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
  • 5123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 K/ &?VIi`z  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \:> Wpqw  
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, =66Nw(E.  
kP xa7  
#k3t3az2{  
1Y_w5dU  
  class filler "^I mb,  
  { Nr2C@FU:0  
public : RFh"&0[  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} B12$I:x`  
} ; }FF W|f  
y}C`&nW[=  
J/7R\;q`~o  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: #S%Q*k<hw  
y]%w)4PS  
;X,1&#I  
m8623D B"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); QZ `tNq :/  
3Rm#-T s  
d2X[(3  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [<`SfE  
|%~+2m  
QrApxiw  
zF4[}*  
二. 战前分析 ,fEO> i  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Z -%(~  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 61U<5:#l  
,2oF:H  
R~bC,`Bh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); , n !vsIN  
  /* --------------------------------------------- */ a:~@CUD >I  
vector < int *> vp( 10 ); ?}Z1(it0  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); !? ^h;)a  
/* --------------------------------------------- */ JcJmds  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \b}~2oX  
/* --------------------------------------------- */ ]0D}T'wM  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); {F&-7u0  
  /* --------------------------------------------- */ >]'yK!a?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); \qi|Js*{  
/* --------------------------------------------- */ dBO@6*N4c  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); VC5_v62&.  
%tA57Pn>  
F>]#}_  
eUS   
看了之后,我们可以思考一些问题: 'H9=J*9oG  
1._1, _2是什么? Bs`$ i ;&  
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。 c41: !u^  
2._1 = 1是在做什么? PR<||"03  
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。 fIoIW&iy  
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。 h5 Vv:C  
+b;hBb]R  
W{XkV Ke1a  
三. 动工 +@X5!S6  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5)1+~B  
^EVc95|Z  
{Hr$wa~  
wLuv6\E  
template < typename T > {|9}+ @5Q1  
class assignment 4t4olkK3Oa  
  { QD{:vG g  
T value; `h;k2Se5  
public : lC 97_ T  
assignment( const T & v) : value(v) {} ]43[6Im  
template < typename T2 > dsK&U\ej}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } {>0V[c[~  
} ; "Clz'J]{  
8 l/[(] &  
1|,Pq9  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 gG54:  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment N132sN2   
fYebB7Pv  
eT"Uxhs-}  
O`FqD{@V  
  class holder ba@ax3  
  { %IL6ix  
public : kfC0zd+  
template < typename T > >KG E-Yzj  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const B1N)9%  
  { ^[TV;9I*  
  return assignment < T > (t); !- C' }  
} >=ot8%.!,B  
} ; 2k7bK6=nm  
~7quTp)  
Vu0 KtG9  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: B~r}c4R{7  
 ]^"k8v/  
  static holder _1; pw>m.=9|y  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ~WVO  
gL$&@NY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]/]ju$l9Z  
而不用手动写一个函数对象。 `ia %)@  
Bt^K]F\  
~>ME'D~  
8uG0^h}  
四. 问题分析 _3Q8n|  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Mjpo1dw  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 @b!"joEy  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 WoL9V"]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 B_3QQ tjAl  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 e xR^/|BR  
O^{1RV3:,T  
五. 问题1:一致性 t7#lsd`_  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ,W5.:0Y;f[  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ? s} %  
t> Q{yw  
struct holder x49!{}  
  { J$uM 03  
  // bk#xiuwT  
  template < typename T > fhp)S",  
T &   operator ()( const T & r) const kL{;.WsB  
  { _[Gb)/@mM  
  return (T & )r; :x>T}C<Y  
} v<rF'D2  
} ; L0Vgo<A  
jThbeY[  
这样的话assignment也必须相应改动: sn\;bq  
u,i]a#K  
template < typename Left, typename Right > 4~?2wvz G4  
class assignment ~bU7QLr  
  { pD`/_-=^h  
Left l; H;vZm[\0N-  
Right r; /MMtTB H  
public : DMgBcP  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o 5Zyh26  
template < typename T2 > [$:,-Q@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } MB$a82bY  
} ; a#(U2OP  
=TcOnQj  
同时,holder的operator=也需要改动: ki\uTD`mf  
3l:QeZ  
template < typename T > tbj=~xYf  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Z}Cqd?_')  
