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
  • 8173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 J9 NuqV3  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :'ZR!w  
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, 3-:^mRPJ  
t/O^7)%  
?;P6#ByR  
pn(i18 x  
  class filler ]3*w3Y!XK  
  { PP'5ANK  
public : ,=Wj*S)~  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} H'YKj'  
} ; Zh;}Q(w  
t6KKfb  
D60quEe3%  
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: Eb9h9sjv  
i{$P.i/&  
?_AX;z  
@Nh}^D >j  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); CUpRtE8@[_  
Y iuV\al  
b~>@x{  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1=IOio4U  
NkBvN\CQ  
Y&=DjKoVh  
['\R4H!x  
二. 战前分析 6q>iPK Jt  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 +0ukLc@  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 .{8[o[w =  
iCiKr aW  
Y_y!$jd(N  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); iY@}Q "  
  /* --------------------------------------------- */ MH'%E^n `  
vector < int *> vp( 10 ); <eSg%6z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =*ErN  
/* --------------------------------------------- */ h~ _i::vg  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); !+@70|gFF  
/* --------------------------------------------- */ ~YW;'  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  bV(BwWm  
  /* --------------------------------------------- */ W%^!<bFk}m  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ~1*37w~  
/* --------------------------------------------- */ #M w70@6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); x{w|Hy  
F^Jz   
qlPIxd  
cL4Go,)w  
看了之后,我们可以思考一些问题: _ti^i\8~  
1._1, _2是什么? 3A"TpR4f`  
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。 Kzq^f=p  
2._1 = 1是在做什么? ynMYf  
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。 OMjPC_  
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。 hC<E4+5.,  
mpwh=  
R|qNyNXo[  
三. 动工 z@19gD#8  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: h2mHbe43  
\oxf_4X  
ShV_8F z  
5 8;OTDR!  
template < typename T > CfrO1iF  
class assignment & }j;SK5  
  { *< fJgc"3  
T value; 5W fZd  
public : CL5^>. }  
assignment( const T & v) : value(v) {} "-Ny f  
template < typename T2 > v4rO 0y=C  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } GGHeC/4  
} ; l> H'PP~  
i}>EGmv m  
NqKeQezX  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 [=cbzmX[  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment &*O'qOO<2  
GcO:!b*YMp  
:f7!?^;y>  
u"hr4+/  
  class holder RJDk7{(  
  { =$#5Ge]b  
public : aG =6(ec.  
template < typename T > "Zn nb*pOM  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const .%W.uF^  
  { 45%D^~2~F  
  return assignment < T > (t); M"K$.m@t  
} Xu#?Lw  
} ; /03 Wst  
P>~Usuf4  
@Bkg<  
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: yF|yZ{  
U_aI!`WXd  
  static holder _1; G1zP^ogk  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 e9:pS WA-n  
Rd;t}E$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); PW"?* ~&  
而不用手动写一个函数对象。 ?@MY+r_G  
M54czo=l  
ZK2&l8  
5HbJE'  
四. 问题分析 +B+cN[d  
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。 O<>+l*bk  
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。 W!9~bBF',  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 XD!}uDZ^  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ]-X\n  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5\JV}  
%O[1yZh \  
五. 问题1:一致性 FoYs<aER  
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?|  v1?G  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Mt{cX,DS  
16z Wm JH  
struct holder 9"B;o  
  { !_c6 `oW  
  // z8D,[`  
  template < typename T > I) *J,hs1  
T &   operator ()( const T & r) const _E-{*,7bZS  
  { 6b` Jq>v  
  return (T & )r; 6+s&%io4  
}  ++8 Xi1  
} ; r}|)oG,=  
'f %oL/,  
这样的话assignment也必须相应改动: ^pfM/LQ@  
Pq-@waH3  
template < typename Left, typename Right > oz3!%'  
class assignment f::^zAV  
  { T2|<YJ=  
Left l; Bv*VNfUm  
Right r; %%wngiz\  
public : #t# S(A9)  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} qM^y@B2MO  
template < typename T2 > =:xJZy$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } wt_ae|hv  
} ; ">fRM=fl  
oOXJ7 |n  
同时,holder的operator=也需要改动: @ K2Ncb7  
/<O9^hA|  
template < typename T > I;$tBgOWq  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const !+ UXu]kA  
  { eIP k$j{e  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); x< d ew  
} ~7\`qH  
)kKeA  
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。 3%x-^.  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Xh~oDnP  
t[b(erO'  
return l(rhs) = r; B(- F|q\  
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。 P=9sP:[f6  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: F*:H&,  
DAMw(  
template < typename Tp > geqx":gpx9  
class constant_t `I|Y7GoUO  
  { fv>Jn`  
  const Tp t; * _,yK-et  
public : dftX$TS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 73nmDZO|  
template < typename T > 6p,}?6^  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Fk`6 q  
  { 0R&7vn  
  return t; 3`"k1W  
} hGUQdTNP  
} ; }4Gn$'e  
R3BK\kf&  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 1_n5:  
下面就可以修改holder的operator=了 ) I.uqG  
-fK_F6_\]  
template < typename T > $7Lcn9 ?G  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const  GL&rT&  
  { f+c{<fX  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); L#_QrR6Sny  
} <%`z:G3  
P[ Vf$ q<  
同时也要修改assignment的operator() 7 :u+-U  
H[r64~Sth  
template < typename T2 > $T2zs$  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } I =K<%.  
