj~J  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [ /<kPi  
现在代码看起来就很一致了。 <)Y jVGG  
<Ynrw4[)t  
六. 问题2:链式操作 A.RG8"  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `\/\C[Gg  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 VA %lJ!$  
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。 p Ohjq#}  
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。 ^/xb-tuV  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct `B$Pk0>5r  
C 7YS>?^]  
template < typename T > 'a:';hU3f  
struct result_1 R0bgt2J  
  { P:5vS:s?  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 'QTa<Z)E  
} ; ~(=5`9  
7g%\+%F I  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: nHU}OGzW  
-<e_^  
template < typename T > /"^XrVi-  
struct   ref +k0UVZZX?  
  { +"|TPKas  
typedef T & reference; ,D&-.`'E  
} ; D z[ ,;  
template < typename T > 7 h>,  
struct   ref < T &> Zlygx  
  { R0G!5>1i  
typedef T & reference; >X5RRSo  
} ; Kk|)N3AV:  
"I@akM$x  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: -KZ9TV # R  
u(PUbxJ V  
template < typename T > xlh<}V tp  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const kjt(OFh'Y+  
  { l%qh^0  
  return l(t) = r(t);  &'?Hh(  
} - rI4_Dl  
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。 M-e|$'4u  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 U99Uny9  
Cm0K-~ U  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 A7T(p7pP  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: uC[F'\Y  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Qv)DSl  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 + +Eu.W;&#  
最后的布局是: ME.!l6lm\  
                Add J0o,ZH9  
              /   \ <~u-zaN<W  
            Divide   5 `7.$ A U  
            /   \ ij.NSyk9  
          _1     3 phwBil-vUU  
似乎一切都解决了?不。 Fc|N6I'o  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 #eF k  
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。 #T8PgmR  
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: 0W~1v  
@ 0/EKWF  
template < typename Right > _,f7D/dq  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const /03?(n= 3  
Right & rt) const NL'(/|)  
  { NS "1zR+  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <S12=<c?'  
} t Q.%f:|  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 HHOqJb{8S  
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。 7Jpq7;  
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。 AE Abny q  
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。 V@\u<LO0G  
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。 c<{~j~+  
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? cs[nFfM  
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: *q@3yB}  
db>"2EE  
template < class Action > klTRuU(  
class picker : public Action cqcH1aSv  
  { oq,*@5xV2  
public : &gI*[5v  
picker( const Action & act) : Action(act) {} :w7?]y6~S  
  // all the operator overloaded U? ;Q\=>  
} ; #E#@6ZomT  
fVi[mH0=+  
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。 MOm+t]vq1  
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: X9C:AGbp  
y!|4]/G]?t  
template < typename Right > c2]h.G83  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const S$a.8Xh  
  { 4y $okn\}i  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |lyspD  
} hW\'EJ  
+6L.a3&(b  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /2 qxJvZ  
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。 }|j#C[  
vorb?iVf>  
template < typename T >   struct picker_maker _*xY>?Aq  
  { y`cL3 xr4R  
typedef picker < constant_t < T >   > result; '}q/;}ih  
} ; Gq7\b({=  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > eu//Q'W  
  { *g4Uo{  
typedef picker < T > result; t&IWKu#  
} ; >;}(? +|f  
X9rao n  
下面总的结构就有了: KXBTJ&  
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。 q77Iq0VR  
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。 Pu'lp O  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 6H0aHCM  
