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
  • 3878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 0<~~0US  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 |%XTy7^a  
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, e]88 4FP  
o#f"wQH;p  
pUqC88*j  
LAxN?ok9gD  
  class filler OQ?N_zs,  
  { &5b 3k[K"  
public : j+ -r(lZ  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} J({D~  
} ; 0]c&K  
/R=MX>JA;  
r W[;3yMf  
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: `DgK$QM  
miQ*enZi  
=NC??e{  
*{fs{gFw9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); !aF~5P7%  
TK\3mrEI  
' :B;!3a0d  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 -~ ~h1  
a6DR' BC  
vFR *3$ R  
~r8<|$;  
二. 战前分析 0@cIj ]  
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。 pIcg+~  
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 qNj?Rwc  
HBE[q#  
>iOf3I-ATt  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /v5A)A$7  
  /* --------------------------------------------- */ 8ex;g^e  
vector < int *> vp( 10 ); NC-K`)  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _`\!+qGq  
/* --------------------------------------------- */ YWH>tt 9  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ;NRh0)%|o  
/* --------------------------------------------- */ [C6ba{9 B  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); n Ab~  
  /* --------------------------------------------- */ ?}s;,_GH  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); MBA?, |9Q#  
/* --------------------------------------------- */ 5>f"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [%dsq`b#  
iVZ}+Ct<"  
aHW34e@ebL  
zs#-E_^%M  
看了之后,我们可以思考一些问题: e3;D1@  
1._1, _2是什么? \Yr*x7!  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 xo'!$a}I2  
2._1 = 1是在做什么? |@JTSz*Or  
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。 { %X2K  
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。 lF!PiL  
vNs%e/~vj  
<<MpeMi  
三. 动工 gp`@dn';  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: mk1R~4v  
m1%rm-M  
Yt(FSb31H  
K)Lo Z^x0)  
template < typename T > mv8H:T  
class assignment Gr2}N"X=  
  { d|NW&PG  
T value; Pqya%j  
public : N { oVz],  
assignment( const T & v) : value(v) {} 0@zJa;z'  
template < typename T2 > ?(=|!`IoO  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } (?1$  
} ; KZ7B2  
?tjEXg>ny  
M+ %O-B  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ]z^jz#>um&  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment cl^UFl f[  
V[/9?5pM  
06.%9R{  
N+c|0  
  class holder q%;cu1^"M  
  { qK%N{ro[{?  
public : xQvI$vP  
template < typename T > _j , Tc*T  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const "H(3pl.  
  { cDz@3So.b  
  return assignment < T > (t); n?r8ZDJ'  
} a^J(TW/  
} ; nb/q!8  
#0<pRDXj  
2PSExK57  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: j "<?9/r  
ct-Bq  
  static holder _1; YM_[   
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ^aAs=KditO  
fW2NYQP$:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); > "F-1{  
而不用手动写一个函数对象。 g3kbsi7_:  
Gpxp8[ {  
U!|)M  
ivo><"Y(r  
四. 问题分析 M 8WjqTq  
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。 RG45S0Ygj  
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。 lF(v<drkB  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 }kmAUaa,Z  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 cF15Mm2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 I*a@_EO  
TzaeE  
五. 问题1:一致性 p+=zl`\=|  
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?| k(H]ILL  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 kQ\ $0=6N9  
q$" u<  
struct holder  ?pEPwc  
  { )'n@A%B  
  // rogy`mh\r2  
  template < typename T > 3:jxr  
T &   operator ()( const T & r) const jnp~ACN,  
  { W'vekuM  
  return (T & )r; Lld45Bayb  
} ~>>_`;B  
} ; y p{Dl  
6t;;Fz  
这样的话assignment也必须相应改动: q("XS  
y60aJ)rAX  
template < typename Left, typename Right > j%'2^C8  
class assignment ^oPFLez56  
  { G;cC!x<  
Left l; O"~[njwkE  
Right r; n)5t!  