现在代码看起来就很一致了。 6HVGqx  
t{ridA}  
六. 问题2:链式操作 !6s]p%{V  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 kN vNV(4  
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。 _p+q)#.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。 ljh,%#95=  
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。 B8V85R  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 6y@o[=m  
DsiyN:o'+  
template < typename T > q1%xk =8  
struct result_1 Sa6YqOel@  
  { "9H#pj -  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; KH[Oqd  
} ; J8`vk#5  
f%STkL)  
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: IS!]!s'EI  
&gvX<X4e  
template < typename T > mgEZiAV?  
struct   ref =Ajw(I[56  
  { w:9n/[  
typedef T & reference; sQY0Xys<4  
} ; Bq \WG=Fd  
template < typename T > c5HW.3"  
struct   ref < T &> LS1}j WU!  
  { gHU0Pr9'  
typedef T & reference; qI\B;&hr(  
} ; V ;M'd@  
{Hxziyv~Y(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: YccD ^w[`B  
T:udw  
template < typename T > N8]d0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Y{m1\s/o  
  { r P&.`m88n  
  return l(t) = r(t); N5fMMi(O  
} (Yc}V  
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。 d[KG0E5`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ezk:XDi4  
|F>'7JJJ  
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 *IC9))PGJ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: rEZMX2  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 hKp-"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 W#<ZaGsq  
最后的布局是: Y<`uq'V  
                Add Ob7F39):N  
              /   \ WAh{*$Rpl  
            Divide   5 *s"{JrG`O  
            /   \ j}DG +M  
          _1     3 p4wXsOQ}  
似乎一切都解决了?不。 5A"OL6ty  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ~FZ=  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 '\Hh  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: U_Va'7  
sZ7BBJX2K  
template < typename Right > Y !nE65  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const J$i5A9IUr  
Right & rt) const GVzG  
  { z4c{W~}`  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \RyW#[(  
} QW}N,j$  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 p\/;^c`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。 k7Xa|&fQP<  
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。 5?4jD]Z  
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。 rM(2RI4O`0  
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。 D7b] ;Nf\  
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? Ja#ti y  
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: WJ$!W  
\*$''`b)j  
template < class Action > q:ZF6o`Z83  
class picker : public Action m]:|j[!*M  
  { $[8GFv  
public : @phb5  
picker( const Action & act) : Action(act) {} veh?oJi@  
  // all the operator overloaded +&hd3  
} ; JN-wToOF  
|\/Y<_)JD  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ~!a~ -:#  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: F2RU7o'f.  
