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
  • 5113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 8F&=a,ps[  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。  lS'-xEv?  
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, ~R26  
+L9Eqll  
Gq }U|Z  
.b6VQCS~9  
  class filler }`,t$NV`  
  { kAC&S!n  
public : H s"HID  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} yX0dbW~@y  
} ; KNLfp1!  
JAX*hGhkh  
Dqe^E%mc  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 30.@g[~  
Hr]h J c  
J_v$YwE  
}XSfst5-H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); }C>{uXv  
 )8UWhl=  
8_6Q~  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 -cSP _1  
FTQ%JTgT  
bdibaN-h  
(3 #Cl 1]f  
二. 战前分析 PX n;C/  
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。 cvfr)K[0  
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 }woo%N P  
^,;z|f'% *  
,;Hu=;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); j;fpQ_KL  
  /* --------------------------------------------- */ B&.FO O  
vector < int *> vp( 10 ); 'toa@5  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); P5#r,:zL  
/* --------------------------------------------- */ n>^Y$yy}!  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); *i- _6s  
/* --------------------------------------------- */ JA'h4AXk  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); sPMa]F(  
  /* --------------------------------------------- */ d\61; C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 6u`)QUmItg  
/* --------------------------------------------- */ g)_e]&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); {jho&Ai  
t $xY #:  
D[mSmpjE6&  
we;G]`@?  
看了之后,我们可以思考一些问题: W81E!RyP`  
1._1, _2是什么? {6c2{@  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 /~Z?27F6@  
2._1 = 1是在做什么? 3`B6w$z>(  
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。 .$%Soyr?,  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 >b6-OFJx  
J]G?Rc  
_`_%Y(Xat  
三. 动工 LX@/RAd vz  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: DiEluA&w9  
9v }G{mQ#  
L\&<sy"H  
@1 U&UH  
template < typename T > 6C-/`>m  
class assignment *hQTO=WF  
  { \yd s5g!:  
T value; )YX 'N<[  
public : ZP;j9 T!  
assignment( const T & v) : value(v) {} Ka6,<C o  
template < typename T2 > )Lwc  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } t7m>A-I  
} ; :bWUuXVtJ  
(q4),y<:[  
nD)K}4  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <YOLxR  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \L(*]:EP  
1 29q`u;  
cu%C"  
m^H21P"z  
  class holder 't_[dSO  
  { s_> f5/i2  
public : "v`   
template < typename T > ~5 *5  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const rc/nFl 6#  
  { B7]C]=${m  
  return assignment < T > (t); *3&fqBg  
} +Wx{:  
} ; )* Q-.Je/U  
@E-\ J7 yh  
E6,4RuCK  
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: s.x&LG  
*0|IXGr  
  static holder _1; Uv?|G%cD-  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ~",`,ZXQy  
x#Q>J"g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \N4 y<  
而不用手动写一个函数对象。 ' /$d0`3B>  
K"0PTWt  
DZv=\<$,LF  
Qed.4R:o  
四. 问题分析 9{$<0,?  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Q\WC+,_%  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Cxcr/9  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 N*`b%XGn3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;]w<&C!=  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 1 I*7SkgKv  
%uoQ9lD'  
五. 问题1:一致性 Rt{B(L.?<  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 3` #6ACF  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 %rF?dvb;?  