  { TnxKR$Hoh  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 5rN _jC*U  
} u]vPy ria  
XSD%t8<LO  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 _'iDF  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 HFh /$VM  
l)}t,!M6  
return l(rhs) = r; e9@(/+  
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。 R8sck)k'}  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ^" 6f\  
a+(j ?_FyI  
template < typename Tp > ?iSGH'[u  
class constant_t r%MyR8'k]  
  { A!HK~yk~Q  
  const Tp t; 04-Z vp2  
public : 2;(W-]V?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ZxSsR{  
template < typename T > Bhuw(KeB  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 8]*Q79  
  { =y;@?=T  
  return t; aPBX=;(  
} JieU9lA^&B  
} ; gA +:CgQ  
OD4W}Y.  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 jb@\i@-  
下面就可以修改holder的operator=了 {g=b]yg\o  
,?=KgG1i  
template < typename T > E`E'<"{Yd  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const _Xh=&(/8@  
  { +{>.Sk'$  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); `!Ln|_,d  
} Y^eX@dE FR  
u~Lu<3v  
同时也要修改assignment的operator() x`2pr  
x70N8TQ_gK  
template < typename T2 > ;/A}}B]y  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } u8uW9 <  
现在代码看起来就很一致了。 Q;gQfr"c7  
@ R'E?|  
六. 问题2:链式操作 ) hdgz$cl  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 :uR>UDlPX  
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。 ZQLB`n @  
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。 5Fe-=BX(  
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。 Q x.jCy@  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4!'1/3cY  
$MT}l  
template < typename T > kgc.8  
struct result_1 %F3}/2  
  {  sL ~,  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Ar~{= X  
} ; \]a uSO  
9S"N4c>  
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: Gc}0]!nrW9  
1Zq   
template < typename T > $~hdm$  
struct   ref /,t| !)\]  
  { Q0SW;o7  
typedef T & reference; e[p^p!a  
} ; ,lP7 ri  
template < typename T > #Y: ~UVV  
struct   ref < T &> U,ELqi\  
  { %JaE4&  
typedef T & reference; 8>v7v&Bh|  
} ; !h/dZ`#  
% &+|==-  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: qa;EI ;8  
e@+v9Bs]q  
template < typename T > VS%@)sI|Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const hs,5LV)|y  
  { r&/D~g\"|[  
  return l(t) = r(t); w*2^/zh  
} +DxifXtB  
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。 *vXDuhQ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 }{#7Z8   
s #`cX0L)  
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 yHtGp%j  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 8tC+ lc  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 5D-BIPn=JV  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 clC~2:  
最后的布局是:  3:"AFV  
                Add ZnQ27FcW  
              /   \ %IPyCEJD  
            Divide   5 3liq9P_  
            /   \ a(g$ d2H  
          _1     3 |'@V<^GR  
似乎一切都解决了?不。 K.r!?cfv  
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。 mR6E]TuM  
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。 P69>gBZYD  
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: b/G8M r  
;]"n?uo  
template < typename Right > ;\q<zO@x  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ew/KZE  
Right & rt) const @u<0_r t  
  { l#|J rU!  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 'H FwP\HX  
} Hc"N& %X[  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 JH-nvv  
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。 "1\(ZKG8^Q  
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。 bL#sn_(m  
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。 "&| lO|  
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。 *SXSF95  
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? e$x4Ux7*"  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 0yKwH\S  
fg< ( bXC  
template < class Action > +-'`Q Ae  
class picker : public Action |zg=+  
  { y K=S!7p\  
public : |\rSa^:5  
picker( const Action & act) : Action(act) {} /;[}=JL<Q  
  // all the operator overloaded }q/(D?  
} ; pEJ#ad  
TIKEg10I  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 YcEtgpz@  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: <b3x(/  
;c nnqT6  
template < typename Right > ,d3Q+9/  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const \;'_|bu3.  
