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
  • 3954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 e${Cf  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;HbAk`\1A  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, YZ0Jei8+-  
#?EmC]N7  
48Z0aA~+  
CDU$Gi  
  class filler %qqX-SF0C  
  { .~t.B!rVSB  
public : {gwJ>]z"e  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Xe7/  
} ; YA[\|I33  
H!yqIh  
 &@h(6  
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: QlCs ,bT  
VuWBWb?0Q  
R+y 9JE  
)D"E]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); <UC_QPA\  
{WoS&eL  
NP^j5|A*"  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Oq3]ZUVa  
KJ;;825?  
`}Z`aK  
[Y_CRxa\u  
二. 战前分析 hiQ #<  
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。 L6=`x a,  
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 ydm2'aV  
U+FI^Xrt#  
_8I\!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u?B9zt%$-m  
  /* --------------------------------------------- */ -) LiL  
vector < int *> vp( 10 ); o1zKns?  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); mW&hUP Rx  
/* --------------------------------------------- */ z[~ph/^  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); gJC~$/2  
/* --------------------------------------------- */ -L&%,%  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); m#.N  
  /* --------------------------------------------- */ vle`#c.  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); r#X6jU  
/* --------------------------------------------- */ MGU%"7i'}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); .L#U^H|  
iVe"iH  
?|NMJ Qsa7  
GI _.[  
看了之后,我们可以思考一些问题: }s++^uX6  
1._1, _2是什么? !5XH.DYq!  
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。 |%l&H/  
2._1 = 1是在做什么? p]E\!/  
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。 'BO MFp7c  
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。 _(%;O:i  
me@xl }  
sm?V%NX&  
三. 动工 'YTSakNJ}  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 1@W*fVn  
/c:78@  
J=sj+:GS  
Yw_^]:~  
template < typename T > mo()l8  
class assignment /fDXO;tN  
  { QopA'm  
T value; ')#!M\1,HQ  
public : xh`4s  
assignment( const T & v) : value(v) {} UOYhz.  
template < typename T2 > V krjs0  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } gHmy?+)  
} ; &cHA xker  
F+ Q(^Nk  
UrJrv x  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 dp DPSI  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /k O <o&  
0n-S%e5  
=Hf`yH\#  
&\>.j|  
  class holder RoYwZX~  
  { Oz-;2   
public : 6h9Hf$'  
template < typename T > 3EO:Uk5<   
assignment < T >   operator = ( const T & t) const "p\5:<  
  { tx_h1[qi  
  return assignment < T > (t); h= Mmd  
} 'LW~_\  
} ; eB2a1<S&@  
R.P|gk  
q'1 86L87  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: "l[ c/q[  
f{+n$ Cos  
  static holder _1; g?OC-zw  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 7+;CA+;  
/k^!hI"4c  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); :&`,T.N.vK  
而不用手动写一个函数对象。 u%b.#!  
PSREQK@}E  
-?vII~a9y  
Bm4fdf#A]  
四. 问题分析  SodYb  
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。  ow2tfylV  
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:1Z  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 y)uxj-G  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 hA:RVeS{  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 O0RV>Ml'&  
.{,fb  
五. 问题1:一致性 ,0\P r  
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?| 4D=^24f`0  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Aw"Y_S8.  
/ht-]Js$G  
struct holder *Eg[@5;QA  
  { _MxKfah'  
  // 4#Cm5xAt6  
  template < typename T >  4"~F  
T &   operator ()( const T & r) const Zg=jDPt}  
  { HIsB)W&%@  
  return (T & )r; dh K<5E  
} d<_#Q7]I4  
} ; LVe[N-K  
JxmFUheLt  
这样的话assignment也必须相应改动: 4RL0@)0F  
|] cFsB#G  
template < typename Left, typename Right > D*}_L   
class assignment m TgsvC  
  { 05s{Z.aK  
Left l; GD@|X wK){  
Right r; MHPh!  
public : hp3 <HUU  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hOj(*7__  
template < typename T2 > O/Mx $Q3re  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } JyDg=%-$2  
} ; R q9(<' F  
,-`A6ehg  
同时,holder的operator=也需要改动: ^^(!>n6r^  
d*R('0z{  
template < typename T > @XQItc<  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 8>AST,  
  { Gc,6;!+(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -=4{X R3  
} iCIU'yI  
Ye]-RN/W  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 [yx8?5  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %_. fEFy07  
@FaK/lKK  
return l(rhs) = r; s6(bTO.  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 `G "&IQ8.  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #u/5 nm  
s`I]>e  
template < typename Tp > Btyp=wfN[  
class constant_t (-%1z_@Y  
  { 2P,{`O1]  
  const Tp t; uWjEyxPv{  
public : XOT|:  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} H>Q X?>j  
template < typename T > b*TQKYT  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const `h='FJ/!  