public : %^lD  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Gf.ywqE$Y$  
template < typename T2 > L3I$ K+c  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } F*U(Wl=  
} ; }b54O\,  
~|=D.}#$  
同时,holder的operator=也需要改动: Q9OCf"n$  
ir.RO7f  
template < typename T > cL#-vW<s3  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const *RS/`a;,  
  { Y }VJ4!%U  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); }'wZ)N@  
} Lm}.+.O~d  
?=Ceo#Er  
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。 }w4OCN\1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~`Bk CTT  
Ich^*z(F$  
return l(rhs) = r; P,] ./m\J  
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。 mF@7;dpr  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: hA 5p'a+K  
_(J#RH  
template < typename Tp > V $I8iVGL  
class constant_t %( 7##f_  
  { 9oc_*V0<  
  const Tp t; If'2 m_  
public : L3\#ufytb  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ZbT$f^o}M]  
template < typename T > *yT>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const h'em?fN(  
  { ')q4d0B`"  
  return t; JqO1 a?H  
} I;JV-jDM  
} ; i;{lY1  
LGuZp?"  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 L<=Dl  
下面就可以修改holder的operator=了 A3tv'-e9  
yC$m(Y12FN  
template < typename T > Q SF0?Puf  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const rtAPkXJFM  
  { >(P(!^[f  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); lv/im/]v  
} l9uocP:D  
3 orZBT  
同时也要修改assignment的operator() I]d-WTd  
w.58=Pr  
template < typename T2 > 99*k&mb  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } j|pTbOgk%  
现在代码看起来就很一致了。 AJB NM  
E`_T_O=P  
六. 问题2:链式操作 B /uaRi%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 %C`P7&8m=O  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 N,lr~ 6)  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 C[%Qg=<  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 55s5(]`d  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct M`al~9  
!y XGAg,  
template < typename T > ,u>LAo0  
struct result_1 ORrZu$n`p  
  { 3);P !W4>  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; M rgj*|  
} ; D|(\5]:R  
hO[_ _j8  
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: |oU I2<"  
kiJ=C2'&  
template < typename T > Hre&a!U  
struct   ref <o|fH~?X  
  { c6 &k?Puy  
typedef T & reference; rzHBop-8  
} ; rK'Lvt@w  
template < typename T > b||usv[or  
struct   ref < T &> o@gceZuk  
  { #pPOQv:~  
typedef T & reference; (bv{1 7K  
} ; :@jctH~  
%ZD]qaU0  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: W7 A!QS  
Ox#vW6;)  
template < typename T > %J2Ad  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const tf7HhOCYX  
  { Gn4b*Y&M]3  
  return l(t) = r(t); ?=4oxPe  
} =YVxQj  
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。 !HU$V9C  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 YK{J"Kof  
bv h#Q_  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 }v}F8}4  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ``< #F3  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 !%M,x~H  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Q/3*65  
最后的布局是: 5B|.cOE  
                Add s"#N;  
              /   \ & 'i_A%V  
            Divide   5 bL* b>R[x  
            /   \ Gr\jjf`  
          _1     3 [;IEZ/ZX  
似乎一切都解决了?不。 xP~GpVhLF  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 c-JXWNz  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 9;%$  
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: k0=!%f_G!  
>b"@{MZ@t  
template < typename Right > ,N:^4A  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j[i*;0) |  
Right & rt) const p5E okh  
  { >;Oa|G  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); C)FO:lLr\  
} @C@9Tw2Y  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 lz>00B<Z  
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。 Bj4c_YBte  
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。 vkJyD/;=  
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。 `:7r5}(^  
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。 kM4z %  
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@V J-s  
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: |DW^bv  
2~/`L=L  
template < class Action > XdDQ$'*X  
class picker : public Action SujEF` "  
  { VtzZ1/J E  
public : Pi=FnS  
picker( const Action & act) : Action(act) {} aWimg6q  
  // all the operator overloaded |-vyhr 0  
} ; 0vLx={i  
1J1Jp|j.  
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!M0TK?i,  
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: ~rO&Y{aG#  
r6\g #}  
template < typename Right > DZL(G [  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const @F(er  
  { :tO?+1  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !]s=9(O  
} <<S4l~"o  
 !{V`N|0  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > MHWc~@R  
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。 gNxv.6Pp=  
XelFGTE  
template < typename T >   struct picker_maker @=w)a  
  { f 5bX,e)!  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ApSseBhh  
} ; vh"';L_*37  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > $I-iq @  
  { FEhBhv|m  
typedef picker < T > result; "?k'S{;  
} ; OO/>}? ob  
} %0 w25  
下面总的结构就有了: yg}L,JJU<  
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。 Rq|5%;1  
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。 !-qk1+<h  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 E l.eK9L  
至此链式操作完美实现。 !V#*(_+n  
N%:uOX8{  
W'k&DKhTqF  
七. 问题3 %O%;\t  
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。 BSy4 d>  
PNLlJlYlP  
template < typename T1, typename T2 > vr47PM2al  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _`QMEr?  