  { ;}$Z 80  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); k`{RXx  
} m]Hb+Y=;h  
o8iig5bp  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > aViJ   
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。 4|I7:~  
|qQ{8T%)  
template < typename T >   struct picker_maker ;,()wH  
  { xNocGtS  
typedef picker < constant_t < T >   > result; c&0;wgieg  
} ; G%y>:$rw[O  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > .Gjr`6R  
  { dw'<"+zO  
typedef picker < T > result; 6sO  
} ; @Pd) %'s  
BYkVg2D(  
下面总的结构就有了: m j'"Z75  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ^mS.HT=X  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 EKV+?jj$  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 " &_$V@S  
至此链式操作完美实现。 _K*\}un2  
f%`*ba" v  
\Ac}R'  
七. 问题3 &Bj,.dD/a  
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。 TXZ(mj?  
49iR8w?k  
template < typename T1, typename T2 > *1 n;p)K  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VyB\]EBu  
  { -G(3Y2  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); l{M;PaJ`}  
} )Ix-5084  
@>qx:jx(-S  
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: /5L'9e  
UIC\CP d  
template < typename T1, typename T2 > +,ZU TG  
struct result_2 H5 p}Le  
  { D!l [3  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; R4z<Xf:!  
} ;  ;Puy A  
U-wq- GT  
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? M63s(f  
这个差事就留给了holder自己。 {mCKTyN+  
    4*@G&v?n  
b#?ai3E  
template < int Order > Nb|3?c_  
class holder; =DeHxPv}f  
template <> SH@  
class holder < 1 >  ?.4yg(  
  { Fi,e}j=2f  
public : U.zRIhA ]  
template < typename T > ,(;p(#F>  
  struct result_1 E|F!S(.:,M  
  { > {'5>6u  
  typedef T & result; j?d;xj  
} ; =UI,+P:  
template < typename T1, typename T2 > }a #b$]Y  
  struct result_2 Fy4<  
  { D[>XwL  
  typedef T1 & result; IS5.i95m  
} ; mG}^'?^K  
template < typename T > J]kP`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const tu?Z@W/  
  { c5T~0'n  
  return (T & )r; ShEaL&'J  
} ,T,B0  
template < typename T1, typename T2 > kz$6}&uk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z=e[ !c  
  { 41 c^\1  
  return (T1 & )r1; mK7^:(<.LO  
} }(f.uN_v  
} ; !_^ {udB}  
v;N1'  
template <> @&i#S}%/  
class holder < 2 > R"9oMaY  
  { M[`w{A  
public : " kE:T.,  
template < typename T > Tv*1q.MB  
  struct result_1 &2P:A  
  { k@cZ"jYA  
  typedef T & result; yP<:iCY  
} ; s&_IWala  
template < typename T1, typename T2 > +[ZMrTW!0C  
  struct result_2 d @^o/w8  
  { k vue@  
  typedef T2 & result; }e/[$!35  
} ; #um1?V  
template < typename T > /q*Qx )y+1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const m&8U4uHN  
  { F=*BvI "+  
  return (T & )r; }K#&5E  
} Y_Z &p#Q!  
template < typename T1, typename T2 > ^Q43)H0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 3u"J4%zg|L  
  { \ eyQo>(  
  return (T2 & )r2; NXWIE4T>*^  
} QvK]<HEr  
} ; Y|x6g(b  
WW8YB"  
6/V{>MTZg  
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> >。 1=/MT#d^?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 5w,YBUp  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: w7`@=kVx  
p)[ BB6E  
return l(i, j) = r(i, j); +lDGr/  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) F-reb5pt.=  
*+,Lc1|\  
  return ( int & )i; =xlYQ}-(a  
  return ( int & )j; Z|cTzunp  
最后执行i = j; I ")"s  
可见,参数被正确的选择了。 @$b+~X)7  
 2U+z~  
:+gCO!9Y  
q*<J $PI  
MSYLkQ}_b  
八. 中期总结 <=y5 8O]x  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Z>MJ0J76]  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 (8m\#[T+R  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 G(Idiw#WT  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor t+4%,n f_1  
G7kFo6Cb  
%;B(_ht<-w  
vCU&yXGl  
)*$  
~A:;?A'.  
