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
  • 3370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 j; R20xf0  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $15H_X*!  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, 9X +dp  
FFN Sn  
L ./c#b!{  
g-1j#V`5  
  class filler \CV HtV  
  { Xo&\~b#-  
public : "a3?m)  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} H8=:LF  
} ; R/kJUl6HEl  
/J&ks>St  
-GM"gkz  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: hQlyqTP|2  
h+A+>kC5  
]>Gi_20*.  
hJD3G |E  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); o)]O  
_:WNk(  
 ; (A-  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 scYqU7$%T  
8R:Glif  
Pai8r%Zfu  
y n_.  
二. 战前分析 s9OW.i]zX  
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。 M_ >kefr  
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 M ?AX:0  
1 ltW9^cF}  
p>#q* eU5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); DEt!/a{X  
  /* --------------------------------------------- */  K+XUC  
vector < int *> vp( 10 ); %5DM ew  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); e-[PuJ  
/* --------------------------------------------- */ &I(\:|`o  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); qxsHhyB_n;  
/* --------------------------------------------- */ SM2N3"\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); r4DHALu#)  
  /* --------------------------------------------- */ ewHs ]V+U  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ';c 6  
/* --------------------------------------------- */ ?Zsh\^k.g  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 9q 2 vT^  
V aG Qre  
/&_q"y9  
BG= J8  
看了之后,我们可以思考一些问题: oif|X7H;  
1._1, _2是什么? 4*Gv0#dga  
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。 41s\^'^&  
2._1 = 1是在做什么? j"aY\cLr t  
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。 T93st<F=R  
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。 &[_@f#  
V*5v JF0j  
'Cz*p,  
三. 动工 jD}h`(bE  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: S'kgpF"bm  
O`"~AY&  
t|h c`|  
x[&<e<6  
template < typename T > URg;e M#  
class assignment :#35mBe}k  
  { w0lgB%97p  
T value; K~I?i/P=z  
public : dr+(C[=  
assignment( const T & v) : value(v) {} `j9\]50Z>  
template < typename T2 > Xt$P!~Lu  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } rpDBKo  
} ; 8iOHav4  
u' Q82l&Y  
]8DTk!  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 /<IWdy]$3  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 8q9ATB-^>  
HGh -rEh  
:]]x^wony~  
)S 4RR2Q>  
  class holder #;W4$ q  
  { (GC5r#AnS  
public : V$O6m|q  
template < typename T > UcOP 0_/  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const +,AzxP _y  
  { .P/0 `A{&  
  return assignment < T > (t); Ui"{0%  
} _q4O2Fx0  
} ; $/tj<++W  
eq(h {*rC  
 ;<B  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: saQs<1  
sQkijo.  
  static holder _1; s-+-?$K  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 "~._G5i.  
{i?G:K  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ge.>#1f}  
而不用手动写一个函数对象。 vmrs(k "d#  
{*TB }Xsr,  
-m=A1~|7  
~;H,cPvrEg  
四. 问题分析 9d-'%Q>+  
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。 3S]Q IZ1  
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。 =_zo  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8.N`^Nj 1  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 A%HIfSzQBS  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $p4e8j[EJ  
k'H[aYMA  
五. 问题1:一致性 6kLy!QS  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| l9="ccM  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 *AQ3RA8  
: [328X2  
struct holder @6tczU}ak  
  { ;-@: }/  
  // 6SH0 y  
  template < typename T > 5QuRwu_  
T &   operator ()( const T & r) const f$kbb 6juL  
  { G'#u!<(^h  
  return (T & )r; 8IQ}%|lN  
} +hr|$  
} ; l!Xj UnRF  
Ky,upU  
这样的话assignment也必须相应改动: `PL}8ydZ  
ng9e)lU~*b  
template < typename Left, typename Right > ]= %qm;  
class assignment buN@O7\  
  { 8 b~  
Left l; OG?7( UJ  
Right r; +h+ 7Q'k  
public : tP*Kt'4W  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} M!Ao!D[  
template < typename T2 > 0#eb] c   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } [J}eNprg  
} ; y&5 O)  
.R"VLE|  
同时,holder的operator=也需要改动: 3~Fag1Hp  
.Y]0gi8z  
template < typename T > P-gjSE|yh  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .BBJhXtrdu  
  { qve'Gm)  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); N<a %l J  
} K-#d1+P+  
/KF@Un_Ow  
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。 dhLR#m30T  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 J8r8#Zz  
=RD>#'sUK  
return l(rhs) = r; !Md6Lh%-w  
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。 }EkL[H!  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *8?2+ )5"  
L@s6u +uu  
template < typename Tp > hx9t{Zi  
class constant_t LOcZadr  
  { rZ3ji(4HS  
  const Tp t; 0 3v&k  
public : pgh(~ [  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} K;sC#9m  
template < typename T > DGb1_2ZQ  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const tJ K58m$  
  { lW-h @  
  return t; OzrIiahz/  
} u%z'.#r;a  
} ; 76@W:L*J$J  
`G\Gk|4; 2  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0{z8pNrc  
下面就可以修改holder的operator=了 l`N#~<.  