  { ,agkV)H  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 4ybOK~z  
} y'f-4E<  
]lJ#|zd8o  
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: >oy%qLHe~t  
Jp)PKS ![  
template < typename T1, typename T2 > Gg6cjc=dC  
struct result_2 $+e(k~  
  { coaJDg+  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 7m8:odeF  
} ; 6"?#s/fk  
RToX[R;1E  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? rf$[8d  
这个差事就留给了holder自己。 \2@9k`  
    J=^5GfM)J  
&e[Lb:Uk)  
template < int Order > hhjsg?4uL  
class holder; (#je0ES  
template <> .q]K:}9!\  
class holder < 1 > IP !zg|c,  
  { IMSm  
public : QKz2ONV=)  
template < typename T > $\4Or  
  struct result_1 z5:3.+M5  
  { E.VEW;=  
  typedef T & result; /KvpJ4  
} ; %u|Qh/?7  
template < typename T1, typename T2 > QIN# \  
  struct result_2 Grd9yLF  
  { 8v;T_VN  
  typedef T1 & result; n!b*GXb\  
} ; z9#jXC#OdN  
template < typename T > f}FJR6VO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const EjVB\6,  
  { y;9K  
  return (T & )r; rUiUv(q  
} =g@hh)3wP  
template < typename T1, typename T2 > U/(R_U>=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const yCg>]6B  
  { H<b4B$/  
  return (T1 & )r1; 4f0dc\$  
} \BsvUGd  
} ; WWTJ%Rd|  
yNx"Ey dk`  
template <> XnvaT(k7Y  
class holder < 2 > 8{Svax(  
  { I#p-P)Q%S  
public : )./'RE+(k  
template < typename T > A,ao2)  
  struct result_1 /_bM~g  
  { 8>:2li  
  typedef T & result; H @E-=Ly  
} ; {24Pv#ZG#^  
template < typename T1, typename T2 > inGH'nl_  
  struct result_2 ~u-`L+G"6  
  { s3T 6"%S`  
  typedef T2 & result; \@n/L{}(@  
} ; |@)ij c4i  
template < typename T > bL7mlh  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !C0= h  
  { WUi7~Ei}  
  return (T & )r; %}&9[#  
} UuA=qWC  
template < typename T1, typename T2 > f.r-,%^6{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Y!s/uvRI  
  { V'?nS&,i  
  return (T2 & )r2; 5 4LCoG/  
} 9zd)[4%=  
} ; 2Z..~1r  
IPE(  
55N/[{[  
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> >。 a. 5`Q2  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~JT{!wcE}o  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: !*#=7^#  
;6)|'3.B9  
return l(i, j) = r(i, j); CnA*o 8w  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) z KWi9  
XJOo.Y  
  return ( int & )i; anV)$PT=  
  return ( int & )j; /ci.IT$Q^  
最后执行i = j; g-(xuR^*  
可见,参数被正确的选择了。 G6Fg<g9:  
86} rz  
+l3 vIN  
QU4'x4YS  
#6m//0 u  
八. 中期总结 C"mb-n 7s  
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: KoXXNJax  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 J<zg 'Jk^  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 4Y/!V[  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor bFx?HM.AGW  
q{JD]A:  
ZyWC_r!  
O 1X !  