至此链式操作完美实现。 xFA`sAucr  
 l .m #  
?iL-2I3*  
七. 问题3 EH'eyC-B<  
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。 ; NO#/  
H)rJ >L  
template < typename T1, typename T2 > c]|Tg9AW  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ojVN -*5  
  { Ij9=J1c4  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); v7D0E[)~  
}  J@J`)  
}Q-Tw,j  
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: |:`)sx3@#  
${97G#  
template < typename T1, typename T2 > C%/@U[;  
struct result_2 _6L'}X$)N  
  { 7}(YCZny5  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %2beoH'  
} ; ;x/. 8fA  
9MbF:  
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? fS%B/h=  
这个差事就留给了holder自己。 "Q{7X[$$^  
    ^C}f|{J  
\JP9lJ3<  
template < int Order > -tp3qi  
class holder; .m xc~  
template <> YDgG2hT/2  
class holder < 1 > cu#r#0U-  
  { CYM>4C~>JW  
public : 8/~@3-9EK  
template < typename T > ?}C8_I|4~  
  struct result_1 GxE`z6%[  
  { GZmfE`  
  typedef T & result; +hs:W'`%  
} ; A>*#Nw5L  
template < typename T1, typename T2 > Ki /j\  
  struct result_2 JQW7y!Z  
  { "M,Hm!j  
  typedef T1 & result; w!}kcn<  
} ; X& XD2o"rt  
template < typename T > gU?M/i2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const gGs"i]c  
  { ifmX<'(9A  
  return (T & )r; 9rM#w"E?<  
} _# &_`bZH  
template < typename T1, typename T2 > q{!ft9|K\d  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6f+@@=Xc  
  { !)`m mr  
  return (T1 & )r1; hl,x|.f}4Y  
} `J;g~#/k  
} ; 1TgD;qX  
|w>d]eA5  
template <> '1Ex{$Yk  
class holder < 2 > $`L |  
  { ^ JU#_  
public : v}@Uc-(  
template < typename T > HYNpvK  
  struct result_1 ~SwGZ  
  { qI[AsM+  
  typedef T & result; Io('kCOR;  
} ; unr`.}A2>  
template < typename T1, typename T2 > mlz|KI~\F;  
  struct result_2 HrRw  
  { V\AF%=6}  
  typedef T2 & result; }3-`e3  
} ; WHRBYq_  
template < typename T > 02^Nf7DMR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;r XZ?"  
  { `mquGk|)  
  return (T & )r; tHFUV\D;,  
} EIOP+9zP  
template < typename T1, typename T2 > C`8.8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k?_uv  
  { k:&B b"  
  return (T2 & )r2; ]'z 5%'  
} "}0)~,{x B  
} ; Ls&-8  
NH'QMjL)  
{$C"yksr  
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> >。 l4^MYwFR{O  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: FyV $`c$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: GvL\%0Ibx  
p)~EG=p  
return l(i, j) = r(i, j); [] R8VC>Ah  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) GwmYhG<{  
u>V~:q\X  
  return ( int & )i; Qn/ 6gRLj  
  return ( int & )j; v\5`n@}4  
最后执行i = j; [MeFj!(  
可见,参数被正确的选择了。 JE;!~=   
cq$ _$jRx  
E .CG  
d;).| .}P  
eqyUI|e  
八. 中期总结 = @ 1{LF;  
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: hE +M|#o  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =r~ExW}+  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 x, 'KI?TyQ  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |doG}C  
35fj-J$8  
2>xEE  
H$6;{IUz~  
M4t:)!dji?  
!@FzP@  
九. 简化 QPB ^%8  
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。 V:lKF')  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3.Jk-:u %m  
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: nMBF/75  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 X//=OpS`  
  +-*/&|^等 tjcsT>  
2. 返回引用。 4^ZbT  
  =,各种复合赋值等 +_ $!9m  
3. 返回固定类型。 H9[0-Ur5  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) w|-m*v .  
4. 原样返回。 4@Bl 1b[<  
  operator, 12}!oS~_  
5. 返回解引用的类型。 j!IkU}*c  
  operator*(单目) &HqBlRo  
6. 返回地址。 |zy` ]p9  
  operator&(单目) z:A_  
7. 下表访问返回类型。 :VX2&*  
  operator[] BfDC[(n`  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 s =<65  
  operator<<和operator>> a@C}0IP)  
CZkmd  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 {-hu""x>  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Yd<9Y\W%?  