%\sE\]K  
template < typename T > YCltS!k  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const O{~Xp!QQt  
  { K'J_AMBL  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); I@6+AU~,6  
} ZwLr>?0$ p  
?rQ .nN  
同时也要修改assignment的operator() tB~#;:g  
6_QAE6A  
template < typename T2 > ~&T U  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } iD|~$<9o  
现在代码看起来就很一致了。 '%ilF1#  
~^a>C  
六. 问题2:链式操作 \u[}  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 W g7 eY'FE  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 aHuMm&  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 qK d ="PR}  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 o [V8h @K)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct l9Ol|Cb&  
n8;p]{  
template < typename T > /KOI%x  
struct result_1 9M27;"gK  
  { YFJaf"?8g  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; y@I 9>}"y  
} ; d%qi~koN_  
d}:- Q?  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: YAT@xZs-  
7,p.M)t)  
template < typename T > ^Z9bA(w8  
struct   ref mJ<`/p?:  
  { !nkIXgWz  
typedef T & reference; r/AOgS  
} ; ^0|:  
template < typename T > d"db`8 ;S  
struct   ref < T &> >JE+g[$@  
  { LJPJENtFIs  
typedef T & reference; [T =>QS@g  
} ; 2yn"K|  
|\uj(|  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: <dP \vLH_  
i;C` .+  
template < typename T > )4B`U(%M~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const zX*5yNd  
  { _`;KmD&5  
  return l(t) = r(t); }B7Txo,Z  
} |}z5ST%  
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。 OeASB}  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Oo; ]j)z  
W[Q<# Ju  
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 T~/>U&k}J  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: GIE QD$vy  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 tkHmH/'7  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 oX:&;KA  
最后的布局是: ZYWGP:Y  
                Add zCo$YP#5_  
              /   \ bLG7{qp  
            Divide   5 ])F+ C/Px1  
            /   \ /+%aSPQ  
          _1     3 $}tF66d  
似乎一切都解决了?不。 kEC^_sO"  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 "*<vE7  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 "}xIt)n%;  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 5\h 6"/6Df  
lBFKfLp&  
template < typename Right > q>BJ:_I i  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const #2U#h-vI  
Right & rt) const E~WbV+,3  
  { ]j:k!=Ss?  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *Oy* \cX2[  
} 0;><@{'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 fn 'n'X|  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 `mteU"{bx  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 HoAg8siQ  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 MnFrQC  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 hu0z 36  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? _J,rql@nG<  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: .qohHJ&  
QObVJg,GD  
template < class Action > 02[m{a-  
class picker : public Action Q?1.GuF  
  { a_}C*+D  
public : Nm&'&L%Ch  
picker( const Action & act) : Action(act) {} *cWHl@4  
  // all the operator overloaded 7Ji'7$  
} ; )C?H m^ #  
a+lNXlh=  
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。 %$zak@3%'  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: |g}r  
8*/;W&7y  
template < typename Right > azIhp{rH w  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const i@rUZYF  
  { C)i8XX  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =dNE1rdzNa  
} FNraof @Oy  