|cCrLa2*-  
template < typename Right > r@Tq-o  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 0SLS;s.GX  
  { P mgTTI  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); sKI{AHJ?X  
} 3]1uDgfr  
W-+~r  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >  \>*B  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ril4*$e7^\  
&]Q\@;]Aq  
template < typename T >   struct picker_maker StJ&YYdD  
  { YYUWBnf30G  
typedef picker < constant_t < T >   > result; V8.o}BWY  
} ; ;y"q uJ'O  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > A296 f(  
  { &c)n\x*  
typedef picker < T > result; _+hf.[""  
} ; qkN{l88  
t1)Qa(#]  
下面总的结构就有了: D|p`~(  
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。 2-*zevPiG=  
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。 X!%CYmIRb  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4:p+C-gs  
至此链式操作完美实现。 'XHKhpm<  
UfnjhHu  
Hjm  
七. 问题3 co$I htOv  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 E/</  
IMDGinHAy  
template < typename T1, typename T2 > <Prz>qL$  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?|t9@r  
  { H#l uG_)  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); +84JvOkWi  
} Hki  
& A%*sD6  
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: -~-BQ!!(  
ah\yw  
template < typename T1, typename T2 > A[@xTq s{{  
struct result_2 ir%?J&C+t  
  { tGcp48R-:+  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; J`*!U4  
} ; b]X c5Dp{  
ny:4L{)  
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? 7]w]i5  
这个差事就留给了holder自己。 11s*C #  
    D@5AI ](  
' ?3e1  
template < int Order > ivKhzU+  
class holder; Rs<li\GS  
template <> CVp`G"W:  
class holder < 1 > 8MH ZWi  
  { K(+ ~#$|-~  
public : kCO`JAH#  
template < typename T > !vB8Pk"  
  struct result_1 n .{Ud\|  
  { mBC?Pg  
  typedef T & result;   SW ^F  
} ; G G]4g)O5  
template < typename T1, typename T2 > k/&~8l.$  
  struct result_2 0T{Z'3^=  
  { U&uop$/Cq  
  typedef T1 & result; 1d4?+[)gUv  
} ; ?n 9<PMo  
template < typename T > yaiw|j`A  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const j`GL#J[wqQ  
  { &"(xd@V)]A  
  return (T & )r; QN!$41A?{  
} lC8DhRd0_  
template < typename T1, typename T2 > aB6F<"L,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )zzK\I6/EQ  
  { hP1H/=~  
  return (T1 & )r1; x4&<Vr  
} =@F1J7  
} ; ?=X G#we  
XN@F6Gj  
template <> biy1!r  
class holder < 2 > $n30[P@p;  
  { 3_:J`xX(4  
public : D\}A{I92F4  
template < typename T > TmZ% ;TN  
  struct result_1 w^e5"og]  
  { >}tm8|IHoo  
  typedef T & result; &&/2oP+z  
} ; 7$8YBcZ6  
template < typename T1, typename T2 > " Zo<$p3]  
  struct result_2 h/7m.p]  
  { ^h}xFiAV#  
  typedef T2 & result; bG`aF*10)!  
} ; dWhki|c  
template < typename T > 9"5J-a'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ev}lb+pr)_  
  { hx4X#_)v  
  return (T & )r; 8CR b6  
} &Ff#E?Y4|  
template < typename T1, typename T2 > EZ6\pyNB0#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const To_Y 8 G  
  { vhA 4ol  
  return (T2 & )r2; 0}a="`p#<  
} >h?!6L- d  
} ; S${n:e0\  
IkzY   
_O76Aw-@l  
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> >。 Sm@T/+uG:  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: n-/ {H4\  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: cO]_5@#f'8  
$e bx  
return l(i, j) = r(i, j); |yqL0x0\l  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) jea{BhdUr  
~C|. .Z  
  return ( int & )i; S?ypka"L  
  return ( int & )j; '&XL|_Iq  
最后执行i = j; w}wABO  
可见,参数被正确的选择了。 Y8 c#"vm(  
WInfn f+'  
x4$#x70?  