R'^J#"[  
template < typename Left > p R ! m  
struct value_return @CKMJ^#|  
  { }RUK?:lEA  
template < typename T > cEGR?4z  
  struct result_1 XM`&/)  
  { B3E}fQm )  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; yB4eUa!1  
} ; GGsAisF"N  
MKX58y{+  
template < typename T1, typename T2 >  4Gj  
  struct result_2 `X(H,Q}*;  
  { )c<[@ ::i  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; QvlV jDIy  
} ; yL23 Nqe  
} ; V%voe  
z -'e<v;w  
"!:)qVL^  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait tV2o9!N4  
/#[mV(k  
下面我们来剥离functor中的operator() NZ% v{?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: RAA,%rRhu(  
43*;"w=  
return l(t) op r(t) UW{C`^?=B  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) jM>;l6l  
return op l(t) m:cWnG  
return op l(t1, t2) k8,s<m  
return l(t) op .RWq!Z=)3  
return l(t1, t2) op _D8:p>=  
return l(t)[r(t)] _TbvQ Y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 96%N  
n m.5!.  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: WdbHT|.Aj  
单目: return f(l(t), r(t)); [f]:h Ji  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); !j9(%,PR  
双目: return f(l(t)); J$S*QCo  
return f(l(t1, t2)); q,=YKw)*  
下面就是f的实现,以operator/为例 /mK]O7O7  
A $l  
struct meta_divide }&^1")2t  
  { C-H6l6,  
template < typename T1, typename T2 > BuOe'$F 0t  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ;7(vqm<V2~  
  { w NMA)S  
  return t1 / t2; rE?B9BF3O  
} r>t|.=!  
} ; 07>D G#  
m[hHaX  
这个工作可以让宏来做: Q}1qt4xy*  
-#r=  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 'K|F{K  
template < typename T1, typename T2 > \ SfPtG  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Gyc _B  
以后可以直接用 <,J O  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) u`pw'3hY  
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 [+qB^6I+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。。。) l=47#zbpZ]  
B+2.:Zn6  
2>m"CG  
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 ;6`7 \  
Kn}Y7B{  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  k.\4<}  
class unary_op : public Rettype 4Td)1~zc3  
  { )#,a'~w  
    Left l; h3Nbgxa.  
public : Sb`SJ):x  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} fdgjTX  
BipD8`a  
template < typename T > X&A2:A 6\+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F`.W 9H3  
      { BfQ#5  
      return FuncType::execute(l(t)); 0,6! 6>BOT  
    } B. #-@  
>bg{  
    template < typename T1, typename T2 > hfs QAa  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bUc ++M  
      { {T3wOi  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); X @X`,/{X  
    } iN2591S  
} ; tD]vx`0>  
LftzW{>gI"  
jK2gc^"t  
同样还可以申明一个binary_op )9+H[  
E>F6!qYm  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > peVzF'F  
class binary_op : public Rettype #/)U0 IR)  
  { }U**)"  
    Left l; )a$sx}  
Right r; H:o=gP60]  
public : M+7jJ?n  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} kMg[YQ]OC  
avUdv V-  
template < typename T > +d3h @gp  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TIno"tc3  
      { % xBQX  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); cK'}+  
    } ;>Z0e`=  
I3YSW  
    template < typename T1, typename T2 > 3 op{h6  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const th+LScOX  
      { ~2QD.(  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ?*cCn-|  
    } `r0MQkk  
} ; T!>sL=uf  
XKvH^Z4h{l  
+SkfT4*U  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ePTxuCf>  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 >vNE3S_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8[oZ>7LMzC  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 !)FKF7'  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! J$,bsMIX  
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。。。 ]MB6++.e  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :v^OdW  
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) /Y| <0tq  
下面是修改过的unary_op zn5|ewl@"  