kBA.N l7  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > bi}aVtG~z  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 dF51_Kk  
~;$QSO\2h  
template < typename T >   struct picker_maker 7P3/Ky@6  
  { .yfp-n4H  
typedef picker < constant_t < T >   > result; b(|&e  
} ; :F"IOPfU5[  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > zdPJ>PNU  
  { TC<Rg?&yb  
typedef picker < T > result; 2Cy,#X%j>  
} ; z@e(y@  
+$L}B-F  
下面总的结构就有了: $t& o(]m  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。  ]'% iR  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 l:@=9Fp>  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 g,iW^M  
至此链式操作完美实现。 KNN{2thy `  
I$sXbM;z=  
hfIP   
七. 问题3 D`G;C  
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。 :I&y@@UG  
_XP}f x7$C  
template < typename T1, typename T2 > DRRQ] eK0  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7{M&9| aK  
  { "__)RHH:8  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); u0+F2+ I  
} ^#e|^]] L  
LyvR].p=5*  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Xe&9| M  
%`s#p` Ol1  
template < typename T1, typename T2 > tH0x|  
struct result_2 ?QF xds  
  { \Cq4r4'  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; @0EY5{&  
} ; 2dHO!A$RF  
I@VzH(da\  
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? {Lv"wec*x  
这个差事就留给了holder自己。 :F6dXW  
    h`9 & :zr  
:+\sKEzL  
template < int Order > i^:#*Q-co  
class holder; a8)2I~j  
template <> ]Zh$9YK  
class holder < 1 > ,aezMbg  
  { ?QKD YH(  
public : Zbr e5&aU  
template < typename T > `'iO+/;GY  
  struct result_1 m.ka%h$  
  { r$4d4xtK  
  typedef T & result; gp$]0~[tO  
} ; 0OG 3#pE  
template < typename T1, typename T2 > )skpf%g  
  struct result_2 71E~~$  
  { 0s//&'*Q  
  typedef T1 & result; Yg5o!A  
} ; o` QH8  
template < typename T > #w5%^ HwO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const <tZtt9j_  
  { 5#|&&$)  
  return (T & )r; KAE %Wwjr  
} ;TDvk ]:  
template < typename T1, typename T2 > Jo[ &y,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const !jB}}&Ii  
  { 6v scu2  
  return (T1 & )r1; _0u=}tc  
} Qh8pOUD0l}  
} ; p3-~cr.LD  
"h1ek*(?<  
template <> %$b}o7U"s  
class holder < 2 > UzSDXhzObf  
  { URj)]wp/  
public : O251. hXK  
template < typename T > 8MDivr/@  
  struct result_1 on8$Kc  
  { ,if~%'9j  
  typedef T & result; F ]D^e{y  
} ; 73!NoDxb  
template < typename T1, typename T2 > CTg79 ITYk  
  struct result_2 %}N01P|X>  
  {  y"Fu=  
  typedef T2 & result; -0;{  
} ; !Y|xu07  
template < typename T > hJ%$Te  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "* FjEA6=  
  { ,H?e23G  
  return (T & )r; a 01s'9Be  
} 89 m.,  
template < typename T1, typename T2 > Z3wdk6%:}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^FNju/b  
  { lUq `t K8  
  return (T2 & )r2; Y cL((6A  
} Z;+;_Cw  
} ; {%('|(57  
8f~*T  
!W&|kvT^  
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> >。 U74L:&y LI  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 9_svtO]P  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: F&7Z(  
%sZ3Gpi  
return l(i, j) = r(i, j); 8N j}  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _(=g[=Mer  
H9BqE+  
  return ( int & )i; ]o'dr r  
  return ( int & )j; \jZmu  
最后执行i = j; p[|V7K'Z  
可见,参数被正确的选择了。 >#S}J LZ  
7|Wst)_~j  
h0 %M+g  
D=D.s)ns*  
$@^\zg1n  
八. 中期总结 w0yzC0yBk  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Xe`$SNM  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ^f(El(w  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 4R01QSbd  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor fCs{%-6cP  
