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
  • 7893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 _7-P8"m  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 }~NWOJ3;  
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,  {0} Q5  
R8u9tTW  
7/c9azmC  
\v.YP19  
  class filler .t%` "C  
  { <:0d%YB)  
public : lz0'E'%{P  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} E K^["_*A  
} ; u6p nO  
N07FU\<9  
J*f..:m  
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: v<S?"# ]F=  
+JBYGYN&K  
n0@\x=9  
+ gP 4MP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); @1peJJ{  
}mQh^  
*| YR8f  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 'y:+w{I2o  
@arMg2"o  
X$$b:q  
?pp|~A)b  
二. 战前分析 v>p~y u+G  
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。 %VzCeS9  
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 E{Y)=tW[  
*}NJ  
DWar3+u&0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2/G`ej!*  
  /* --------------------------------------------- */ \}}) U#   
vector < int *> vp( 10 ); vWpkU<&3|  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); A/U,|  
/* --------------------------------------------- */ Z^vcODeC$  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); iN@+,]Yjl  
/* --------------------------------------------- */ L+$9 ,<'[  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); T! fF1cpF\  
  /* --------------------------------------------- */ gJI(d6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); !T8h+3 I  
/* --------------------------------------------- */ 9^1.nE(R&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); j.y8H  
nQ^ <h.  
}Dc?Emb  
;AK@Kb  
看了之后,我们可以思考一些问题: p7Q %)5o  
1._1, _2是什么? d+:pZ  
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。 M8' GbF=1  
2._1 = 1是在做什么? sAU!u  
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。 ;b1*2-  
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。 !8i[.EAT  
Sg}]5Mn`  
aJ}Cq k  
三. 动工 FrBJv<  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )o@-h85";  
}CXL\, ;  
_^pg!j[Fy}  
#i~2C@]  
template < typename T > hA_Y@&=W  
class assignment YF<;s^&@u  
  { !9JK95;  
T value; nd1%txIsr  
public : ZSg["`  
assignment( const T & v) : value(v) {} 2OJ=Xb1  
template < typename T2 > Epf[8La  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ^qlfdf  
} ; |LNAd:0  
j?rq%rQd  
PE-P(T3s[8  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jI9Kn41  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment B^u qu  
9&uWj'%ia  
(VzabO  
}28,fb /  
  class holder ROB/#Td  
  { 4chSo.= 4V  
public : d;10[8:5=  
template < typename T > R@)L@M)u;  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Vr=c06a2  
  { `CXAE0Fx  
  return assignment < T > (t); j4G?=oDb  
} ;^j 2>Azn  
} ; - &/n[EE  
]B"YW_.x2  
5+[`x ']l  
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: H7"m/Bia  
=5sUpP V(  
  static holder _1; tu6Q7CjW8  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q]}aZ4L  
d;D8$q)8Q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); N6BFs(  
而不用手动写一个函数对象。 | D jgm7$*  
dkRG4 )~g  
:b_R1ZV|  
KvrcO#-sL  
四. 问题分析 H/Fq'FsQB  
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。 !@x'?+   
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。 #D-L>7,jA  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 DxLN{g]B  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 pkR+H|  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 C r~!N|(  
>=_Z\ wA  
五. 问题1:一致性 P|Ojt I  
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?| W6m oFn  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 <"" fJ`7  
'y?(s+  
struct holder 'v"{frh   
  { G=lket6  
  // i2EXE0;  
  template < typename T > xN +j]L C  
T &   operator ()( const T & r) const dm&vLQVS  
  { ~#b&UR  
  return (T & )r; .WR+)^&zz  
} Z+< zKn}  
} ; k-b0Eogp]  
2vit{  
这样的话assignment也必须相应改动: A:3:Cr  
-nQ:RHnd  
template < typename Left, typename Right > t9zF WdW  
class assignment Y!6,ty'  
  { m};Qng]  
Left l; 5Y\wXqlY  
Right r; <XV\8Y+n  
public : d+Vx:`tT  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ad1%"~1  
template < typename T2 > $Y!$I.+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } _[,oP s:+  
} ; W7a aL  
$~V,.RD  
同时,holder的operator=也需要改动: 'ju{j`b  
72gQ<Si  
template < typename T > ",\,lqV  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const J0e~s  
  { eJB !|  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); mE"?{~XVL  
}  ;Q;u^T`  
j#TtY|Po  
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。 94umk*ib  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 S?bG U8R5  