  { ;.{J>Q/U,  
  return t; l]~mB~  
} H:]'r5sw  
} ; fb?YDM  
'cPE7uNT  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 !EOYqD  
下面就可以修改holder的operator=了 JmF:8Q3H  
E-v^eMWX  
template < typename T > IN?6~O p  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const |Ng}ZLBM  
  { L "5;<  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); M,dp;  
} g=e~YM85  
a\*_b2 ^n  
同时也要修改assignment的operator() G'{*guYU  
x:iLBYf  
template < typename T2 > o}e]W,  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } {]Ec:6  
现在代码看起来就很一致了。 guk{3<d:Jy  
X86r`}  
六. 问题2:链式操作 ZZrv l4h  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 zbAyYMtEk  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Mz: "p.  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 S!8q>d,%L  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 UTVqoCHA  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ]N{jF$  
z<OfSS_]R  
template < typename T > GQ6~Si2  
struct result_1 #'8'5b  
  { ~n;U5hcB  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; O"9Or3w  
} ; Bmv5yc+;  
Y*0j/91  
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: 6kHuKxY,  
-\~HAnh  
template < typename T > ~; vt{pk  
struct   ref IVso/!   
  { {sF;R.P&r  
typedef T & reference; AHet,N  
} ; {r?+PQQ#  
template < typename T >  L0>7v  
struct   ref < T &> `{H!V~42  
  { Ntlbn&lc;D  
typedef T & reference; i|!W;2KL5  
} ; 0?*":o30  
d@ef+-  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: OZ4%6/  
`>u^Pm  
template < typename T > oT i$@q  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ?0?+~0sI  
  { ^?S lM  
  return l(t) = r(t); B4{F)Zb  
} & Tkl-{I  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 #B5-3CwB  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ~\u~>mtchu  
rO]2we/B,4  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 juB/?'$~  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: tN0?  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 E=]$nE]b  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Dop,_94G  
最后的布局是: WDF6.i ?  
                Add ]F sr k  
              /   \ UV\&9>@L  
            Divide   5 HXgf=R/$  
            /   \ z6Zd/mt~x  
          _1     3 $k^& X `  
似乎一切都解决了?不。 =\g K<Xh  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ^C~t)U  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ;aDYw [  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ?i$MinK  
zcOG[-  
template < typename Right > q OV$4[r  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const VLC=>w\,  
Right & rt) const 22R ,  
  { >'v{o{k|C  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "@L|Z6U(  
} T1c& 3  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )<`/Aaie  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 BHR(B]EI  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 e#^ vA$d  
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。 wUH:l  
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。 @6V kNe9  
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? *~^M_wej  
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: wp<f{^ et  
y<m }dW6[\  
template < class Action > a 1~@m[  
class picker : public Action L RPdA "Z  
  { B6U4>ZN  
public : Q #p gl  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }@vf=jm>  
  // all the operator overloaded NW~`oc)NS  
} ; .e|\Bf0P  
UQq Qim  
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。 6t'vzcQs  
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: $u, ~183  
< ;fI*km  
template < typename Right > +@MG$*}Oz  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const CJt(c,!z  
  { 6JD~G\$  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7@Xi*Azd  
} gFnJDR  
%D>cY!  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /\m>PcPa  
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。 nBtKSNT#Q  
te+r.(p  
template < typename T >   struct picker_maker gP?.io 9Oi  
  { "(yw(/  
typedef picker < constant_t < T >   > result; p5#UH  
} ; E2Ec`o  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > jBJ|%K M  
  { z`!f'I--!  