$b^niL  
]I/* J^  
96!2 @c{  
XF3lS#pt  
tycVcr \(  
九. 简化 1 Cz}|#U  
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。 B\=T_'E&  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 WT,dTn;W  
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: 6 P(jc  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 l%i*.b(  
  +-*/&|^等 -c0*  
2. 返回引用。 e&(Wn2)o  
  =,各种复合赋值等 KF#qz2S  
3. 返回固定类型。 MdkL_YP}.  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) \q!TI x  
4. 原样返回。 WqCER^~'>  
  operator, nC$ c.K'  
5. 返回解引用的类型。 =(c.8d  
  operator*(单目) -~~R?,H'Z_  
6. 返回地址。 U CFw+  
  operator&(单目) `5x0p a  
7. 下表访问返回类型。 Xk/:a}-l  
  operator[] HDE5Mg "  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 {~\:4  
  operator<<和operator>> 6khm@}}  
97>|eDc Y  
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。 %6V=G5+W  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: B/~ubw  
Z]Z&PbP  
template < typename Left > 7Y 4D9pw  
struct value_return >N~jlr|  
  { %f&Bt,xEo  
template < typename T > "x:-#2+h  
  struct result_1 u!VrMH  
  { 3c`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; iP^[xB~v  
} ; Q"LlBp>t|#  
>k}Kf1I  
template < typename T1, typename T2 > O15~\8#'  
  struct result_2 [[4!b E  
  { -)ri,v{:c  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ?IO3w{fmH  
} ; Y\(?&7Aax  
} ; 6 iH]N*]S^  
,mD$h?g  
uE#i3( J  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait m Le 70U  
4]cr1K ^  
下面我们来剥离functor中的operator() OtT*)8*c  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 4J[csU  
q6 4bP4K  
return l(t) op r(t) Ao9|t;i  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) .MxMBrM  
return op l(t) eX^ F^(   
return op l(t1, t2) p,)pz_M  
return l(t) op Ao *{#z   
return l(t1, t2) op |'L$ogt6  
return l(t)[r(t)] 'EU|w,GL}  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 8PRB_ny  
5XNFu C9E  
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: DCCij N  
单目: return f(l(t), r(t)); s*kSl:T @O  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); aQ1n1OBr  
双目: return f(l(t)); \AD|;tA\vE  
return f(l(t1, t2)); Q(hAV  
下面就是f的实现,以operator/为例 ~?lmkfy  
#W L>ha v  
struct meta_divide `~qVo4V6Z  
  { 1lv. @-  
template < typename T1, typename T2 > lIatM@gU  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) "Z a}p|Ct  
  { 5PKdMEK|q  
  return t1 / t2; E{B40E~4  
} {1vlz>82  
} ; q0_Pl*  
wH qbTA  
这个工作可以让宏来做: YtT:\#D  
rf2-owWN  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ `?(9Bl  
template < typename T1, typename T2 > \ $0;Dk,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 1FRpcE  
以后可以直接用  Y}Nd2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ?uE@C3 e  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 1ZfhDtK(  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) -s6;IoG/  
Snas:#B!  
g6q67m<h  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体  ] 2lh J  
2{-'`l fM%  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > y]%Io]!d  
class unary_op : public Rettype % wh>_Ho  
  { ,09d"7`X  
    Left l; =Wl}Pgo!  
public : H|B4.z  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} >Co5_sCe  
4p/d>DTiM  
template < typename T > nx`I9j\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0$q)uip  
      { _i1x\Z~ N  
      return FuncType::execute(l(t)); f!##R-A  
    } GMoE,L  
#j${R ={  
    template < typename T1, typename T2 > F%q}N,W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VH$hQPP5d  
      { 7-MkfWH2b6  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); By}>h6`[  
    } EEO)b_(  
} ; <>6DPHg~  
r4Jc9Tv d  
0N>R!  