九. 简化 b$`4Nn|  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 <+i`W7  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |qudJucV  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: w4< u@L  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 qdkTg:QJ,  
  +-*/&|^等 CDTk  
2. 返回引用。 zm)CfEF 8  
  =,各种复合赋值等 ^) b7m  
3. 返回固定类型。 WE Svkm;  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ]K0,nj*\c  
4. 原样返回。 -)->Jx:{  
  operator, ;uWI l  
5. 返回解引用的类型。 K~hlwjrt  
  operator*(单目) EJ &ZZg  
6. 返回地址。 1r-,V X7  
  operator&(单目) k}Clq;G  
7. 下表访问返回类型。 :R|2z`b!  
  operator[] r<f-v_bxF  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 eQ)ioY  
  operator<<和operator>> [9W&1zY  
"*>QxA%c4  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 GF.g'wYc)Y  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: '$L= sH5  
<&m  
template < typename Left > B=RKi\K6a  
struct value_return J<P/w%i2  
  { bM3'm$34  
template < typename T > 2Nt]Nj`  
  struct result_1 t;a}p_>  
  { s7)# NT2  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; =ILo`Q~  
} ; <812V8<!  
nrD=[kc!w  
template < typename T1, typename T2 > 7_'k`J@_  
  struct result_2 DkMC!Q\  
  { @SVEhk#  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; {Z~VO  
} ; K v>#  
} ; z )}wo3  
+P6  
m5Laq'~0_  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait XuAc3~HAd  
TX5/{cHd  
下面我们来剥离functor中的operator() zm^p7&ak$  
首先operator里面的代码全是下面的形式: N@`9 ~JS  
v_ F?x!  
return l(t) op r(t) >8HRnCyp/  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) +w}%gps  
return op l(t) (S93 %ii  
return op l(t1, t2) Ei(`gp  
return l(t) op 1~ZHC[ `  
return l(t1, t2) op By"ul:.D  
return l(t)[r(t)] H(ftOd.y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %KVRiX  
PT*@#:MA  
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: +z/73s0~  
单目: return f(l(t), r(t)); $HnD|_*  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); lV*&^Q8.  
双目: return f(l(t)); _f2iz4  
return f(l(t1, t2)); 1~iBzPU2  
下面就是f的实现,以operator/为例 /SM#hwFxJ&  
xx2:5  
struct meta_divide 9Qm{\  
  { ' xq5tRg>  
template < typename T1, typename T2 > cngPc]?N  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) K>p:?w  
  { 7^}Z%c  
  return t1 / t2; ea;c\84_N  
} Tf]VcEF  
} ; R$'nWzX#  
sBG(CpQ  
这个工作可以让宏来做: gYIYA"xN`  
oM7-1O  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ t $ ~:C  
template < typename T1, typename T2 > \ +( 7vmC.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *} 4;1OVT  
以后可以直接用 8i 'jkyInT  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) leqSS}KU+  
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 B'~i Z65  
(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。。。) .c K  
.3SjkC4I  
) W7H{#  
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 ;7{wa]  
hzVr3;3Zn  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8pKPbi;(2  
class unary_op : public Rettype NNV.x7  
  { 24k}~"We  
    Left l; #Yb9w3N  
public : ~x#-#nuh"  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ep1Ajz.l  
-P uVI5L<  
template < typename T > Ho{?m^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lt2& uYgp  
      { xg!\C@$  
      return FuncType::execute(l(t)); VH*(>^Of F  
    } 5 `mVe0uI  
i; uM!d}  
    template < typename T1, typename T2 > b<MMli  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const os+wTUR^  
      { ,tc]E45  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); obkv ]~  
    } a'.=.eDQ  
} ; \shoLp   
5%$kAJZC-  
<t2?Oii;  
同样还可以申明一个binary_op :7]R2JP  
BU .G~0  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qoq<dCt3  
class binary_op : public Rettype blS4AQ?b^  
  { A}}t86T  
    Left l; O$ oN1  
Right r; ;L{y3CWT  
public : gU$3Y#R  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Z.19v>-c  
SaScP  
template < typename T > m=y)i]=1  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :zZM&r>  
      { g9`ytWmM  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); #_5+kBA+>'  
    } XX+rf  
'Pn`V{a  
    template < typename T1, typename T2 > W# /Ol59  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !T1i_  
      { $ :P~21,  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); cA^7}}?e  
    } XBBRB<l)  
} ; p#I1l2nE  
*gKr1}M  
pEP.^[  
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 ~~ w4854  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 t38T0Ao  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Z ISd0hV  
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。 4 df1)<}U-  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %iML??S  
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。。。 *]k"H`JoFC  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 n*|-"'j  
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) Fs~-exY1  
下面是修改过的unary_op &}?e:PEy  
nhxl#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > l#:Q V:  
class unary_op r#}%sof  
  { O`| ri5d  
Left l; s!\L1E  
  M>#S z  
public : 8gdOQ=a  
G 3x1w/L  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} k#M W>  
hWJc A.A  
template < typename T > IVKE dwA  
  struct result_1 #,pLVt<  
  { `_ L|I s=n  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7u(i4O& k  
} ; &ICO{#v5  
lD XH<W?  