Hsihytdj  
struct holder RiTa \  
  { C:uz6i1  
  // E!Zx#XP1  
  template < typename T > :mS# h@l  
T &   operator ()( const T & r) const i:cXwQG}B  
  { ` iJhG^w9M  
  return (T & )r; DwV4o^J:l  
} A 5+rd{k/  
} ; " beQZG  
uu/+.9  
这样的话assignment也必须相应改动: shH~4<15  
Kv@e I$t5  
template < typename Left, typename Right > oP2fX_v1x  
class assignment .iQT5c  
  { /%I7Vc  
Left l; % ',F  
Right r; cDoo*  
public : `g_"GE  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c=[O `/f  
template < typename T2 > &I({T`=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 8`]=C~ G  
} ; -@F fU2  
~=wC wA|1  
同时,holder的operator=也需要改动: M^7MU}5w  
HJC(\\~  
template < typename T > z*a8sr  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 5PIZh<  
  { DS2)@  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); a|BcnYN  
} {i*2R^5  
Qe'g3z>  
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。 ycJg%]F*5  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 S|zW^|YU  
gUR]{dq^'  
return l(rhs) = r; JTqq0OD}  
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。 nq1 9Q)  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,zQOZ'^  
ZL< MC~  
template < typename Tp > fRvAKz|rL  
class constant_t >|o_wO  
  { =l9T7az  
  const Tp t; W><dYy=z5  
public : Pz_NDI  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} }Z`(aDH  
template < typename T > @cq`:_.[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const UzKFf&-:;K  
  { Ao7`G':  
  return t; vU*x2fVb}  
} gr-x |wK  
} ; w# * 1/N  
;50_0Mv;(:  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 +jqj6O@Tjr  
下面就可以修改holder的operator=了 ;$BdP7i:  
l+y}4 k=/  
template < typename T > (X6sSO  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ?G08NR  
  { M]HgIL@9#  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); R[1BfZ6s  
} ~SjZk|  
7W9~1 .SC  
同时也要修改assignment的operator() BwJuYH7QJ$  
: &J8.G^  
template < typename T2 > ]]cYLaq(  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } g6sjc,`  
现在代码看起来就很一致了。 ^+R:MBK  
fj 4^VXD  
六. 问题2:链式操作 hxC!+ArVe  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 b>~RSO*  
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。 (_9|w|(  
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。 YCw('i(|  
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。 {*/dD`  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct .h;Se  
,vG<*|pn  
template < typename T > hN(L@0)  
struct result_1 T+RZ  
  { ?z"KnR+?Q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; V+w u  
} ; C$#W{2x%6  
vv 7+ >%  
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: |,}E0G.  
y67uH4&Vm  
template < typename T > $Kq<W{H3ut  
struct   ref W>L@j(  
  { 9B)lGLL}q  
typedef T & reference; acOJ]]  
} ; * Zd_ HJi  
template < typename T > =s'7$D}0.  
struct   ref < T &> HR3_@^<7  
  { [F|+(}  
typedef T & reference; /#yA%0=w  
} ; Y jup  
3$"/>g/  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: `Lz1{#F2G  
W@B7yP7Rz  
template < typename T > abZdGnc  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const rR!U;  
  { <pOl[5v]  
  return l(t) = r(t); X&\o{w9%  
} PV,"-Nv,  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 93I'cWN  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {Bvm'lq`  
e d;"bb  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 :l~EE!  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: y`b\;kd  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 /{DaPqRa  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ,U%=rfB~  
最后的布局是: 0 [i+  
                Add j@ C0af  
              /   \ l^,qO3ES  
            Divide   5 [EGx  
            /   \ wsfysat$  
          _1     3 gPUo25@pn*  
似乎一切都解决了?不。 NV#')+Ba  
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。 4p x_ZD#J  
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。 qG^_c;l6a  
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: cqk]NL`'  
Y*\6o7  
template < typename Right > }Z-I2 =]  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ]-KV0H  
Right & rt) const ! o^Ic`FhS  
  { </yo9.  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); M@~ o6^  
} P/`m3aSzX.  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 i7f%^7!  
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。 > i`8R  
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。 l% |cB93  
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。 hBoP=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。 kdBV1E+:C  
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? q\U4n[Zk  
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: n7+aM@G  
bpnv&EG  
template < class Action > xDLMPo&  
class picker : public Action 7&px+155  
  { ?k::tNv0  
public : 5&G 5eA  
picker( const Action & act) : Action(act) {} lJ'trYaq7  
  // all the operator overloaded 2) ?  
} ; \2Xx%SX  
Me<du& T  
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。 W[GQ[h  
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: 77^ "xsa  
wH#-mu#Yl<  
template < typename Right >  yIa[yJq  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const K@*rVor{  
  { ]DU61Z"v?b  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8Yxhd .  