同样还可以申明一个binary_op i6D66E  
W%^;:YQ9i  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > f^kH[C  
class binary_op : public Rettype ;R{ffS6  
  { rnTjw "%  
    Left l; &>%9JXU  
Right r; Q !G^CG  
public : d;O4)8 >  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} * k ^?L  
#Vi:-zyY  
template < typename T > $^j#z^7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rRzc"W}K+  
      { &x<y4ORH|  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); %T'<vw0  
    } r;c ILS|Xr  
sW]fPa(cn,  
    template < typename T1, typename T2 > =S:Snk%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d/Y#oVI  
      { A 2Rp  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); j0+l-]F-  
    } - HiRXB  
} ; 8Xjp5  
2\J-7o=P  
$|%BaEyk  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 >qC,IQ'  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _[t:Vme}v  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 7@uhw">mX  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 @Xg5 E  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! o{?Rz3z  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 's_[ #a;Vp  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 @UCr`>  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ;fGh]i  
下面是修改过的unary_op ;dVYR=l  
FEwPLViso  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ;"Q.c#pA$g  
class unary_op oK#UEn  
  { f*46,` x  
Left l; %UokR"  
  1E]TH/JK  
public : * faG0le  
<Po$|$_~  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ATscP hk  
c1aIZ  
template < typename T > JsD|igqF-  
  struct result_1 B Ms?+  
  { {q1u[T&r  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; BH\!yxK  
} ; ,,HoD~]rd  
eNc>^:&y*  
template < typename T1, typename T2 > &f($= 68  
  struct result_2 PJ3M,2H1b.  
  { GLWEoV9<  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^Cy=L]  
} ; PQJw"[N/YM  
It:,8  
template < typename T1, typename T2 > z,xGjS P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WiiAIv&  
  { v@ifB I  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); t5RV-$  
} n4InZ!)  
'@dk3:3t  
template < typename T > e82xBLxR%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yIYQ.-DkS+  
  { H[2W(q6  
  return OpClass::execute(lt(t)); s((c@)M  
} u5N&Wn{  
)m_q2xV  
} ; 9 iV_  
U(/8dCyyY  
+vt?3i\^.  
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 Pl\NzB,`  
好啦,现在才真正完美了。 P:%r3F  
现在在picker里面就可以这么添加了: oy\U\#k   
r T_J6F5J  
template < typename Right > EGVS8YP>h  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const BU.O[?@64  
  { MSE0z !t  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); N qS]dH61  
} w@WPp0mny  
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。 X`28?  
),J6:O&  
`Wd4d2aLG  
~9Qd83`UH  
M>d^.n  
十. bind 6TDa#k5v  
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。 _B0C]u3D  
先来分析一下一段例子 aC94g7)`  
|7QSr!{_  
~S\,  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ny:/a  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 RTr"#[  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 I]a [Ngj  
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。 f7/M_sx  
我们来写个简单的。 OlP1Zd/l  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: q $PO. #  
对于函数对象类的版本: {F;"m&3Lt  
^hcK&  
template < typename Func > '^`iF,rg  
struct functor_trait wZVLpF+7  
  { XT?wCb41R  
typedef typename Func::result_type result_type; Clb7=@f  
} ; Nq1YFI>W  
对于无参数函数的版本: *dN_=32u  
KM?w{ ~9  
template < typename Ret > -S#jOr  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 3_8W5J3I  
  { Qb|@DMq%  
typedef Ret result_type; \k{d'R#~(  
} ; Mm;[f'{M)  
对于单参数函数的版本: 3&6sQ-}*  
"}vxHN#  
template < typename Ret, typename V1 > 4~1lP&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > @z^7*#vQv  
  { ~G1B}c]  
typedef Ret result_type; <G'M/IR a  
} ; m d `=2l  
对于双参数函数的版本: zkquXzlgB  
>qBJK)LHOv  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ~n$\[rQ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > a(kY,<}  
  { ~C>clkZ  
typedef Ret result_type; H@b4(6  
} ; Ym.{ {^=  
等等。。。 I4KE@H"%7  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Z/T( 4  
Ckc5;:b&m  
template < typename Func > C-\3,  
struct func_return T;]Ob3(BpW  
  { virt[5w  
template < typename T > uA V7T/'  
  struct result_1 ra2{8 x  