hdYd2 j  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > i \@a&tw  
class unary_op D*ZswHT{y  
  { "1hFx=W+\  
Left l; 'w_Qs~6~{  
  y.::d9v  
public : `=2p6<#z  
_: !7M ^IU  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} D~ 7W  
FMC]KXSd  
template < typename T > {G{ >Qa|  
  struct result_1 ] m #*4  
  { v+'*.Iv:  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; {%6g6?=j  
} ; _Pn 1n  
(ZQ?1Qxo  
template < typename T1, typename T2 > 2W;2._  
  struct result_2 c=p!2jJ1K~  
  { Kae-Y  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; VhU,("&pm  
} ; c+:^0&l  
LmPpt3[  
template < typename T1, typename T2 > )&ucX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ghW  
  { eqqnR.0  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ME*A6/h  
} /$|-!e<5b\  
o>HGfr,N  
template < typename T > |q Pu*vR  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2 e&M/{  
  { "1rT> ASWI  
  return OpClass::execute(lt(t)); mnU8i=v0 A  
} p+${_w>pl{  
'>t'U?7w<  
} ; 5`q#~fJ2  
1?,C d  
p,7?rI\N  
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 Xl E0oN~{  
好啦,现在才真正完美了。 -a7BVEFts  
现在在picker里面就可以这么添加了: d5n>2iO  
lF\2a&YRbn  
template < typename Right >  |?ZNGPt  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?)7UqVyq  
  { 'AZxR4W  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt);  J {$c|  
} kT:?1w'  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Tb{RQ?Nw'  
</W"e!?X  
@%r "7%tq>  
n_*.i1\'w  
~gg&G~ ET  
十. bind gq~"Z[T  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 =0SJf 3  
先来分析一下一段例子 54oJ MW9  
\og2\Oh&gH  
}Zfi/^0U  
int foo( int x, int y) { return x - y;} L),bP fz  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 r"dR}S.Uf  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 *TPWLR ^  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 y8 dOx=c  
我们来写个简单的。 wqgKs=y  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: hbs /S  
对于函数对象类的版本: hd)WdGJp  
DkW^gt  
template < typename Func > \+k~p:d_8  
struct functor_trait vILgM\or  
  { )-25?B  
typedef typename Func::result_type result_type; `tl-] ^Y2  
} ; fP llN8n  
对于无参数函数的版本: 3=%G{L16-  
uFFC.w  
template < typename Ret > *T:jR  
struct functor_trait < Ret ( * )() > m",G;VN  
  { N[N4!k )!$  
typedef Ret result_type; .p(r|5(b  
} ; WZ UeW*#=  
对于单参数函数的版本: LVdtI  
QRwOv  
template < typename Ret, typename V1 > im F,8'  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 6rlvSdB  
  { ]hZk #rp}  
typedef Ret result_type; GK#D R/OM  
} ; E CPSE {  
对于双参数函数的版本: ,Qj\_vr@  
8#HQ05q>  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0f9U:)1z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > x!u6LDq0  
  { e1hf{:&/G@  
typedef Ret result_type; ,Bj]j -\Y  
} ; vgi`.hk  
等等。。。  &%T*sR  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy juxAyds  
cG4}daK]d  
template < typename Func > BRv#`  
struct func_return Cj J n  
  { !$<Kp6  
template < typename T > >L$9fn/J  
  struct result_1 P=X)Ktmv  
  { OXZx!h  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ScRK1  
} ; ,I:[-|Q  
Wj, {lJ,  
template < typename T1, typename T2 > ;HiaX<O!  
  struct result_2 -?Cu-'  
  { P@Vs\wAT  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; C#RueDa.  
} ; _B\87e  
} ; U\>k>|Jr{  
{vur9L  
rym*W\AWx  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 #r]GnC,  
C}\kp0mz  
template < typename Func, typename aPicker > .:tR*Kst`7  
class binder_1 "WH &BhQYD  
  { wkT4R\H>  
Func fn; EW/NH&{  
aPicker pk; 'lmjZ{k  
public : l !ZzJ&  
muO;g&  
template < typename T > A@reIt  
  struct result_1 ?28)l 4 Ml  
  { In*0.   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; {fMo#`9=  
} ; Z1wfy\9c8  
:)Da^V  
template < typename T1, typename T2 > Me^L%%: @  
  struct result_2 =q[ynZ8O\w  
  { A[f `xE  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; E cd~H+  
} ; rK4 pYo  
?S.LGc  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} B9'2$s+Z;  
S}K-\[i?  