} %awVVt{aG  
<g*.p@o  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > bz$Qk;m=H  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 y3IA '  
\.kTe<.:_  
template < typename T >   struct picker_maker D-~G|8g  
  { e"PMvQ  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ,b:n1  
} ; u2\+?`Ox  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > n'ehB%"  
  { \ U Ax(;  
typedef picker < T > result; ;C+cE#   
} ; X:R%1+&*  
'HJ/2-=  
下面总的结构就有了: z^gi[ mi  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 6EZ1YG}  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 )>?! xx_`  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1Jl{1;c  
至此链式操作完美实现。 `(!W s\:  
WBy[m ?d  
x3gwG)Sf  
七. 问题3 'N*!>mZ<  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 y{YXf! AS  
g;(_Y1YQ  
template < typename T1, typename T2 > "$]ls9-%n  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vJ~4D*(]l  
  { B'<!k7Ewy  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); _k6x=V;9g  
} k{?!O\yY  
^=Q8]W_*  
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: 4}+xeGA$  
-QN1oK@\mE  
template < typename T1, typename T2 > /SbSID_a  
struct result_2 _yiR h:  
  { ESn6D@"  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; U?JiVxE^  
} ; MRjH40" 2  
 \C!%IR  
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? A<mj8qz  
这个差事就留给了holder自己。 KbXbT  
    bK!,Pc<  
u)tHOV>&  
template < int Order > :a#F  
class holder; y>>vGU;  
template <> SAd 97A:  
class holder < 1 > Tld1P69(  
  { g@<sU0B  
public : (m<R0  
template < typename T > +8Of-ZUx  
  struct result_1 #.<*; rB  
  { "|(rVj=  
  typedef T & result; XC*uz  
} ; ? (fQ<i n  
template < typename T1, typename T2 > =Dh$yC-Zr  
  struct result_2 p.@0=)  
  { ;[FW!  
  typedef T1 & result; jN31\)/i  
} ; =$^Wkau  
template < typename T > 0\? _ lT2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;[;)P tFz\  
  { }V\P,ck  
  return (T & )r; Ix*BI9E  
} \Pw8wayr%  
template < typename T1, typename T2 > ^;0~6uBEJr  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Gojl0?  
  { (:_%kmu  
  return (T1 & )r1; B@ZqJw9J[  
} [>b  '}4  
} ; }s`jl` `PM  
fQ=&@ >e  
template <> ."~7 \E> t  
class holder < 2 > 0t5Q9#RY  
  { 9X 5*{f Y  
public : ArNur~  
template < typename T >  6'RZ  
  struct result_1 @?<N +qdH>  
  { aDm-X r  
  typedef T & result; *4(/t$)pEl  
} ; D}zOuB,S  
template < typename T1, typename T2 > }ZEfT]  
  struct result_2 k)H[XpM  
  { {toyQ)C7  
  typedef T2 & result; - XE79 fQ  
} ; 844tXMtPB\  
template < typename T > .yctE:n  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S[W9G)KWp  
  { (P E# Y(  
  return (T & )r; m&Y; /kr  
} v YRt2({}Z  
template < typename T1, typename T2 > Fpj6Atk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #,f}lV,&  
  { p?dGZ2` [I  
  return (T2 & )r2; tz\+'6NpOb  
} 8w{#R{w  
} ; s,UN'~e1  
cCo07R  
AmT| %j&3  
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> >。 &=s|  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: {Y3_I\H8{  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \3n{w   
()@.;R.Z  
return l(i, j) = r(i, j); U/1[~429  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) nLFx/5sL  
?)Czl4J  
  return ( int & )i; [a>JG8[ ,t  
  return ( int & )j; 2fj0 I  
最后执行i = j; f>\bUmk(  
可见,参数被正确的选择了。 ^*cMry  
3PvZ_!G  
Ckl7rpY+  
#lBpln9  
C>w9 {h  
八. 中期总结 APHtJoS  
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: _e:5XQ  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e6{[o@aM{  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Wvut)T  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor zJG x5JC  
.gM>FUH3L  
L#7)X5a__  
}Ke}rM<  
VQNYQqu`[  
hSx+ {4PZ  
九. 简化 68'-1}  
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。 b2}QoJ@`  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 yv!''F:9F  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: x;ICV%g/  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 d}wa[WRv   
  +-*/&|^等 yNLa3mW  
2. 返回引用。 zgq_0w~X  
  =,各种复合赋值等 -_{C+Y_  
3. 返回固定类型。 }GoOE=rhY  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 5|6z1{g8  
4. 原样返回。 p E(<XD3Q  
  operator, NDIc?kj~  
5. 返回解引用的类型。 uhw5O9  
  operator*(单目) 80s~ae;  
6. 返回地址。 w}U5dM`  
  operator&(单目) Cb@S </b  
7. 下表访问返回类型。 <D;H} ef  
  operator[] nIT^'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 YA;8uMqh;  
  operator<<和operator>> 3h D2C'KD  
5QL9 w3L  
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。 "#\bQf}  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: W3o }.|]  
WfTdD.Xx  
template < typename Left > SRG!G]?-  
struct value_return {o5K?Pb  
  { y1\^v_.^  
template < typename T > *nsnX/e(-  
  struct result_1 <SC|A|  
  { :E >n)_^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]:E! i^C`Z  
} ; '#4mDz~  
Z '>eT)  
template < typename T1, typename T2 > L>5!3b=b  
  struct result_2 od5w9E.  
