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
  • 4492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 {CGk9g" `  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 KocNJ TB  
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, smuQ1.b  
byJ[1UK  
,h.hgyt  
IVG77+O# }  
  class filler vH]2t.\  
  { [uu<aRAg3O  
public : zB+zw\ncN  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} @G=_nZxv  
} ; 49 1 1  
E1|:t$>Ld  
>):>Pz%U  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: "^Vfo$q  
DcZ,a E]  
UFr5'T  
3 n1 > +8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); }/F9(m  
]#J-itO  
|f+fG=a67V  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 nkz^^q`5l7  
S!7|vb*ko  
\2)~dV:6+  
`w% Qs)2  
二. 战前分析 FdMTc(>  
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。 WD#7Q&T(;  
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 *g 2N&U  
{7 nz:f  
Qx77%L4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vi0nJ -Xg  
  /* --------------------------------------------- */ N`5 mPE  
vector < int *> vp( 10 ); _(:bGI'.m  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); x]|-2t  
/* --------------------------------------------- */ Ba;tEF{X  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 2r#W#z%vS  
/* --------------------------------------------- */ <VmEXJIk  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); `qj24ehc  
  /* --------------------------------------------- */ c]/&xRd  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); +v|]RgyW)  
/* --------------------------------------------- */ ,a} vx"~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); f15n ~d  
rNX]tp{j  
e>$E67h<~  
FeuqqZ\=&  
看了之后,我们可以思考一些问题: . AX6xc6  
1._1, _2是什么? F2mW<REg{  
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。 6 Y}Bza  
2._1 = 1是在做什么? etH]-S  
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。 |&rxDf}W  
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。 >/DlxYG?  
ykG^(.E  
YRJw,xl  
三. 动工 x=VLRh%Gvl  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -Deqlaf(  
7cZ(gdQ/  
9K_p4 mq  
~_"/\; 1  
template < typename T > mO^vKq4r.  
class assignment ~Z x_"  
  { _9"%;:t  
T value; $oH?7sj  
public : +:m'  
assignment( const T & v) : value(v) {} ?h'd\.j{  
template < typename T2 > FFID<L f/2  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ?-9It|R  
} ; _w49@9?  
b)@b63P_  
W= $, \D+  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 r7n-Xe  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment u6~/" _FwY  
^EmI;ks  
]"4\]_?r  
>^ M=/+<c  
  class holder y4N=v{EbL  
  { <>^otb,e$  
public : +`Ypc  
template < typename T > ?DKwKt  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ?ZT+4U00U  
  { WY" `wM  
  return assignment < T > (t); H6]z98  
} wdTjJf r  
} ; by0M(h  
$${9 %qPzb  
=9#cf-?  
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: R(N5K4J  
t5jZ8&M5]  
  static holder _1; fkK42*U@r  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \Dr?}D  
P+[\9Gg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K,L  
而不用手动写一个函数对象。 tJ!s/|u(  
NU$?BiB?R  
7.`:Z_  
 a 9f%p  
四. 问题分析 ;]xJC j  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 l<=Y.P_2  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 pcjb;&<  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5t~p99#?  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [DO UIR9  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 E]j2%}6Z%  
nRlvW{p;  
五. 问题1:一致性 zeG_H}[2&  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| =dT sGNz  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Q7@.WG5  
0NMekVi  
struct holder U<H< !NV  
  { yCT:U&8%F  
  // 6`Af2Y_  
  template < typename T > [<p7'n3x  
T &   operator ()( const T & r) const DKxzk~sOM  
  { ffqz :6  
  return (T & )r; l2LUcI$ x  
} \5s #9  
} ; KZ;Q71  
|T@\ -8Ok  
这样的话assignment也必须相应改动: P(#by{s  
7Ta",S@m  
template < typename Left, typename Right > 8rx"D`{|  
class assignment W bW@V_rr  
  { bhWH  
Left l; WYklS<B[  
Right r; ]5}C@W@_  
public : 46cd5SLK  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _mJnhT3  
template < typename T2 > DHlCus=ic  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } i-`n5,  
} ; R<jt$--H  
}+4^ZbX+:  
同时,holder的operator=也需要改动: <Fa]k'<^)  
io{uN/!X_J  
template < typename T > Vx6/Rehj  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const B5Y 3GWhrx  
  { {2Jn#&Z29  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); D-<9kBZs  
} (d2|r)O  
RiX~YL eM  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 u79,+H@ep  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ZfYva(zP{Q  
^ A`@g4!  