template < typename T > <iM}p^jX9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~}Z{hs)  
  { $=Tq<W*c  
  return fn(pk(t)); @FN1o4&3  
} iu{QHjZK(  
template < typename T1, typename T2 > lLEEre  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8_3WCbe/  
  { P5'VLnE R{  
  return fn(pk(t1, t2)); ?l`|j*  
} \*c=bz&l  
} ; =-G4 BQ  
Sf t,$  
")w~pZE&+  
一目了然不是么? AS lmW@/9v  
最后实现bind $C8s  
q2M%AvR  
N]G`]  
template < typename Func, typename aPicker > OO;I^`Yn  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) |2I p*  
  { 4hUUQ;xj  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); }mS+%w"j  
} (R!.=95@  
)F6p+i="  
2个以上参数的bind可以同理实现。 C6d#+  
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。 H+Q_%%[N  
&CfzhIi*!  
十一. phoenix S4{\5ulr7  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 1c`Yn:H^  
3GZrVhU?m  
for_each(v.begin(), v.end(), M ED_#OS  
( a(x#6  
do_ T=fVD8  
[ Bhe0z|&  
  cout << _1 <<   " , " Y7`Dx'x  
] _F jax  
.while_( -- _1), (KR.dxzjf  
cout << var( " \n " ) M,SIs 3  
) ^!SwY_>  
); qx}*L'xB  
!1P<A1K  
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: t0)hd X  
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 mm N $\2  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 5(y Q-/6C+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ~bfjP2 g  
l{. XhB  
5NMju!/  
template < typename Cond, typename Actor > X{qa|6S,F  
class do_while &l W~ot1,  
  { 7Y^2JlZu=  
Cond cd; 'zuA3$SR  
Actor act; dV"Kx  
public : ?<soX8_1  
template < typename T > L(BL_  
  struct result_1 AUR{O  
  { 5ma~Pjt8}  
  typedef int result_type; j7C&&G q  
} ; g+=f=5I3  
@T{I;8S  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ~uJO6C6A  
i\\,Z L  
template < typename T > MUp{2_RA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const iRL|u~bj  
  { -yY]0  
  do ?gS~9jgcd  
    { u~27\oj,  
  act(t); Ce PI{`&,  
  } Mey=%Fv  
  while (cd(t)); }do=lm?/  
  return   0 ; UujKgL4  
} OI)/J;[-e  
} ; {-s7_\|p(  
bd`}2vr  
Y^ ,G} &p  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 0j[%L!hny  
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。 ~Yl%{1  
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。 o]0\Km  
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。 M\=/i\-  
下面就是产生这个functor的类: /^Zgv-n  
Fh^Ax3P(  
q7zHT=@$  
template < typename Actor > P L*kjrLu7  
class do_while_actor Tc;j)_C)  
  { ffh3okyW0  
Actor act; 2tdr1+U?g  
public : AO0aOX8_+D  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} `wLMJ,@f.  
WOf*1C  
template < typename Cond > MT.D#jv&  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; t8S,C4  
} ; t%30B^Ii%K  
2@pEuB3$?!  
2L?Pw   
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 N x/_+JWje  
最后,是那个do_ ]a\HgFp@  
uJ%XF*>_D  
1.q a//'RW  
class do_while_invoker %;YERO!  
  { @4j!M1} 4  
public : :JG2xtn  
template < typename Actor > YDiru  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const SWMi+)  
  { qISzn04  
  return do_while_actor < Actor > (act);  ?r(Bu  
} wfBf&Z0{  
} do_; ~@EBW3>~5  
@m ?&7{y#?  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? O:te;lQ K  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 #Pq.^ ^  
最后来说说怎么处理break和continue A*+KlhT  
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。 8J+:5b_?  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五