  { P7>C4rmQ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; e\ l,gQP  
} ; Z'EO   
} ; qs c-e,rl  
i3kI2\bd/  
 Sj{rvW  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait mk`cyN>m  
l>5]Wd{/  
下面我们来剥离functor中的operator() bJ,=yB+0  
首先operator里面的代码全是下面的形式: xZ @O"*{  
$jeDVH  
return l(t) op r(t) 3Ibt'$dK  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Ay"2W%([`  
return op l(t) $Z7|t  
return op l(t1, t2) 3~3(G[w  
return l(t) op w`#0 Y9O  
return l(t1, t2) op q=0{E0@9({  
return l(t)[r(t)] DHumBnQ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] |b'<XQ&l5  
@#--dOWYR  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 2wuW5H8w{  
单目: return f(l(t), r(t)); `1d`9AS2g  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); !qGx(D{\  
双目: return f(l(t)); a9EI7pnq  
return f(l(t1, t2)); U`nS` p  
下面就是f的实现,以operator/为例 RAuAIiQ  
5wFS.!xD  
struct meta_divide yE|} r  
  { gl7vM  
template < typename T1, typename T2 > @~U6=(+  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) K"6+X|yxE  
  { dZiWVa  
  return t1 / t2; y[@j0xlO  
} `~+a=Q  
} ; nIqY}??  
pQMpkAX  
这个工作可以让宏来做: ~CdseSo 9  
ND9>`I 5  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ A&lgiR*ObT  
template < typename T1, typename T2 > \ ' /<b[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; sd@gEp)L  
以后可以直接用 4C9"Q,o%&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ![hhPYmV  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 }}bi#G:R+  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) H6CGc0NS+  
;s B:s9M  
i~s9Ot  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 5<BV\'  
DHNii_w4v  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Sfa m=.l  
class unary_op : public Rettype [W\atmd"  
  { bOIM0<(h  
    Left l; +ET  
public : DoB3_=yJ+  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} B';> Hk  
7 8inh%  
template < typename T > j72] _G  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const CJtjn  
      { FITaL@{c  
      return FuncType::execute(l(t)); /z?7ic0  
    } =2)$|KC  
4N=Ie}_`  
    template < typename T1, typename T2 > rxI&;F#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TvG:T{jwy  
      { +C;#Qf  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); {1U*: @j  
    } C2|2XL'l(C  
} ; YeVc,B'  
8 ]MzOGB8  
R*{?4NKG  
同样还可以申明一个binary_op JG4*B|3  
~dr1Qi#j?  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $D\l%y/C  
class binary_op : public Rettype Vd>.fb\U2  
  { =&/a\z!  
    Left l; 0HuRFl  
Right r; Ns= b&Uyc  
public : 6$<o^Ha*R  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} FY}*Z=D%  
D2 cIVx3:(  
template < typename T > f>/ 1KV  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B(Q.a&w45t  
      { Hz3X*G\5b  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); T`{MQ:s  
    } 9<c4y4#y  
?q}wl\"8  
    template < typename T1, typename T2 > FS+^r\)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >$52B9ie  
      { nGgc~E$j  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Kf^F#dA  
    } Vzm+Ew _  
} ; 5GL+j%7  
xxcDd_z  
=>%%]0  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 q=i<vcw  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 hdqls0 r  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 7[0k5-  
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。  AlaN;  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! <OfzE5  
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。。。 z9O/MHT[w  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 j|dzd<kE6  
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) eaP$/U D?  