ZmHl~MR@  
|$0/:*  
九. 简化 XAFTLNV>  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 O@Kr}8^,  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Ua3ERBX{  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: BR%:`uiQ<  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 (c_hX(  
  +-*/&|^等 ^ pR&  
2. 返回引用。 a:]yFi:Su  
  =,各种复合赋值等 Zj<T#4?8  
3. 返回固定类型。 Q\z*q,^R  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) |Z/ySAFM  
4. 原样返回。 &boBu^,94  
  operator, ?8nG F%p  
5. 返回解引用的类型。 Zj^H3 h  
  operator*(单目) Ek. j@79  
6. 返回地址。 RGKJO_*J2  
  operator&(单目) 5LK>n-  
7. 下表访问返回类型。 ]- `{kX  
  operator[] =f p(hX"  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 tw')2UGg  
  operator<<和operator>> ?{dno=  
+]_} \  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Zj0&/S  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: fj JIF%  
*Ee# x!O  
template < typename Left > x[kdQj2[&  
struct value_return zC^Ib&gm>,  
  { g/yXPzLU  
template < typename T > /L8=8  
  struct result_1 D.GSl  
  { u!S{[7 FY  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; A| +{x4s`  
} ; 8YJ({ Ou_  
_[7uLWyC9  
template < typename T1, typename T2 > zBR]bk\  
  struct result_2 +$'/!vN  
  { BW;u? 1Xa  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; _B[(/wY  
} ; 7> QtO  
} ; 32Z4&~ I  
dA~6{*)  
y%y#Pb |  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1$W!<:uh  
Tk:y>P!%a  
下面我们来剥离functor中的operator() %"6IAt  
首先operator里面的代码全是下面的形式: NlMx!f>b%/  
3^a"$VW1  
return l(t) op r(t) L$Q+R'  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 1&<@(S<  
return op l(t) VQ; =-95P  
return op l(t1, t2) Xz@>sY>Jc  
return l(t) op "8I4]'  
return l(t1, t2) op T_dd7Ym'8  
return l(t)[r(t)] xl^'U/  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] {m?x},  
+A3 H#'  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: G!IQ<FuY  
单目: return f(l(t), r(t)); )Fw)&5B!  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); y()( 8L  
双目: return f(l(t)); uI[*uAR  
return f(l(t1, t2)); BSY#xe V  
下面就是f的实现,以operator/为例 xd3  
2o/`8+eJu  
struct meta_divide Fqv5WoYVf  
  { F8I <4S  
template < typename T1, typename T2 > @n(In$  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ^q` *!B 9@  
  { Vmc)or*#  
  return t1 / t2; $%-?S]6)  
} Ymu=G3-  
} ; 11sW$@xs 9  
$\ '\@3o  
这个工作可以让宏来做: G;;~xfE'  
_u>>+6,p  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ :6+~"7T  
template < typename T1, typename T2 > \ u"jnEKN0y  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; LayU)TIt  
以后可以直接用 M=A9a x  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) A@OV!DJe]  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 hz%IxI9  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ap~Iz  
xTMTkVa+B  
[)A#9L~s=  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 fLAF/#\2  
(Nahtx!/9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > hd;I x%tq>  
class unary_op : public Rettype rzHa&:Y  
  { Fe .*O`  
    Left l;  P+0xi  
public : [4 j;FN Fa  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} v3Yj2LSqx  
bB-v ar  
template < typename T > 3#[I _  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MV}]i@ V  
      { `%3p.~>  
      return FuncType::execute(l(t)); ErC[Zh"''  
    } Cj+=9Dc  
E6k&r}  
    template < typename T1, typename T2 > YC<I|&"  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K7c8_g*>4=  
      { _O%p{t'q<  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); DG=Ap:sl*$  
    } h :R)KM  
} ; 0)!zhO_}  
Pa +BE[z  
,m,vo_Ub  
同样还可以申明一个binary_op (xed(uFEK  
+.I'U9QeUN  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $4L3y uH  
class binary_op : public Rettype (?y2@I}  
  { IcQ!A=lB  
    Left l; ".?{Y(~  
Right r; h$\h PLx  
public : qGCg3u6  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [udV }  
Y +54z/{  
template < typename T > Ui!|!V-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rbbuSI  
      { [i7)E]*oTA  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ^;Q pE  
    } H~]o]uAi"  
qhtAtP>i"  
    template < typename T1, typename T2 > {W<-f?  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jqWvLBU!  
      { ^6>|!  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~+yo;[1Yc  
    } Els=:4  
} ; {C6;$#7P  
l$_rA~Mo  
z&,sm5Lb  
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 T l(uqY?9  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 |9]K:A  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Tpx,41(k  
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。 #9VY[<  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! #/<Y!qV&  
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。。。 4 GW[GT  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 g}QTZT8  
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) I>Fh*2  
下面是修改过的unary_op a&Du5(r;!  