  { ^#IE t#  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; FmhAUe  
} ; 'rTJ*1i  
qzEv!?)a  
template < typename T1, typename T2 > e ^,IZ{  
  struct result_2 T Y% =Y=  
  { [%O f  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (>AQ\  
} ; {pA&Q{ ^  
} ; ns *:mGh  
9 4^b"hU  
M6bM`wHH>  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 CRD=7\0(D+  
(G/(w%#7_  
template < typename Func, typename aPicker > V%z?wDC  
class binder_1 .6C6ZUB;  
  { 3,K\ZUU.,  
Func fn; vCNq2l^CW  
aPicker pk; ,i Y:#E  
public : z>\l%_w  
)2#&l  
template < typename T > a 9{:ot8,  
  struct result_1 N&eo;Ti  
  { `6lOqH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; JWYe~  
} ; H  XFY  
z&B9Yu4M7  
template < typename T1, typename T2 > k14<E /  
  struct result_2 F" M  
  { 4w#2m>.  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Srz8sm;  
} ; sp MYn&p  
q |FOU  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} wy8Q=X:vP  
dJ#go*Gn  
template < typename T > wy .96   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const j"hEs(t  
  { &3;"$P  
  return fn(pk(t)); D~BL Txq  
} g4W/T  
template < typename T1, typename T2 > H(tC4'tA  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D[?;+g/  
  { !icI Rqcf=  
  return fn(pk(t1, t2)); idGn{f((f  
} s^SU6P/ ]  
} ; "(vK.-T  
^1vKhO+p$  
UP$>,05z6  
一目了然不是么? F_9 4k  
最后实现bind k52IvB@2  
MmfBFt*  
+3o0GJ   
template < typename Func, typename aPicker > <\fA}b  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ?|/K(}  
  { dQZdL4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ^_g%c&H  
} !LM`2|3$  
M. % p'^5  
2个以上参数的bind可以同理实现。 $5.52  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 E?czolNl  
<#4""FO*  
十一. phoenix -CuuO=h  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: hc[J,yG  
2O*At%CzW  
for_each(v.begin(), v.end(), yg H)U.  
( q g=`=]j  
do_ 'I+S5![<  
[ %8|lAMTY7/  
  cout << _1 <<   " , " 4v |i\V>M  
] ej@4jpHQN  
.while_( -- _1), ~tyqvHC  
cout << var( " \n " ) +_$s9`@]6  
) 1 :$#a  
); ZS4dW_*[  
d'ZB{'[8p  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: y< j7iN  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor *?d\Zcj85[  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 >r7PK45.K  
那么我们就照着这个思路来实现吧: f S/:OnH  
O/FI>RT\H  
"yh2+97l  
template < typename Cond, typename Actor > LKp;sV  
class do_while Md@x2Ja  
  { q[W6I9  
Cond cd; 9aLd!P uTN  
Actor act; T9& {s-3*  
public : iKV|~7nwO  
template < typename T > z9 Ch %A{  
  struct result_1 h)ZqZ'k$  
  { }|2A6^FH.  
  typedef int result_type; |8~)3P k  
} ; k(^TXUK\o  
|v8h g])I+  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} & [@)Er=  
ym%` l!  
template < typename T > #}B1W&\sw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J.Xh P_aT  
  { <uB)u>3   
  do }DM W,+3  
    { A03io8D6  
  act(t); Gv G8s6IZ  
  } L~{(9J'(  
  while (cd(t)); MXfyj5K  
  return   0 ; ;lb  
} PNo:[9`S;m  
} ; =E]tEi  
- K?lhu  
^*`#+*C  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Jh=.}FXnjL  
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。 0Zwx3[bq6K  
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。 qhvT,"  
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。 3{|~'5*  
下面就是产生这个functor的类: 1!G}*38;  
1}Q9y`65  
; 8DtnnE  
template < typename Actor > BRM `/s  
class do_while_actor {g1"{  
  { VFZ?<m  
Actor act; ,LxZbo!  
public : 9uWg4U  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} n/(}|xYU  
N8At N\e  
template < typename Cond > IMbF]6%p(  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5o 5DG  
} ; =cS5f#0  
"GZ}+K*GG  
 %V ]v,  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 h M7 SGEV  
最后,是那个do_ 9#P~cW?  
y7:f^4  
K/Yeh<_&  
class do_while_invoker R|8L'H+1x  
  { (nq""kO6'  
public : Uv>e :U7;  
template < typename Actor > %i3[x.M  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const %.f%Q?P  
  { |wv+g0]Pg^  
  return do_while_actor < Actor > (act); , ~38IIS>_  
} +`gU{e,p  
} do_; B*O/>=_  
~<<32t'S:  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ?+7~ E8  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S@3`H8 [  
最后来说说怎么处理break和continue 4(P<'FK $  
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。 F*#!hWtb  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八