下面是修改过的unary_op =e{KtX.  
u3brb'Y+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ;-^9j)31+F  
class unary_op ^O*hs%eO%  
  { bXLa~r4\  
Left l; \ySc uT  
  &YKzK)@  
public : iPpJ`i#@+  
H,` XCG  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} OVf|4J/Yx  
6dp_R2zH~o  
template < typename T > "*\3.`Kd  
  struct result_1 XPTB,1g+f  
  { bl-s0Ax-  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; o?+e_n=  
} ; ' qS!n  
.tsB$,/  
template < typename T1, typename T2 > (1]@ fCd +  
  struct result_2 gg_(%.>  
  { $Ws2g*i  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4 jro4B`  
} ; :''0z  
)!72^rl  
template < typename T1, typename T2 > 0N_Da N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Zotv]P2k  
  { XX6)(  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {v 0(0  
} 0M-AIQ5  
t[,\TM^h}0  
template < typename T > 6mLE-( Z7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -v@^6bQVp  
  { \vQ (  
  return OpClass::execute(lt(t)); G[,VPC=  
} S3cQC`^  
p?nVPTh  
} ; kk#d-! $[  
MWf%Lh;R  
j<?4N*S  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 3I(H.u  
好啦,现在才真正完美了。 5]+eLKXB  
现在在picker里面就可以这么添加了: R8*4E0\br  
 I9 m  
template < typename Right > BJ/%{ C`g  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const h,G$e|[?  
  { "&F/'';0}E  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); rD?o97  
} B4=gMVp1  
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。 "p\KePc;@  
 tvILLR  
v<4zcMv  
'#?hm-Ga  
ERplDSfO-  
十. bind F{H y@7  
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。 (aLnbJeJ  
先来分析一下一段例子 _qfdk@@g  
QH:i)v*  
$MHc4FE[  
int foo( int x, int y) { return x - y;} S1JB]\  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 5Jp>2d  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 'WoX-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。 wqsnyP/m  
我们来写个简单的。 X.Kxio $o  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: r38CPdE;}  
对于函数对象类的版本: N]~q@x;<)3  
0vEa]ljS  
template < typename Func > =n!8>8d  
struct functor_trait WqAP'x 1  
  { iC">F.9#  
typedef typename Func::result_type result_type; 5k@ k  
} ; #PGExN3e  
对于无参数函数的版本: IiL?@pIq  
LT!4pD:a  
template < typename Ret > q4E{?  
struct functor_trait < Ret ( * )() > F-t-d1w6  
  { :iJ= 9  
typedef Ret result_type; &fWZ%C7|jC  
} ; SVJ3!1B,  
对于单参数函数的版本: ^?,/_3  
;X>KP,/r$  
template < typename Ret, typename V1 > cuHs`{u@P  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > #"jWPe,d  
  { rYT3oqpfT  
typedef Ret result_type; -$*YN{D+  
} ; l#%w,gX  
对于双参数函数的版本: CUoMB r  
[Gu]p&  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 7be?=c)+"  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?tBEB5  
  { |h;MA,qva  
typedef Ret result_type; p?%G|Q  
} ; rv^j&X+EH  
等等。。。 xH0Bk<`V:  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @$aCUJ/mE  
A%Ao yy4E  
template < typename Func > jtA Yp3M-$  
struct func_return 1}N5WBp  
  { ?x:\RNB/  
template < typename T > xv /w %  
  struct result_1  ,}bC  
  { /dCZoz~~T  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; |_-FQ~Hf F  
} ; OUD<+i,  
 oo2VT  
template < typename T1, typename T2 > '&\km~&  
  struct result_2 :R _(+EK1  
  { \2T@]!n  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; J,k{Bm  
} ; U,/>p=s  
} ; X)Kd'6zg  
0L|A  
. a~J.0co  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 H4)){\  
(fq>P1-  
template < typename Func, typename aPicker > .@R{T3 =Q  
class binder_1 ]zu" x9-`  
  { Lt_7pb%  
Func fn; bd9]'  
aPicker pk; WJ=^r@Sf  
public : D\>CEBt  
r..\(r  
template < typename T > JVU:`BH  
  struct result_1 m39 `f,M  