return l(rhs) = r; *6trK`tx^  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 /X_g[*]?  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: `pzXh0}|  
rL /e  
template < typename Tp > 8I`t`C/4  
class constant_t |3A/Og  
  { a*Oc:$  
  const Tp t; r)G^V&96  
public : TsB"<6@!AA  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} "/&_B  
template < typename T > |*+f N8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 2HemPth  
  { 8- U1Y  
  return t; Qwm#6{5  
} ;/Z9M"!u[  
} ; `Y~EL?  
mu?6Phj  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Gz9w1[t  
下面就可以修改holder的operator=了 `N69xAiy  
A1A/OU<Vb  
template < typename T > %ur_DQ  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Z`=[hu  
  { ,r-l^I3<  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); lj4D: >Ov  
} H8g1SMT  
1j7sJ" *  
同时也要修改assignment的operator() ?/ @~ d  
K5fL{2V?  
template < typename T2 > IP 9{vk  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } .%(Q*ioDh  
现在代码看起来就很一致了。 cCoa3U/  
]H4T80wm&  
六. 问题2:链式操作 61W ms@D%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 < c}cgD4  
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。 EN =oA 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。 0 =2D 90  
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。 ;%_fQNFb  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ,(6U3W*bu  
l<]@5"wN  
template < typename T > 9,4Lb]  
struct result_1 LXIQpD,M  
  { cnUYhxE+s  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 8$H_:*A?  
} ; d3$&I==;:  
YB^[HE\#y  
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: pt rQ~m-  
5jTBPct   
template < typename T > Aqwjs 3  
struct   ref ]+SVQ|v0  
  { B~ o;,}  
typedef T & reference; e*7nq ~ B5  
} ; wIv_Z^% V  
template < typename T > Tq r]5  
struct   ref < T &> )Bl0 W  
  { b0A*zQA_)  
typedef T & reference; UKBVCAK  
} ; OKo39 A\fu  
G/2| *H  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:  i,{'}B  
_\9|acFT2O  
template < typename T > q\P"AlpC!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const LG0z|x(  
  { [84f[`!Ui  
  return l(t) = r(t); H WOl79-  
} PfaBzi9?f  
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。 J;K-Pv +  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Fo=hL  
|6%B2I&c  
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 'Y ZYRFWXM  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: FY^[?lj  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 dU7+rc2,CU  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 (QPfrR=J4  
最后的布局是: TsPx"+>7`  
                Add y&HfF~  
              /   \ fgs){ Ng`  
            Divide   5 .#M'  
            /   \ #bqc}h9  
          _1     3 rNgFsFQ>.  
似乎一切都解决了?不。 G d".zsn  
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。 1^*M*>&d<  
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。 z%Xz*uu(|  
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: VOkEDH  
=@ '>|-w|  
template < typename Right > X*'tJN$  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const `uO(#au,U  
Right & rt) const IA\CBwiLj  
  { O>Vb7`z0<  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \"]vSx>  
} ^^u{W|'CaH  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 hPs7mnSW  
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。 eY)JuJ?  
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。 g:l5,j.K  
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。 woctnT%"Q/  
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。 nN=o/zd  
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? -R^OYgF  
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: u~| D;e  
?R  4sH  
template < class Action > =*VKp{5=  
class picker : public Action p[Pa(a,B7  
  { N3D{t\hg  
public : )jM' x&Vg  
picker( const Action & act) : Action(act) {} X=i^[?C  
  // all the operator overloaded e/pZLj]M  
} ; tevB2'3^  
PdUlwT? 8C  
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。 (v11;kdJB  
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: OJ (ho&((  
Ow0-}Im~  
template < typename Right > p;[">["  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const xWwQm'I2}  
  { 7oj ^(R,  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); G:W4<w  
} u&q RK>wLa  
%h)6o99{wF  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > <oweLRt  
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。 C #A sA  
$\S;f"IM.  
template < typename T >   struct picker_maker ~uF%*  
  { Htg,^d 5  
typedef picker < constant_t < T >   > result; C+, JLK  
} ; =J2\"6BnzA  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > :ET05MFs\#  
  { }:5_vH0  
typedef picker < T > result; Pc+8CuN?  
} ; :[;]6;  
1o&] =(  
下面总的结构就有了: &+@~;p 5F  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 f`zH#{u  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。  Q.3oDq  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 MIblx  
至此链式操作完美实现。 ^6tcB* #A  
CdxEY  
4eZ  
七. 问题3 &d"c6il[  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 [(Z sQK  
T=/GFg'  
template < typename T1, typename T2 > qb^jcy  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'hTA O1n8  
  { rTBrl[&,q'  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 6`/nA4S4.  