a_UVb'z  
return l(rhs) = r; \k{UqU+s  
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。 g9fS|T  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: \@6nRs8b|N  
+6=2B0$ r  
template < typename Tp > 5V5E,2+ 0  
class constant_t QPf#y7_@u  
  { vxxa,KR/y  
  const Tp t; @Fp-6J  
public : tp='PG.6  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 5YlY=J  
template < typename T > m]yt6b4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const g7*ii X  
  { Zc"Vf]:  
  return t; Hnv{sND[  
} *^XfEO  
} ; u.wm;eK[  
X]J]7\4tF\  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 =(f+geA"hm  
下面就可以修改holder的operator=了 gWo`i  
I*/?*p/I  
template < typename T > Z&hzsJK{m$  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const yv:8=.r}M  
  { P=:mn>  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 6~KtT{MYQ  
} 289@O-  
v$R+5_@[l  
同时也要修改assignment的operator() FhZ^/= As  
i<N[sO  
template < typename T2 > _~aFzM  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } I$K?,   
现在代码看起来就很一致了。 &TqY\l  
$]4>;gTL'  
六. 问题2:链式操作 }QszOi\fV1  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Yx21~:9}  
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。 :"+/M{qz  
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。 %RE-_~GF  
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。 wD}ojA&DU  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct D];%Ey  
,6,sz]3-  
template < typename T > 3/P# 2&jt  
struct result_1 z~TG~_s  
  { ;P9P2&c8c  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; h)[{{JSf  
} ; 9o<}*L   
&uwj&-u?  
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: ~f&lQN'1  
OI3UC=G  
template < typename T > L&wJ-}'l  
struct   ref gA)!1V+:  
  { Y6T1_XG  
typedef T & reference; fk%yi[  
} ; mX78Av.z!  
template < typename T > FgILQ"+  
struct   ref < T &> yoKl.U"&  
  { usb.cE3 z  
typedef T & reference; 'J R2@W`]]  
} ; Mp=2}d%P  
HZBU?{  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: FNpMu3Q  
+@]b}W  
template < typename T > ,f`435R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const P q\m8iS,w  
  { +.N3kH  
  return l(t) = r(t); SG1o< #>  
} $dAQ'\f7  
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。 +*2wGAT  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 o9)pOwk7;  
Y>KRI2](<  
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 RlH|G  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Xup rl2+  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 w,hl<=:(FB  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^mWOQ*zi;  
最后的布局是: /Q h  
                Add C9^[A4O@X!  
              /   \ b~;gj^  
            Divide   5 [RtTi<F^  
            /   \ h2kb a6rwk  
          _1     3 ovv<7`  
似乎一切都解决了?不。 h LYy  
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。 [?rK9I&  
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。 GT$.#};u  
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: +"8 [E~Bih  
)!+M\fT  
template < typename Right > 8U,VpuQ:  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const E(J@A'cX  
Right & rt) const sT.;*3{  
  { H4%2"w6|!  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0V*B3V<  
} sywSvnPuYZ  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Hc?8Q\O:  
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。 A-5xgp,  
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。 /Y=Cg%+  
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。 f4A;v|5_  
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。 =l6aSr  
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? ^)$(Fe<  
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: V<X[>C'  
l-;u*JA  
template < class Action > ${(v Er#}k  
class picker : public Action a1p Z{Od  
  { uw'>tb@  
public : 0=N,y  
picker( const Action & act) : Action(act) {} >eX&HSoy  
  // all the operator overloaded GM&< ?K1  
} ; y$,K^f  
=MQpYX  
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。 )xJCH9h  
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: SU,S1C_q8  
gc~nT/lfK  
template < typename Right >  "R8:s  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Ul"9zTH  
  { w>-@h>Ln  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); GyU9,>|~T  
} XO[S(q  
W5C8$Bqm  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > {wUbr^  
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。 !O;su~7  
?`9XFE~a!  
template < typename T >   struct picker_maker Y"Y%JJ.J  
  { W 7xh  
typedef picker < constant_t < T >   > result; zNAID-5K;  
} ; MW^(  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > M  ::  
  { X`-7: !+  
typedef picker < T > result; MNC=r?  