Y[=X b  
`QpkD8  
八. 中期总结 381a(F[$e  
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: Ev adY  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 P;.j5P^j`  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 eXN\w]GE  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (#uz_/xXa  
#le1 ^ <w7  
LHQ$0LVt>T  
!'y9/  
2pKkg>/S  
:gD=F&V  
九. 简化 p_^Jr*Mv  
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。 r#svj*dn  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 4f)B@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: g4Y1*`}2f  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 b4 Y<  
  +-*/&|^等 4=BIYC"Lu  
2. 返回引用。 %rU8^'Gu  
  =,各种复合赋值等 ;\[n{<   
3. 返回固定类型。 Rm i4ZPb.  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) .uo9VL<  
4. 原样返回。 36 &ghx  
  operator, s7"NK"  
5. 返回解引用的类型。 ]Alv5?E60  
  operator*(单目) iJ&*H)}^  
6. 返回地址。 ku8C#%.m3  
  operator&(单目) Aoi) 11>  
7. 下表访问返回类型。 zv~dW4'  
  operator[] <_o).hE{  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0j}!4D+  
  operator<<和operator>> q9)]R  
e}xx4mYo  
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。 .paKV"LJ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: V8Lp%*(3  
$,@PY5r  
template < typename Left > DW@|H  
struct value_return ZGa;'  
  { & xAwk-{W  
template < typename T > T[M:%vjYF  
  struct result_1 VLdQXNg9W"  
  { yYdow.b!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; n<GTc{>Z  
} ; Gx&o3^t  
QfdATK P  
template < typename T1, typename T2 > ^x BQ#p  
  struct result_2 #N?VbDK9_  
  { ;hz;|\ko5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ^k* h  
} ; \LN!k-c  
} ; -:$#koW  
>cTSX  
K:<j=j@51  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait [w1 4hHnq  
pXoD*o b  
下面我们来剥离functor中的operator()  ktA5]f;  
首先operator里面的代码全是下面的形式: x6qQ Y<>  
Whd\Ub8(  
return l(t) op r(t) u~]O #v  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) lG1\41ZxB  
return op l(t) y-.<iq  
return op l(t1, t2) 5YZh e4R  
return l(t) op _A>?@3La9  
return l(t1, t2) op k1.h|&JJN  
return l(t)[r(t)] K*QRi/O  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %X5p\VS\7  
mqt$'_M  
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: ~;V5*t  
单目: return f(l(t), r(t)); L?Fb}  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); H Q_IQ+  
双目: return f(l(t)); ++gWyzD  
return f(l(t1, t2)); 762c`aP_(  
下面就是f的实现,以operator/为例 _ SuW86  
:{g;J  
struct meta_divide &1 BACKu  
  { `K%f"by  
template < typename T1, typename T2 > a'Vz|S G  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?LwBF;Y  
  { H(QbH)S$6  
  return t1 / t2; ^oLMgz  
} -4;$NiB?  
} ; vWs#4JoG  
` P,-NVB  
这个工作可以让宏来做: O>KrTK-AV  
x+Ws lN 2a  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ CVAX?c{   
template < typename T1, typename T2 > \ N 4!18{/2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Ib&]1ger#=  
以后可以直接用 +$;#bw)yH  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) _w.H]`C!X  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 BwJL)$D<S  
(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。。。) Qq|c%FZ  
6)h~9iK  
j=up7395  
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 ?!Wh ^su-  
fi tsu"G  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  d5YL=o  
class unary_op : public Rettype VE $Kdo^  
  { r,r"?}Z  
    Left l; ty>9i]Y-  
public : u[<ij  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} h N U.y  
sqv!,@*q  
template < typename T > '}N4SrU$  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const oG$OZTc  
      { v[b|J7k  
      return FuncType::execute(l(t)); i"h~QEE  
    } o'KBe%@/  
sPP(>y( \  
    template < typename T1, typename T2 > [W8"Mc|ve  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qy( kb(J  
      { d1>L&3HKx  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); $fhR1A  
    } (^~0%1  
} ; kTfE*We9  
}nK=~Wcu\  
Maw$^Tz,  
同样还可以申明一个binary_op <*@!>6mS  
GTocN1,Z~a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5{|tE!  
class binary_op : public Rettype ,GY K3+}Z  
  { [!S%nYs&8L  
    Left l; ($X2SIZh  
Right r; }I"k=>Ycns  
public : V2B: DIpr  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} AT -  
U:fGIEz{ZY  
template < typename T > p;<aZ&@O  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9TU B3x^  
      { ,ieew`  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ai]KH7  
    } 3>#io^35  
qir8RPW  
    template < typename T1, typename T2 > VfT@;B6ALF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1 uJpn  
      { p_EWpSOt7  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8=,?B h".  