  { +DksWb D  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3:!+B=woR  
} ; qbmy~\ZY  
Q[S""P.Z|  
template < typename T1, typename T2 > nKch _Jb  
  struct result_2 UT+B*?,h  
  { {3'z}q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *l^h;RSx  
} ; Ly lw('zZ  
uEH&]M>d_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} JZ'`.yK:  
90&ld:97  
template < typename T > <Jv %}r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +U% = w8b  
  { 9PIm/10pP^  
  return fn(pk(t)); u-=%gx"Di  
} '*|Wi}0R  
template < typename T1, typename T2 > noV]+1#"V  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1 f).J  
  { 1 @tVfn}  
  return fn(pk(t1, t2)); Z[s{   
} s9?klJg  
} ; dr'#  
}>>lgW>n,;  
e}D#vPaSY  
一目了然不是么? aHvTbpJ  
最后实现bind cK"b0K/M?B  
;JFy 8Rj  
_0<qS{RW  
template < typename Func, typename aPicker > )=8MO-{  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) y".uu+hL`  
  { ayTEQS  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); UB|f{7~&  
} 8(&Jy RT  
<H::{  
2个以上参数的bind可以同理实现。 tT>~;l%'  
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。 3V>2N)3`A  
nJ<h}*[  
十一. phoenix L&H 4fy!>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: R-+k>_96|  
x|&A^hQ  
for_each(v.begin(), v.end(), Ew~piuj  
( O'a Srjl  
do_ b`)^Ao:  
[ 5B)Z@-x2  
  cout << _1 <<   " , " <05\  
] 8wKF.+_A  
.while_( -- _1), apPn>\O  
cout << var( " \n " ) }D-h=,];  
) a*@ 6G  
); l$=Y(Xk  
}@>=,A4Y  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ;& ny< gQ  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor #0V$KC*>  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 o*& D;  
那么我们就照着这个思路来实现吧: AX! YB'm-  
l( /yaZ`  
="hh=x.5J  
template < typename Cond, typename Actor > q'{LTg0kk  
class do_while p}_n :a  
  { /X>Fn9 mM  
Cond cd; ('BFy>@  
Actor act; L8sHG$[  
public : (lBgW z  
template < typename T > .cJWYMC  
  struct result_1 -F\xZ  
  { Yz4)Q1  
  typedef int result_type; IMjz#|c  
} ; A82Bn|J  
OW!cydA-  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} p w(eWP  
{YnR]|0&  
template < typename T > ,w&8 &wj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s}yJkQb  
  { z9OhY]PPF  
  do 8G@Ie  
    { ODa+s>a`^  
  act(t); wi]ya\(*yl  
  } 5=]q+&y\H  
  while (cd(t)); VQA}!p  
  return   0 ; 1|/P[!u  
} U,Py+c6  
} ; I!'PvIyO  
G=?2{c}U  
n-iy;L^b  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Ws2SD6!4`  
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。 c|?0iN  
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。 ^Qrezl&  
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。 #lDf8G|ST~  
下面就是产生这个functor的类: wXdtY  
RW19I,d  
H{}0- 0o  
template < typename Actor > F-K=Ot j  
class do_while_actor my+y<C-o`  
  { oS3}xT" U  
Actor act; m?LnO5Vs  
public : i"|="O0v5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} *6uZ"4rb.  
4-l G{I_S:  
template < typename Cond > R1.No_`PHq  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Lbb{z  
} ; llG^+*Y8t  
1e=<df  
w#V{'{DKp  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 qm30,$\c`~  
最后,是那个do_ pPr/r& r  
<?|v-(E  
jY^wqQls  
class do_while_invoker #=6A[<qX  
  { BGAqg=nDV  
public : hCXSC*;  
template < typename Actor > &E98&[`7  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const E+XpgR5  
  { M#v#3:&5  
  return do_while_actor < Actor > (act);  B _;W!  
} j#KL"B_ A  
} do_; Z.9 ?u;  
;qM I3wF  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? N^,@s"g  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3@u<Sa  
最后来说说怎么处理break和continue &S\q*H=}i  
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。 'k|?M  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五