template < typename T1, typename T2 > %;gWl1&5  
  struct result_2 &c !-C_L 2  
  { {,-#;A*yW  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >skS`/6  
} ; wm4e:&  
4j{ }{  
template < typename T1, typename T2 > ^6n]@4P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4]R3*F  
  { hkxZ=l  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); _JXE/  
} XUHY.M  
D.} b<kDD  
template < typename T > lX7^LB  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $P~a   
  { NI)nf;C  
  return OpClass::execute(lt(t)); %mJ)pMV  
} pQi -  
WBdb[N6\  
} ; K} @:>;* 9  
~+hG}7(:  
wz=I+IN:  
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 Gz:a1-x  
好啦,现在才真正完美了。 S7*:eo  
现在在picker里面就可以这么添加了: j.*}W4`Q_  
G_@H:4$3  
template < typename Right > 04TV. /uA  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const vC1 `m  
  { <Th.}=  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,#{aAx|]  
} $Re %+2c  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ;'urt /  
P[~a'u  
MaM7u:kD#  
a6C ~!{'nW  
BVDo5^&W  
十. bind <T>f@Dn,  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 i|e-N?l  
先来分析一下一段例子 g=wnly  
R<U <Y'Y  
-q27N^A0  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Ym 6[~=~EK  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 XR(kR{yo  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 t1S\M%?  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 %!RQ:?=  
我们来写个简单的。 lDzVc`c  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: d!cx%[  
对于函数对象类的版本: j.sf FS  
!xSGZ D=AD  
template < typename Func > n&^Rs )%v  
struct functor_trait e"Z~%,^A  
  { T^ -RP  
typedef typename Func::result_type result_type; x.I-z@\E  
} ; cD]t%`*  
对于无参数函数的版本: "A7tb39*  
A'T! og|5  
template < typename Ret > <\u%ZB  
struct functor_trait < Ret ( * )() > P_}$|zj7  
  { FK>r c3 q  
typedef Ret result_type; mb/Y  
} ; ul E\>5O4h  
对于单参数函数的版本: OLq/OO,w  
H4U;~)i  
template < typename Ret, typename V1 > _kfApO )O  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > !#QD;,SE+  
  { HDYoM  
typedef Ret result_type; PeOgXg)L`z  
} ; @U,cj>K  
对于双参数函数的版本: \VW.>@s~  
98l#+4 +  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > '` n\YO.N  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ufmFeeg  
  { lxbZM9A2  
typedef Ret result_type; (Xx @_  
} ; 5we1q7  
等等。。。 LYT0 XB)A  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 'yl`0,3wV  
 -H{{  
template < typename Func > $%/Zm*H  
struct func_return 1mf_1spB  
  { YS9|J=!~  
template < typename T > D .E>Y  
  struct result_1 {"s8X(#_sC  
  { 1cPi>?R:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z|u_DaSrr|  
} ; wx<DzC  
[e (-  
template < typename T1, typename T2 > 3=z'Ih`  
  struct result_2 Q"KH!Bu%P  
  { f_}55?i0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; K/altyj`  
} ; H4UnF5G  
} ; +IMP<  
,ua]h8  
:t(}h!7  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 'O CVUF,  
7l?-2I'c  
template < typename Func, typename aPicker > o9JJ_-O"  
class binder_1 }a8N!g  
  { r3|vu"Uei  
Func fn; l-5-Tf&j  
aPicker pk; |(Sqd;#v  
public : ^#;2 Pd>  
>t.I,Zn  
template < typename T > x\)-4w<P  
  struct result_1 !5pp A  
  { cdk;HK_Ve.  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; h)sc-e  
} ; G'!Hc6OZ  
w(VH>t  
template < typename T1, typename T2 > 7p|Pv;wp|  
  struct result_2 oo`mVRVf  
  { R5Ti|k.~Y"  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; KY@k4S+  
} ; o4d>c{p  
)x]/b=m  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} /Z-|E  
|= ~9y"F  
template < typename T > /6g*WX2P1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %h^; "|Z  
  { ugOcK Gf  
  return fn(pk(t)); Ta~Ei=d^  
} bjbm"~  
template < typename T1, typename T2 > VsFRG;:\U  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t~e.LxN  
  { [(]uin+9Q  
  return fn(pk(t1, t2)); s3oK[:/  
} !s5 _JO  
} ; :Z,zWk1|  
1_ %3cN.  