    } ~(-df>  
} ; mum4Uj  
p7p6~;P  
G<FB:?|  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 iTVepYv4m  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 C5^9D  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) v m.%)F#@  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ehV}}1>O  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {O_`eS  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 _ YcIG OL  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 CTf39R|7_  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) \y0]BH  
下面是修改过的unary_op G7YBo4v  
[N_)V kpr  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > jyFKO[s\X  
class unary_op m~`f0  
  { 4Jk[X>I~  
Left l; o<L=l Q  
  _}l7f  
public : X_(n  
jMP;$w  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} IQyw>_~]  
m/"}Y]n!  
template < typename T > L rhQG  
  struct result_1 DoFF<LXBt  
  { ^TqR0a-*  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; |5(un/-C  
} ; bmw"-W^U[  
Ih%LKFT  
template < typename T1, typename T2 > ,H@ x.  
  struct result_2 |6w {%xC?"  
  { ,F?O} ijk  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /MbWS(RT  
} ; 1v'|%B;O  
K}!YXy h  
template < typename T1, typename T2 > XSktb k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L YMb)=u]  
  { I6Oc`S!L  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); FJIo] p  
} MmW]U24s  
 Eikt,  
template < typename T > Kj6@=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c{\x< AwO  
  { ;*>':-4  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7D=gAMPvJ  
} im@c||  
:Y[?@/m4  
} ; {TC_ 4Y|8  
hEfFMi=a`  
Z#flu Q%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 ngl8) B  
好啦,现在才真正完美了。 ?dQ#%06mn  
现在在picker里面就可以这么添加了: )'e9(4[V1  
V ee;&  
template < typename Right > f=Kt[|%'e  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 10ZL-7D#m  
  { BF(Kaf;<t.  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); SAUG+{Uq  
} dk@iAL*v  
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。 Rqun}v}  
FfibR\dhY  
I#:,!vjn  
&h?8yV4B  
86ml.VOR  
十. bind )"&\S6*!  
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。 ? W2W y\  
先来分析一下一段例子 `E5vO1Pl  
KZI-/H+  
k^Uk= )9  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~.<}/GP]_  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 p&cJo<]=LE  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 V6tUijz  
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。 G-G\l?R(  
我们来写个简单的。 Wfj*)j Q  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ^ZG 3{>  
对于函数对象类的版本: g?e-D.pSF  
S3Sn_zqG  
template < typename Func > Kz9h{ Tu4  
struct functor_trait IK|W^hH\8  
  { ZN-5W|' O  
typedef typename Func::result_type result_type; Yf[GpSej  
} ; IjrjLp[z$  
对于无参数函数的版本: V>B*_J,z.  
#brV{dHV,  
template < typename Ret > L`0}wR?+  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Z=y^9]  
  { \ Q0-yNt  
typedef Ret result_type; Fhbp,CX4p  
} ; d;LBV<Z?  
对于单参数函数的版本: Tsl0$(2W  
few=`%/  
template < typename Ret, typename V1 > 5JA5:4aev  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > M{M?#Q  
  { = RQ\i6Y  
typedef Ret result_type; uJ>_ 2  
} ; = ms o1  
对于双参数函数的版本: ^|h})OHV  
DX4"}w  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > he1OLk  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *Q:EICDE7  
  { jthGNVZ  
typedef Ret result_type; 5ofsJ!b'  
} ; O^I%Xk  
等等。。。 2ZZF hj  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy p/%B>Y >  
CsW*E,|xyP  
template < typename Func >  o0Pc^  
struct func_return +}@6V4BRn  
  { So\f [/em  
template < typename T > x $=-lB  
  struct result_1 +]NPxUa  
  { *<T,Fyc|  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; K)8N8Js(  
} ; 4f{(Scg  
]Qb85;0)  
template < typename T1, typename T2 > `Pe WV[?  