XF$]KA L0  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > T k&9Klo  
class unary_op C&N4<2b  
  { s,H(m8#>  
Left l; C)p<M H<  
  %5?-g[  
public : &W// Ox )f  
iGVb.=)  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} #-j! ;?  
B-'BJ|*4I  
template < typename T > 8k?L{hF|nW  
  struct result_1 n@[</E(  
  { .BDRD~kB  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; T JS1,3<  
} ; kTc5KHJ7  
F{~r7y;0  
template < typename T1, typename T2 > @]wem  
  struct result_2 ULmdt   
  { M;V#Gm  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; s^'#"`!v=  
} ; M`pTT5r  
.t[ZXrd| 0  
template < typename T1, typename T2 > .+L_!A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l!V| T?  
  { 0lr4d Y  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); i}F;fWZ`  
} )h_ 7 2  
!nBm}E7d  
template < typename T > [k 7N+W8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fUKdC \WL  
  { LY:?OGh  
  return OpClass::execute(lt(t)); ?mfWm{QTt  
} 8!Mzr1:  
,xe@G)a  
} ; ^^3va)1{!  
x][9ptr h  
^1yTL5#:Vw  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug <&EO=A  
好啦,现在才真正完美了。 "|r^l  
现在在picker里面就可以这么添加了: #r^@*<{^  
pjs9b%.  
template < typename Right > c0Ro3j\p  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const q=% C (  
  { Y1aF._Z  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); `=$jc4@J  
} hIo S#]  
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。 ^npS==Y]!.  
:F w"u4WI  
7a]Zws  
V -4*nV  
pMZf!&tM  
十. bind n.6 0$kR`  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 U2>dwn  
先来分析一下一段例子 Fif^V  
h)l&K%4;  
qb&N S4#  
int foo( int x, int y) { return x - y;} sa(M66KkU  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 DEp%\sj?  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 mc=! X  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 .Jat^iFj0  
我们来写个简单的。 Q()RO*9  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: QDgEJ%U-  
对于函数对象类的版本: QD;f~fZ  
|]!Ky[P  
template < typename Func > B 6'%J  
struct functor_trait &Bz7fKCo  
  { V_A,d8=lt  
typedef typename Func::result_type result_type; VfA5r`^  
} ; Xt,,AGm}  
对于无参数函数的版本: KkL:p?@n  
]1|Ql*6y,  
template < typename Ret > -=t3O#  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1QF*e'  
  { .m]=JC5'  
typedef Ret result_type; w]Ko/;;^2  
} ; fByh";<`P  
对于单参数函数的版本: l88a#zUQDN  
Q#ZD&RZ9.  
template < typename Ret, typename V1 > yK%GsCJd:  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > a[74%L?  
  { H,XLb.  
typedef Ret result_type; q'Pz3/mk  
} ; O *J_+6  
对于双参数函数的版本: |h=+&*(:  
hr!f: D  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > n@07$lY@;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > T:g4D z*2\  
  { X!#i@V  
typedef Ret result_type; 'K@{vB  
} ; A?;8%00  
等等。。。 [N95.aD  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy nvs}r%1'5  
VkTlPmr  
template < typename Func > DYT -#Ht  
struct func_return iy.%kHC  
  { @ Zgl>  
template < typename T > 3gI[]4lRH  
  struct result_1 Z?~d']XD  
  { e:GgA  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Id.Z[owC`Y  
} ; rxy{a  
O{B e )E~  
template < typename T1, typename T2 > csdOIF  
  struct result_2 u $% D9Z^  
  { g",wkO|  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d(DX(xg  
} ; :<t{ =0G  
} ; 8G5) o`  
4g6ksdFQ  
?lc[ hH  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 r}y[r}vk  
V@f6Lj  
template < typename Func, typename aPicker > ^0`<k  
class binder_1 "Ql}Y1  
  { ] [HGzHA  
Func fn; Tn@UX(^,  
aPicker pk; }ED nLou  
public : vlPl(F1  
FV^4   
template < typename T > aucZJjH  
  struct result_1 S[L#M;n  