} ; m Acny$u  
UZcsMMKH  
下面总的结构就有了: 2o8:[3C5  
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。 >"LHr&;m&h  
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。 isU7nlc!  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。  :P,g,  
至此链式操作完美实现。 U;SReWqU  
qp#Is{=m  
36]pE<  
七. 问题3 }~W:3A{7;  
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。 UA>3,|gV1  
i}&&rr  
template < typename T1, typename T2 > P{T\zT  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eBlWwUy*6f  
  { gMXs&`7P  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); _*&I[%I5  
} &%@e6..Ex  
rV{:'"=y-  
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: 1omjP`]|,  
TJYup%q  
template < typename T1, typename T2 > Q#kSp8  
struct result_2 }j+Af["W?  
  { EY$Dtb+g8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; pm2-F]  
} ; F747K);_  
BZJ\tPSR  
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? =g.R?H8cj5  
这个差事就留给了holder自己。 o7gYj\  
    w\V1pu^6@  
QR+xPY~  
template < int Order > 0B}O&DC%|  
class holder; e>$d*~mwn  
template <> Y"{L&H `  
class holder < 1 > Bb[WtT}=  
  { W D/\f$4  
public : 7pllzy  
template < typename T > 'iY~F0U  
  struct result_1 Zr(4Q9fDo  
  { (M0"I1g|w  
  typedef T & result; jF$bCbAUce  
} ; z6IOVQ*r  
template < typename T1, typename T2 > _h6j, )  
  struct result_2 <QuIXA  
  { lF*}l  
  typedef T1 & result; D =+md  
} ; nrBpq  
template < typename T > rCK   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %>p[;>jW  
  { G_m$?0\  
  return (T & )r; LoUHStt  
} \T'.b93~B  
template < typename T1, typename T2 > #!0=I s^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const N>TmaUk  
  { Y YE{zU  
  return (T1 & )r1; xNrPj8V<Y  
} /M : 7  
} ; qw?Wi%t(x8  
uI9eUO  
template <> `e`}dgf0S|  
class holder < 2 > D%`O.2T Y|  
  { !1b}M/Wx  
public : Ir\P[A  
template < typename T > DX2_} |$!  
  struct result_1 SD/=e3  
  { |D% O`[k+  
  typedef T & result; $#z-b@s=B  
} ; { 4 n  
template < typename T1, typename T2 > \DiAfx<Ub  
  struct result_2 }s7@0#j@a  
  { OXxgnn>W'  
  typedef T2 & result; m/e*P*\ =  
} ; FNN7[ku!  
template < typename T > YujR}=B!/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *M?[Gro/  
  { 6%a9%Is!O  
  return (T & )r; -Qy@-s $  
} ]x1;uE?1J  
template < typename T1, typename T2 > &lCOhP#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &ir|2"HV  
  { +`J~c|(  
  return (T2 & )r2; P5JE = &M  
} bJ"}-s+Dx  
} ; :[:*kbWN-  
kOE\.}~4  
:@RX}rKG  
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> >。 dO1h1yJJ  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: &wX568o  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: KqL+R$??"(  
$$ 9!4  
return l(i, j) = r(i, j); p uZY4}b_  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) @+6cKP  
mz2v2ma  
  return ( int & )i; >vR7l&"  
  return ( int & )j; 34 '[O  
最后执行i = j; z"D0Th`S6  
可见,参数被正确的选择了。 #ZC9=  
43}uW, P  
~} 02q5H  
!C&  ^%a  
` t>A~.f  
八. 中期总结 8 7z]qE  
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: b}3t8?wG&  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 "C.cU  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )Z*nm<=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor N;HG@B!m  
-kP$S qR~  
y]okOEV0  
S l`F`  
1 )H;}%[  
FvJkb!5*e_  
九. 简化 cCuK?3V4K  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 O@>ZYA%  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 N}ugI`:  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ?{;7\1 [4  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 IkuE|  
  +-*/&|^等 v@d]*TG  
2. 返回引用。 <^w4+5sT/  
  =,各种复合赋值等 OJ1MV7&  
3. 返回固定类型。 9'=ZxV  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) V2S HF  
4. 原样返回。 Q-?6o  
  operator, m@y<wk(  
5. 返回解引用的类型。 ;lQ>>[*  