typedef picker < T > result; 0>yu Bgh  
} ; 89ab?H}/  
G3gEL)b*  
下面总的结构就有了: d+]/0J!c  
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。 _FzAf5DO  
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。 \1oN't.  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 O[ug7\cl+  
至此链式操作完美实现。 mBDzc(_\$'  
s$xm  
Ex5 LhRe>=  
七. 问题3 oA4<AJ2  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 1(qL),F;  
ap[Q'=A`  
template < typename T1, typename T2 > >Dq&[9,8  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JxQGL{) >  
  { gZ6tb p,X  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); zRgl`zREr  
} Z(BZG O<  
M! uE#|  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: R!2E`^{Wl  
vpoJ{TPO  
template < typename T1, typename T2 > 14yzGhA  
struct result_2 _aw49ag;  
  { oI x!?,1  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; yAu .=Eo7  
} ; ?, cI!c`  
j~O"=?7!O  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 0(+dXzcwM  
这个差事就留给了holder自己。 9C: V i  
    j!K{1s[.y  
EB8<!c ?  
template < int Order > ~Z5Wwp]a  
class holder; TTo5"r9I 8  
template <> [ip}f4K  
class holder < 1 > TchByN6oN<  
  { |qtZb}"|  
public : J+YoAf`hi  
template < typename T > D3x W?$Z  
  struct result_1 rXVR X#Lh  
  { -!X\xA/KN  
  typedef T & result; Ee'wsL  
} ; iM"L%6*I^  
template < typename T1, typename T2 > ?A~a}bFZ  
  struct result_2 v+ "9&  
  { +uMK_ds~  
  typedef T1 & result; Q`BB@E  
} ; cL:hjr"  
template < typename T > 3j w4#GW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const G9h Bp  
  { JjQ9AJ?-V  
  return (T & )r; Q=#Wk$1.  
} 1_z~<d @?;  
template < typename T1, typename T2 > o.])5i_HV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const P*kC>lvSv  
  { o_PQ]1  
  return (T1 & )r1; La\|Bwx  
} ^Kn:T`vB  
} ; WP4 "$W  
"\"sM{x  
template <> @O)1Hnm  
class holder < 2 > Yn8aTg[J  
  { >0I\w$L  
public : $%"~.L4  
template < typename T > 2UEjn>2  
  struct result_1 FyA0"  
  { r8Z} mvLM  
  typedef T & result; e%KCcU  
} ; Kj* $'('  
template < typename T1, typename T2 > YT)@&HaF  
  struct result_2 N|asr,  
  { Hw~?%g:<S  
  typedef T2 & result; g I4Rku  
} ; Fd>epvR  
template < typename T > w'<"5F`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S3?U-R^`  
  { 9/6=[)  
  return (T & )r; I|)U>bV  
} SaA-Krn  
template < typename T1, typename T2 > |\SwZTr  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const lM[FT=M  
  { 1^y^b{  
  return (T2 & )r2; W_h!Puj_  
} VHx:3G  
} ; L*1yK*  
</|m^$v  
1IWP~G  
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> >。 aaFt=7(K  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: S&F  
首先 assignment::operator(int, int)被调用:  @+!u{  
w7yz4_:x^  
return l(i, j) = r(i, j); ,\D* =5  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) IeGVLC  
2g%p9-MO]I  
  return ( int & )i;  $ 1v'CT  
  return ( int & )j; F+?g0w['  
最后执行i = j; NSQ#\:3:S  
可见,参数被正确的选择了。 }Bn`0;]  
GqD_6cdh  
>+2gAO!  
OLyl.#J  
3ULn ]jA  
八. 中期总结 Ogp@!  