  { %CxEZPe$  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ie$`pyj!x  
} ; (! 0j4'  
kh<pLI>$h  
template < typename T1, typename T2 > yWv<A^C &  
  struct result_2 +w k]iH  
  { h5&/hBN  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %su}Ru  
} ; XJ:>UNf5;  
OBI+<2`Oc  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} +-H}s`  
Gq0]m  
template < typename T > 'n l RY5@2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const && DD  
  { e' U"`)S  
  return fn(pk(t)); "xDx/d8B  
} $>'")7z  
template < typename T1, typename T2 > 2<[ eD`u  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SLJ&{`"7  
  { 9@#h}E1$  
  return fn(pk(t1, t2)); QM[A;WBr7  
} })o~E  
} ; q:Y6fbt<7  
CYPazOfj  
(2 T#/$  
一目了然不是么? t_I\P.aMA  
最后实现bind 1jH7<%y  
6WE&((r ^  
^s^ JzFw  
template < typename Func, typename aPicker > 4pmTicA~  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) E\]OySC%C$  
  {  Y8)E]D  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); p~Hvl3SxR  
} F-BJe]  
N+CXOI=6x  
2个以上参数的bind可以同理实现。 NI5]Nz<?  
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。 >H0) ph  
5q|+p?C  
十一. phoenix JcTp(fnW.~  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: O!+nF]V4f  
.e`,{G(5q7  
for_each(v.begin(), v.end(), ]ZzoJ7lr  
( r-RCe3%g%  
do_ 87QZun%  
[ H+4=|mkQ  
  cout << _1 <<   " , " kAZC"qM%i  
] _4P;+Y  
.while_( -- _1), (;;J,*NP  
cout << var( " \n " ) H-eEhI(;O  
) 7"ylN"syZ  
); 5/& 1Oxo  
2.[_t/T  
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: hc-lzYS  
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 az0cS*@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 `IEq@Wr#$!  
那么我们就照着这个思路来实现吧: x}tKewdOSe  
H4M{_2DO  
NH'1rt(w  
template < typename Cond, typename Actor > Eo%UuSi  
class do_while +yzcx3<  
  { Tr}R`6d$  
Cond cd; 2HcsQ*H] G  
Actor act; cyW;,uT)D  
public : 'oleB_B  
template < typename T > B|cA[  
  struct result_1 \Ut6;  
  { wA?@v|,dZ  
  typedef int result_type; [^<SLTev  
} ; 'UY[ap  
]EB6+x!G  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 12idM*  
'@'B>7C#  
template < typename T > :3JCvrq  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n vm^k  
  { mO#I nTO  
  do ]#F q>E  
    { Mv|vRx^b  
  act(t); p1+7 <Y:  
  } |<sf:#YzY&  
  while (cd(t)); K!GUv{fp  
  return   0 ; Z[Wlyb0  
} Yt -W1vl  
} ; @4;&hP2Z:  
lp(Nv(S  
4[`[mE18.  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 3 h#s([uL  
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。 r,5-XB  
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。 $4=Ne3 y  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 [M4xZHd#o  
下面就是产生这个functor的类: d+tj%7  
}d_<\  
 L#n}e7Y9  
template < typename Actor > H ZPcd_(  
class do_while_actor L^lS^P  
  { tyB)HF  
Actor act; 8$ic~eJ  
public : 1YFeVMc  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0A.PD rM:  
_ j~4+H  
template < typename Cond > oew|23Ytb  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; qmEoqU  
} ; z OtkC3hY  
^]VcxKUJ  
m$?.Yig?  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 B~?c3:6  
最后,是那个do_ *|oPxQCtK  
F=srkw:*.  
Vc|NL^  
class do_while_invoker *%X.ym'  
  { T8U[xu.>  
public :  =^Th[B  
template < typename Actor > q-YL]PgV  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const QP:9%f>=  
  { .:8[wI_f  
  return do_while_actor < Actor > (act); mH)OB?+lq  
} GMBJjP&R]  
} do_; wazP,9W?  
pajy#0 U  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? G.Tpl-m  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 !3h{lE B  
最后来说说怎么处理break和continue L?HF'5o  
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。 ilv_D~|  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五