  operator*(单目) !{?<(6;t  
6. 返回地址。 +,_%9v?3  
  operator&(单目) sd _DG8V  
7. 下表访问返回类型。 7.*Mmx~]=  
  operator[] &u4;A[- R  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #= T^XHjQ  
  operator<<和operator>> "?G?G'yK>  
2xBYJoF(  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 U;=1v:~d  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: <2e[;$  
eUKl(  
template < typename Left > 3>6rO4,  
struct value_return Ie[DTy  
  { [7\x(W-:@>  
template < typename T > Mt*V-`+\  
  struct result_1 b(Yxsy{U  
  { S "/-)_{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Os/?iGlD*E  
} ; 'A,)PZL9i  
R:`)*=rL%  
template < typename T1, typename T2 > +xuj]J  
  struct result_2 $=5kn>[_Z%  
  { e0M'\'J  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; @Hl+]arUh  
} ; G+t=+T2m  
} ; T|2v1Vj  
FEi@MJJ\e  
"vfpG7CG  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ]wUH*\(y  
L1kA AR  
下面我们来剥离functor中的operator() T7^?j :kJ/  
首先operator里面的代码全是下面的形式: C;%1XFzM  
T930tX6"h  
return l(t) op r(t) %us#p|Ya  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 8<{i=V*x4  
return op l(t) \ cdns;  
return op l(t1, t2) T0@$6&b%\z  
return l(t) op as(Zb*PdH  
return l(t1, t2) op ><qA+/4]_  
return l(t)[r(t)] )XDbg>  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] |zJ2ZE|  
BdP+>Ij  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ')TS'p,n  
单目: return f(l(t), r(t)); (K('@W%\?  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /z )Nz2W  
双目: return f(l(t)); {(l,Uhxl""  
return f(l(t1, t2)); GHO6$iM)[  
下面就是f的实现,以operator/为例 <cFj-Ys(T  
M6j~`KSE  
struct meta_divide z<_a4 ffR  
  { 8v)iOPmDC  
template < typename T1, typename T2 > Svdmg D!  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) }1 j'  
  { =&)R2pLs*  
  return t1 / t2; abp\Ih^b  
} "-Pz2QJY  
} ;  Cg8   
}^ =f%EjV  
这个工作可以让宏来做: DUwms"I,%  
(o^?i2)g  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ qYQ vjp  
template < typename T1, typename T2 > \ pq:[`   
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rl x6a@MiD  
以后可以直接用 QZ+G2$  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) /I:&P Pff  
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 YRCOh:W*  
(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。。。) RN$>!b/  
z3{Cp:Mn  
HP\5gLVXY  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体  6),!sO?  
g""Ep  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > B}J0 d  
class unary_op : public Rettype V{ fG~19  
  { yG;@S8zC  
    Left l; I]%Kd('  
public : 0es\ j6c  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} EeGTBVms  
_j*a5fsPU  
template < typename T > tns4e\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f@k.4aS  
      { !="8ok+  
      return FuncType::execute(l(t)); <*9(m  
    } bwa*|{R  
>uDC!0)R  
    template < typename T1, typename T2 > &}t8O?!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const OuK RaZ  
      { xz~Y %Y|Z  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); av_ +M;G  
    } Z@bSkO<Y  
} ; {gxP_>  
#N;&^El  
/t*Q"0X5  
同样还可以申明一个binary_op ZZ T 9t#~  
]0g p.R  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > h"[:$~/UJ  
class binary_op : public Rettype T^A[m0mk  
  { |7Qe{  
    Left l; \Yn0|j>  
Right r; 5~d=,;yE  
public : p K ^$^*#  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} zRgAmX/g  
<+<Nsza  
template < typename T > L2wX?NA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const clk]JA (  
      {  n}- _fx  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); uL ~wMX  
    } =MvB9gx@r  
5hh6;)  
    template < typename T1, typename T2 > LnM$@  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;%k C?Vzi  
      { xZY7X&C4  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $R+rB;=a!  