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: VU \{<j{  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 1ika'  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 0-Vx!(  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor !Bn,f2  
y/!jC]!+c  
#>O>=#Q  
z#\YA]1  
]xN)>A2  
GaLQ/V2R  
九. 简化 I'%ASZ  
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。 'Sjt*2blq  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Y%@a~|  
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: vABUUAo!Jr  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 zfm#yDf  
  +-*/&|^等 x^/453Lk  
2. 返回引用。 tz/NR/[  
  =,各种复合赋值等 /%i:(Ny  
3. 返回固定类型。 #iP5@:!Wm~  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) +X!QH/ 8  
4. 原样返回。 _W gpk 0  
  operator, Bngvm9k3  
5. 返回解引用的类型。 CL<m+dW%*  
  operator*(单目) kr>F=|R]  
6. 返回地址。 31~Rs?~f(  
  operator&(单目) &E`=pe/e  
7. 下表访问返回类型。 287)\FU;3  
  operator[] jQ9i<-zc  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 uui3jZ:  
  operator<<和operator>> ,w0Io   
)G@/E^ySM  
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。 MUvgmJsN  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: !r`/vQ #  
eWTbHF  
template < typename Left > X"O^4MnvI  
struct value_return Q7XlFjzcm  
  { {V5eHn9/Q'  
template < typename T > <,I]=+A  
  struct result_1 s:Io5C(  
  { y~;w`5;|  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 8&UwnEk<  
} ; HR$;QHl~F  
<F-W fR  
template < typename T1, typename T2 > C,nU.0  
  struct result_2 ]%Z7wF</  
  { pX]"^f1?O  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; >0.a#-u^  
} ; ?$0t @E  
} ; 8 ;o*c6+  
l[M?"<Ot;  
lbiMB~rwI  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait y(*#0fJrTV  
.yb=I6D;<3  
下面我们来剥离functor中的operator() Kld#C51X f  
首先operator里面的代码全是下面的形式: tW} At  
nv_9Llh=z  
return l(t) op r(t) OzS/J;[PO[  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) \I #}R4z  
return op l(t) W;!)Sj4<T!  
return op l(t1, t2) vDcYz,  
return l(t) op JFh_3r'  
return l(t1, t2) op 2~RG\JWTA  
return l(t)[r(t)] .Fm@OQr  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] !TeI Jm/l  
R&9Q#n-  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: OGn-~ #E  
单目: return f(l(t), r(t)); 4$_:a?9  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); J~k'b2(p3  
双目: return f(l(t)); _68{ {.  
return f(l(t1, t2)); N=~aj7B%  
下面就是f的实现,以operator/为例 .lyK ,p  
QBL|n+  
struct meta_divide iuS*Vw  
  { )T!3du:M  
template < typename T1, typename T2 > l&oc/$&|[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) POt 8G  
  { vbSycZ2M7  
  return t1 / t2; o2W^!#]=  
} eGj[%pk  
} ; 5Za%EaW%G  
#7|73&u(  
这个工作可以让宏来做: raCgctYVq  
D%!GY1wdn  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ !FHm.E_>  
template < typename T1, typename T2 > \ c!dc`R  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0*XCAnJ^_  
以后可以直接用 <zt124y-6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) $#/f+kble  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ^F:Bj&0v[  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) k`h#.B J  
^!sIEL  
.vWwYG  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 c[X:vDUX  
vx}W.6C}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *5d6Q   
class unary_op : public Rettype W?X3 :1c9:  
  { j-TRa,4bN  
    Left l; #gSLFM{p  
public : <Xl/U^B  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} {W$K@vuV;?  
(fcJp)D  
template < typename T > -)Of\4kx  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E8"$vl&c]  
      { R/Z zmb{  
      return FuncType::execute(l(t)); d34BJ<  
    } <#~n5W{l  
*^[j6  
    template < typename T1, typename T2 > /a?qtRw  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -~v1@  
      { rceX|i>9n  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); MZ"|Jn  
    } s"B+),Jod  
} ; )%vnl~i!  