  struct result_2 *kWrF* )J  
  { B:QAG  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; O)WduhlGQ  
} ; ziBg'  
} ; L?p,Sy<RI  
d!]fou  
V;t8v\  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 /?Fa<{  
6=xbi{m$  
template < typename Func, typename aPicker > \IG"Te  
class binder_1 4'ymPPY  
  { Xv1mjHZCC  
Func fn; Lv`NS+fX  
aPicker pk; En]+mIEo  
public : pX/,s#dY>  
X1{U''$ K  
template < typename T > cWG?`6xU&  
  struct result_1 2V 9vS  
  { .}zpvr8YP  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; M,nLPHgK  
} ; X6lR?6u%|  
p 6FPdt)  
template < typename T1, typename T2 > K,\Bj/V(  
  struct result_2 rxJWU JMxK  
  { }n91aE3v  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;wkoQ8FD9  
} ; r]+N(&q  
4,pSC  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 7ZVW7%,zF  
drZ1D s  
template < typename T > crdp`}}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gAWrn^2L5  
  { Yh}F  
  return fn(pk(t)); $5;RQNhXh  
} 0Zv<]xO  
template < typename T1, typename T2 > P6cc8x9g(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lp?JSMe  
  { .`ppp!:a4  
  return fn(pk(t1, t2)); >nL9%W}8M  
} l*Iy:j(B  
} ; /6%<97/d  
 Py)'%e  
ADa'(#+6  
一目了然不是么? 0$9I.%4jAJ  
最后实现bind TdAHw @(  
iVKX *kqc  
ped3}i+|]  
template < typename Func, typename aPicker > Dx-G0 KIG  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) *?#t (Y[  
  { +|w-1&-  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 'h6Vj6  
} _\P9~w `  
lTh}0t  
2个以上参数的bind可以同理实现。 -O ro$=%  
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。 ir4uy  
,DT =(  
十一. phoenix &x(^=sTHI  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: AF qut  
Q7]VB p4  
for_each(v.begin(), v.end(), [We(0wF[`  
( 2_x~y|<9  
do_ IJ%S[>  
[ m*h, <,}-+  
  cout << _1 <<   " , " #]yb;L  
] ZZa$/q"  
.while_( -- _1), 9 xvE?8;M#  
cout << var( " \n " ) S;"7d  
) qR~s&SC#  
); J!QzF)$4J  
}xl @:Qo  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: }@pe `AF^  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor a/.O, &3  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 VxOrrs7Z  
那么我们就照着这个思路来实现吧: }31z 35  
P^%.7C  
S-8O9  
template < typename Cond, typename Actor > 1R/=as,R  
class do_while sa~.qmqu  
  { A#mf*]'  
Cond cd; x@I@7Pvo3  
Actor act; )>)_>[  
public : ms=I lz  
template < typename T > j.GpJDq  
  struct result_1 :8;8-c  
  { /Xi:k  
  typedef int result_type; BZqb o`9  
} ; ;bd\XHwMUP  
/q %TjQ}F  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} %S22[;v{N  
5Mb1==/R  
template < typename T > t_YiF%}s&#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Gb%PBg}HH  
  { bw{%X  
  do 1$fA9u$  
    { kImGSIJ  
  act(t); 6^zuRY;  
  } Nuk\8C  
  while (cd(t)); r]'AdJFt  
  return   0 ; nX>k}&^L  
} vKDPg p<j  
} ; 7/(C1II.Q  
6^['g-\2  
SSi}1  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). MC3XGnT#5  
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。 cGC&O%`i,\  
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。 #hzs,tvvD  
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。 9 4W9P't  
下面就是产生这个functor的类: f7XmVCz1  
P G) dIec  
}mz4 3Sq<  
template < typename Actor > vVKiE 6^  
class do_while_actor z]\0]i  
  { 4MRHz{`wa  
Actor act; ~9]tt\jN*Y  
public : U,Z.MP Q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} +YhTb  
LPT5d 7K@  
template < typename Cond > z -(dT  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; _}`iLA!$I  
} ; ? _[gs/i}  
 2c!?!:s  
Tb}`]Y`X  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 G?=X!up(  
最后,是那个do_ "S#0QH%5  
L3X>v3CZ5  
X"8Jk 4y  
class do_while_invoker ^5u}   
  { Fg5c;sls  
public : HnioB=fc  
template < typename Actor > 6E@r9U  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const <JYV G9s}  
  { Tp[ub(/;7  
  return do_while_actor < Actor > (act); kHX- AsRc  
} <J{VTk ~  
} do_; ;% !'K~  
#12PO q  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 6!Ji-'\"  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 "=9L7.E)  
最后来说说怎么处理break和continue +Medu?K `  
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。 ~2V|]Y;s  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八