    } <AK9HPxP  
} ; .Hk.'>YR  
R7KV @n  
$<"I*l@  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 0M?zotv0#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 o' v!83$L  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) yivWT;`  
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。 ~SmFDg$/m  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! xu{VU^'Y  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 fWb+08}C  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^Pah\p4bj  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) +~=j3U  
下面是修改过的unary_op Y/?z8g'p  
LXZI|K[}k  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0g~Cdp  
class unary_op 3E0C$v KM  
  { Z{/GT7 /  
Left l; x&"P^gh)  
  p/G9P +?  
public : KUpj.[5 qo  
g9=_^^Tg  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \}X[0ct2!  
> 6=3y4tP  
template < typename T > ^ 8YBW<9  
  struct result_1 |>1#)cONW  
  { Cs\jPh;"  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; dpX Fx"4A  
} ; ru~!;xT  
bAy\Sr #/  
template < typename T1, typename T2 > H/Rzs$pnv  
  struct result_2  z:   
  { IVa6?f6H_  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;  ;]bW  
} ; '&2-{Y [!  
27}7 n  
template < typename T1, typename T2 > <_]W1V:0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .$ YYN/+W  
  { 6{0MprY  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); REh\WgV!u  
} sZ7~AJ  
j)#yyK{k2s  
template < typename T > 7j29wvSp5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @1' Y/dCyD  
  { EWY'E;0@5  
  return OpClass::execute(lt(t)); ZE= Yn~XM  
} *xITMi  
/a9CqK  
} ; C7f*Q[  
%|1s9?h7\  
id" l"  
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 ?YUL~P  
好啦,现在才真正完美了。 V DZOJM)(  
现在在picker里面就可以这么添加了: UJ(UzKq8  
vp9wRGd  
template < typename Right > tR2%oT>h  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const /0$405  
  { 8TK*VOf`  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); gvD*^  
} kP5G}Bp  
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。 ?RW1%+[  
DrbjklcUU  
g \ou+M#  
ReL+V  
*B84Y.df  
十. bind M*C1QQf\N  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 MmePhHf  
先来分析一下一段例子 a.RYRq4o  
&49WfctT  
dV16'  
int foo( int x, int y) { return x - y;} .p?SPR  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 qQ6@43TC  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 -yTIv* y  
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。 ,oPxt  
我们来写个简单的。 ledr[)  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3+vVdvu%  
对于函数对象类的版本:  rvK%m_r  
8j :=D!S  
template < typename Func >  K V  
struct functor_trait #!%zf{(C+  
  { Oamz>Hplu  
typedef typename Func::result_type result_type; <G`1(,g  
} ; }' s W[?ik  
对于无参数函数的版本: 1L!jI2~x}  
`e?~c'a@  
template < typename Ret > O: #Sj jK  
struct functor_trait < Ret ( * )() > wZW\r!Us  
  { F?0Q AA  
typedef Ret result_type; qZ +K4H  
} ; 4S[)5su  
对于单参数函数的版本: }T AG7U*  
-_eG/o=M  
template < typename Ret, typename V1 > $<Y%4LI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > OdNcuiLa  
  { Zm7, O8  
typedef Ret result_type; Cud!JpL  
} ; NV@$\ <  
对于双参数函数的版本: m6]6 !_  
%DA`.Z9 #  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 9sd}Z,l  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > wO`G_!W9  
  { t 7sEY  
typedef Ret result_type; e=eip?p  
} ; i}i >ho-8  
等等。。。 +P,ic*Kq*  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 4x3 _8/=  
c&{= aIe w  
template < typename Func > -P&uY`  
struct func_return G007[|  
  { <h}x7y?  