Rzw}W7zg[  
一目了然不是么? ~|riFp=J  
最后实现bind 0&zp9(G5  
@N34 Q-l  
ho 4~-xmN  
template < typename Func, typename aPicker > . F_pP2A  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ^dRB(E}|)  
  { ~r+;i,,X  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); g\d|/HV K  
} ONg_3vD{  
GkVV%0;&J1  
2个以上参数的bind可以同理实现。 o[aRG7C  
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。 fE,\1LK4  
c.r]w  
十一. phoenix z" 4$mh  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: XXvM*"3D5  
1ih|b8)Dn  
for_each(v.begin(), v.end(), =#^\ 9|?$  
( ]v$VZ '  
do_ eWE7>kwh  
[ =56O-l7T*w  
  cout << _1 <<   " , " n}0[EE!  
] y@e/G3  
.while_( -- _1), K '7M\:zy  
cout << var( " \n " ) 5V8WSnO  
) >E6w,Ab  
); vT)FLhH6*  
 K<6)SL4  
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: m>DBO|`  
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 DOyYy~Q  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 v:|_!+g:  
那么我们就照着这个思路来实现吧: LS <\%A}  
m?0caLw<  
OjFB_ N  
template < typename Cond, typename Actor > ch!/k  
class do_while "`s{fy~mV  
  { <BEM`2B  
Cond cd; /{|JQ'gqX  
Actor act; 3vepJ) D (  
public : SN' j?-  
template < typename T > D.su^m_1  
  struct result_1 R0HzNk  
  { Z7J8%ywQ  
  typedef int result_type; K+p7yZJ  
} ; }}G`yfs}r  
c>mTd{Abi  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} v4OroG=^  
#-W a3P  
template < typename T > t}w<xe  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8`Ih> D c  
  { usc"m huQ  
  do n|q $=jE  
    { clyZD`*  
  act(t); $MhfGMk!'  
  } O4t0 VL$  
  while (cd(t)); 7wKT:~~oS3  
  return   0 ; VN]70LFz*i  
} 8Mg wXH  
} ; \I"n~h^_  
bWv2*XC  
V(wm?Cc]  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). /fgy07T  
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。 rU/8R'S  
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。 1)Z4 (_  
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。 '3R o`p{  
下面就是产生这个functor的类: 29z$z$l4  
E&G]R!  
[`(W(0U%  
template < typename Actor > 3'2>3Y/7Bb  
class do_while_actor #l 7(W G  
  { !A":L0[7n  
Actor act; &Zy%Zz  
public : P.#@1_:gC  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} djmd @{Djt  
(_IPz)F  
template < typename Cond > Z@(m.&ZRx  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ((Uw[8#2 `  
} ; JIL(\d  
q!f'?yFYK  
GBSuTu8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 tqk^)c4FF(  
最后,是那个do_ *E.uqu>I  
vb.}SG>  
}-/oL+j  
class do_while_invoker 0(qtn9;=2  
  { 0fE?(0pBj  
public : d RIuA)0s  
template < typename Actor >  }o[N B  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const "* 8>` 6E  
  { *{x8@|K8  
  return do_while_actor < Actor > (act); 7/e25LS!`U  
} $&Lw 2 c0  
} do_; <]Btx;}  
W>y >  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Bi-x gq'z  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 .VXadgM  
最后来说说怎么处理break和continue ?uh%WN6nU]  
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。 =[do([A  
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