#dDM "s  
lGpci  
同样还可以申明一个binary_op _kT{W]   
RJOW#e :  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5[Uv%A?H#_  
class binary_op : public Rettype 3 @%XR8ss  
  { <d~si^*\ch  
    Left l; yZkS   
Right r; {3!E8~  
public : t[o_!fmxZ  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} a6!|#rt  
t4Pi <m:7  
template < typename T > e\r%"~v  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?@CbaX~+K  
      { P(cy@P,D  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); )W*A[c 2  
    } p((a(Q/  
-_ <z_IL\%  
    template < typename T1, typename T2 > qylI/,y{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ip!-~HNwJ  
      { y~^-I5!_ u  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $rm/{i_7  
    } D|$Fw5!^k6  
} ; y_r(06"z1  
(!%9#  
9PdD=9HH  
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 ziC%Q8  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 CaR-Yk   
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) IPf>9#L  
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。 OJ r~iUr  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Go(Td++HS  
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。。。 i>e?$H,/  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 %S/?Ci  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 1P?|.W_^1  
下面是修改过的unary_op iTVZo?lVo  
T{)_vQ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > v?_L_{x;W  
class unary_op (D0\uld9  
  { 1$H<Kjsm  
Left l; 8kT`5`}lB  
  U1O8u-X  
public : 'OvM  
!RSJb  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \3`r/,wY  
33g$mUB  
template < typename T > Lg{M<Q)4  
  struct result_1 }:57Ym)7w  
  { 7 j6<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5bBCI\&sam  
} ; yxAy1P;dX  
EB VG@  
template < typename T1, typename T2 > f+1@mGt  
  struct result_2 ?AK`M #M  
  { J4u>77I  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [0vqm:P  
} ; IKV!0-={!z  
0o!mlaU#  
template < typename T1, typename T2 > L~AU4Q0o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "SRS{-p0  
  { aK/fZ$Qc  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); HoK+g_9~  
} /36gf  
%j.n^7i]^:  
template < typename T > I-#7Oq:Np  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )D ~ 5  
  { K&eT*JW>  
  return OpClass::execute(lt(t)); aYn5AP'PH  
} k-^le|n9  
AEkjyh\  
} ; EjMVlZC>  
m`}mbm^  
5Dzf[V^]`  
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 $ ^@fV=e  
好啦,现在才真正完美了。 S=\cF,Zs  
现在在picker里面就可以这么添加了: D -d  
x#gZC 1$Y  
template < typename Right > nW}jTBu_K+  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const hfw+n<  
  { QiK-|hFj  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); F?[1 m2  
} )FNn  
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。 CK1A$$gnz  
uehu\umt=  
/l_u $"  
Em !%3C1r  
U.X` z3q  
十. bind `][vaLd`Q  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 h ,n}=g+?  
先来分析一下一段例子 .+kg1=s  
S`$%C=a.  
x-]:g&5T  
int foo( int x, int y) { return x - y;} t+_\^Oa)  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 t<ZBp0  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ;dPaWS1D  
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。 U!NuiKaQ26  
我们来写个简单的。 +(PUiiP'"v  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: [$;cjys  
对于函数对象类的版本: Q6D>(H#"0  
,H%[R+)  
template < typename Func > {2YqEX-I*  
struct functor_trait %}e['d h  
  { r8?p6E  
typedef typename Func::result_type result_type; 1wFW&|>1  
} ; S~)`{ \  
对于无参数函数的版本: A*~G[KC3(  
n_Qua|R  
template < typename Ret > X</Sl>[8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ul#y'iY]  
  { +80bG(I_  
typedef Ret result_type; P;o  {t  
} ; JsNj!aeU%  
对于单参数函数的版本: qS9<_if2  
D'vaK89\  
template < typename Ret, typename V1 > 7B=VH r  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > zjh:jrv~  
  { `a83bF35  
typedef Ret result_type; E*`PD<:)H  
} ;  %S%IW  
对于双参数函数的版本: Hi$R"O (  
@6|<c  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (xHu@l!]  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > i1XRB C9  
  { #4./>}G  
typedef Ret result_type; , ^K.J29  
} ; c?e-2Dp(  
等等。。。 YoW)]n  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy URs]S~tk  
ox%j_P9@:  
template < typename Func > AH:uG#  
struct func_return e4 ,SR(O>  
  { f;Oh"Yt  
template < typename T > 9TQVgkW  
  struct result_1 |9=A"092{  
  { &+&@;2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z|Oq7wzEH  
} ; T - _))  
rhcax%Cd  
template < typename T1, typename T2 > 5a'`%b{{  
  struct result_2 NLK1IH#  
  { i%[gNh  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *asv^aFpS  
} ; iiQ q112`  
} ; %~x?C4L8  
ah hl  
"~0`4lo:Xo  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 -fk;Qq3O  
rR :ZTfJs"  
template < typename Func, typename aPicker > tT>LOI_z  
class binder_1 %4),P(4N  
  { YI ?P@y  
Func fn; NXFi*  
aPicker pk; %~PcJhz  
public : '/NpmNY:L  
w2UEU5%  
template < typename T > *U,J Q  
  struct result_1 NS2vA>n8R  
  { xYCJO(&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; h?p_jI  
} ; 38D5vT)n  
E I(e3  
template < typename T1, typename T2 > n"T ^  
  struct result_2 tp}/>gU!  