template < typename T > xU}J6 Tv  
  struct result_1 /L@6Ae  
  { +c, ^KHW  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; T:9M|mD  
} ; bZK^q B  
pjFj{  
template < typename T1, typename T2 > @Y>PtA&w*  
  struct result_2 0vBQzM Q  
  { Q&_#R(3j;  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; J#t8xL  
} ; g jzWW0C  
} ; Dhfor+Epy  
/=A@O !l  
2V u?Y  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 9 `q(_\x  
R rYNtc  
template < typename Func, typename aPicker > <F"G~.^ *s  
class binder_1 D ] n|d+  
  { U>m{B|H  
Func fn; ]=I2:Rb  
aPicker pk; ,dw\y/dn  
public : {;zHkmx  
o@]n<ZYo  
template < typename T > _x#y   
  struct result_1 8bO+[" c  
  { m}zXy\  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; a? PH`5O  
} ; +>Gw)|oX  
aGsO~ODc  
template < typename T1, typename T2 > s{V&vRr  
  struct result_2 8Q{9AoQ3'  
  { 1 XJZuv,T:  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [7[Qw]J  
} ; pF8:?p['z  
* LWihal  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} p>:.js5.a  
?i\V^3S n$  
template < typename T > TcJJ"[0  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^P/OHuDL  
  {  w}t}Sh  
  return fn(pk(t)); m qUDve(  
} e^\#DDm  
template < typename T1, typename T2 > b9 li   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <w8H[y"c  
  { ImH9 F\  
  return fn(pk(t1, t2)); 0Q8iX)  
} A )CsF  
} ; ,1lW`Krx  
'&K' 0qG  
QMrH%Y  
一目了然不是么? E?|NYu#I6  
最后实现bind \u[5O@v#  
!8W0XUqh+  
CRrEs 18;#  
template < typename Func, typename aPicker > IB 4L(n1  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 1p&=tN  
  { t}pYSSTz  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); QR8]d1+GV  
} nGc'xQy0  
PU B0H  
2个以上参数的bind可以同理实现。 )J+rt^4|  
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。 7Q~W}`Qv'  
T2)CiR-b  
十一. phoenix Us pv^O9_  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: |E||e10wR  
uGW#z_{(n  
for_each(v.begin(), v.end(), B> \q!dX3  
( 0oBAJP  
do_ 0]]OE+9<c  
[ ba ,n/yH  
  cout << _1 <<   " , " o_kZ  
] |Zp') JiS  
.while_( -- _1), |UQ [pas  
cout << var( " \n " ) US-f<Wq  
) EGFPv'De  
); p:{L fQ  
o54=^@>O<j  
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: xcQ^y}JN  
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 D(dV{^} 9  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 oY,{9H37b  
那么我们就照着这个思路来实现吧: h<PS<  
85] 'I%gT  
h4Arg~Or  
template < typename Cond, typename Actor > lU&2K$`  
class do_while 9(vp`Z8B4  
  { EQZ/v gho  
Cond cd; .RmoO\ ,Gm  
Actor act; p<l+js(5|  
public : !,5qAGi0  
template < typename T > DZb0'+jQ  
  struct result_1 aM,g@'.=  
  { 2~r2ErtS  
  typedef int result_type; ';D>Z ?l  
} ; l ^}5PHLd  
Qx!Bf_,J  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Y(EF )::  
w( @QRd{  
template < typename T > N}{V*H^0QU  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EBQ_c@  
  { .N\t3\9}  
  do 7X> @r"9<  
    { @$$ J}~{  
  act(t); gf4Hq&Rf  
  } qvhG ^b0h  
  while (cd(t)); Ep')@7^n  
  return   0 ; $`t2SD  
} +#(GU9_i+M  
} ; ?@Tsd@s~r  
Yc3\  
o@aXzF2  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). PG|Zu3[  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Py+ B 2G|  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 q$}J/w(,  
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。 ~=oCou`XF  
下面就是产生这个functor的类: Ip8:~Fl]  
j"zW0g!S  
;>X;cZMd  
template < typename Actor > _)3C_G1!  
class do_while_actor fJ\ u8  
  { j-FMWEp  
Actor act; #E<~WpP  
public : Cgf4E{\U!  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} R /_vJHI  
$!z.[GL  
template < typename Cond > Ze[\y(K!  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Jk{v (W#  
} ; 4wa3$Pk  
.6bo  
>:FmAey  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 L"jjD:  
最后,是那个do_ r]~]-VZ/  
s(L!]d.S$y  
As tuM]  
class do_while_invoker Lc-Wf zT  
  { &rG]]IO  
public : iP$>/[I  
template < typename Actor > &Fk|"f+  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const X .K*</(g  
  { :inVwc  
  return do_while_actor < Actor > (act); '^_^o)0gp  
} tBsvi%F  
} do_; hW;n^\lF#e  
mOLz(0  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? -ni@+Dy  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 %)&Tr`   
最后来说说怎么处理break和continue  _Vc4F_  
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。 TvRm 7  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
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