  { cI'n[G  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; xi(1H1KN5B  
} ; 'fl< ac,.  
n)"JMzjQ<  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -f&vH_eK  
!5(DU~S*@S  
template < typename T > p|.5;)%|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <O 0Q]`i  
  { Rlk3AWl2u  
  return fn(pk(t)); n 5R9<A^  
} oG1zPspL  
template < typename T1, typename T2 > c>K]$;}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E&zf<Y  
  { #jW-&a  
  return fn(pk(t1, t2)); I2WP/  
} cJaA*sg  
} ; S xJ&5q  
A~PR  
TT/H"Ri}Jp  
一目了然不是么? tngB;9c+w  
最后实现bind n}.e(z_"  
&{.IUg  
Z8ea)_ {#  
template < typename Func, typename aPicker > G|f9l?p  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) cVW7I  
  { BYXc 'K  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :vb5J33U  
} Hvm}@3F|  
h;jO7+W  
2个以上参数的bind可以同理实现。 3 R+e  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 b(GV4%  
dT*Yv`h  
十一. phoenix H5x7)1Ir|  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: H?];8wq$G  
d,Aa8I  
for_each(v.begin(), v.end(), L? DlR hu  
( 9=ygkPY  
do_ $ ubU"  
[ KhfADqji|  
  cout << _1 <<   " , " JE-*o"&  
] O|,9EOrP  
.while_( -- _1), p?y2j  
cout << var( " \n " ) o13jd NQ-  
) ")No t$8  
); |T""v_q  
'JMW.;Lh?X  
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: *^|\#UIk  
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 "u7[[.P)  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 GLtd<M"  
那么我们就照着这个思路来实现吧: H_ $?b  
n8<?<-2  
Pj <U|\-?  
template < typename Cond, typename Actor > NS z }  
class do_while oL@-<;zKO  
  { T<pG$4_  
Cond cd; uVn"L:_  
Actor act; Ah wi  
public : sWo`dZ\6WB  
template < typename T > |ZH(Z}m  
  struct result_1 '-%1ILK$3r  
  { CVa>5 vt  
  typedef int result_type; 1z8"Gk6  
} ; <3{MS],<<  
>n09K8 A  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} E)$>t}$  
*I(6hB  
template < typename T > Mqd'XU0L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I@KM2 KMN  
  { g4h{dFb|_  
  do oN,1ig  
    { gQ{ #C'  
  act(t); rpR yB9  
  } v;<gCzqQh  
  while (cd(t)); ;bB#P g  
  return   0 ; }CBQdH&g;  
} ?z9!=A%<V~  
} ; Pz2 b  
wu.l-VmGp)  
[j0[c9.p [  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `HRL .uX  
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。 e%JIqKS  
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。 eT".psRiC  
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。 K|Sq_/#+U  
下面就是产生这个functor的类: *,$5EN  
cb9-~*1  
?.VKVTX^  
template < typename Actor > 4[$:KGh3  
class do_while_actor _U^[h!  
  { ~9+01UU^  
Actor act; d^}p#7mB\  
public : H]/ ~ #a  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 031"D*W'i  
{Ge{@1  
template < typename Cond > ^y/Es2A#t  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ,-e}X w9  
} ; 0A) 0Zw  
V8M()7uJ  
Qfm$q~`D^W  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ^Lgvey%  
最后,是那个do_ e-ta7R4  
l/G +Xj4M  
dxs5woP  
class do_while_invoker ZW [&7[4  
  { &THtQ1D  
public : .#QE*<T)]  
template < typename Actor > wSjDa.?'  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 44ty,M3  
  { _X4Y1zh  
  return do_while_actor < Actor > (act); S $p>sItO  
} 2PlhnUQ7  
} do_; u8zL[] >  
;l*%IMB  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? zzf@U&x<  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 PeIx41. +s  
最后来说说怎么处理break和continue f]/2uUsg %  
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。 5 b} w  
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