} n|t?MoUP  
4NY00d/R  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: vx:MLmZ.  
'z'q)vcr  
template < typename T1, typename T2 > tY?_#rc  
struct result_2 q|*}>=NX  
  { jwm2ZJW  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; h/I'9&J>*  
} ; I! s&m%s  
.~ )[>  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? -8sm^A>C  
这个差事就留给了holder自己。 K+3dwQo  
    >C6wm^bl  
>(v%"04|e  
template < int Order > K k 5 vC{  
class holder; 64qm  
template <> W/z\j/Rgc  
class holder < 1 > l[KFK%?  
  { Y)?dq(  
public : "`b"PQ<x  
template < typename T > I6bekOvP  
  struct result_1 G8c 8`~t  
  { Irk@#,{<  
  typedef T & result; bjgf8427I  
} ; 4nC`DJ;V  
template < typename T1, typename T2 > p&B c<+3e  
  struct result_2 jft%\sY  
  { a&>Tk%  
  typedef T1 & result; %+PWcCmn  
} ; J. ]~J|K  
template < typename T > b`x7%?Qn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const P3w]PG@  
  {  2C9wOO  
  return (T & )r; :}r^sD  
} q#fj?`k  
template < typename T1, typename T2 > ]dZ8]I<$C  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $"P9I-\m  
  { x/nlIoT  
  return (T1 & )r1; ,vfi]_PK  
} U) tqo_  
} ; g+5{&YD  
zzf;3S?  
template <> k+X=8()k  
class holder < 2 > =[wVRQ?  
  { wzX 1!?  
public : RX-qL,dc  
template < typename T > UQGOCP_  
  struct result_1 Qo*,2B9R L  
  { ~vD7BO`  
  typedef T & result; //c<p  
} ; :D-xa!7  
template < typename T1, typename T2 > T*,kBJ  
  struct result_2 */=5m]  
  { a );>  
  typedef T2 & result; ?klV;+  
} ; [Z2:3*5r.  
template < typename T > /*5t@_0fe  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const t;P%&:"@M  
  { DNsDEU  
  return (T & )r; 4"$K66yk@  
} =NyN.^bwT  
template < typename T1, typename T2 > w7b?ve3-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -4P2 2  
  { _pu G?p  
  return (T2 & )r2; = > .EDL.  
} a6K1-SR^6)  
} ; "=l<%em  
P;%4Imq3  
w(w%~;\kLP  
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> >。 d4"KM+EP?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 3kxI'0&T  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: GarPnb  
0qXkWGB  
return l(i, j) = r(i, j); G~Xh4*#J  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Am~ NBQ7  
xrbDqA.b  
  return ( int & )i; [aM_.[bf  
  return ( int & )j; P8DT2|Z6f]  
最后执行i = j; \cq gCab/2  
可见,参数被正确的选择了。  3nfw:.  
iz'#K?PF_  
}D5*   
qaBjV6loy  
&KfRZ`9H  
八. 中期总结 #J AU5d  
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: 1tvgM !.  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 c5_?jKpl  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 >G`=8Ku  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (k?,+jnR  
4l! ^"=rh  
3c5=>'^F  
xyO]Evg  
K*uFqdLL!  
k0|*8  
九. 简化 h:QKd!Gq  
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。 _vA\j  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 '</  
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: Jhbkp?Zli  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 OtuOT=%  
  +-*/&|^等 H-%)r&"vn  
2. 返回引用。 ?}*A/-Hx0U  
  =,各种复合赋值等 u@SE)qg  
3. 返回固定类型。 VFN\ Ryd  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @";z?xj  
4. 原样返回。 uHdrHP  
  operator, 4;;F(yk8  
5. 返回解引用的类型。 yb BLBJb  
  operator*(单目) XcJ'w  
6. 返回地址。 O@U[S.IK  
  operator&(单目) ?9qA"5  
7. 下表访问返回类型。 J~z;sTR  
  operator[] EUdu"'=4a  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 7+aTrE{  
  operator<<和operator>> "rz|sbj  
y}jX/Ln  
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。 Ba/Z<1)  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: H27J kZ&  
zuOx@T^  
template < typename Left > 5q[0;`J  
struct value_return ^n5[pF}Gw  
  { M70Xdn  
template < typename T > Y7R"~IA$  
  struct result_1 |xaJv:96%  
  { Mf0g)X}1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; T:Dp+m!\{  
} ; ]saf<?fzr  
mLM$dk3  
template < typename T1, typename T2 > 7*5$=z4,1  
  struct result_2 iqCKVo7:M  
  { YIA}F1:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; wC@5[e$  
} ; bu"R2~sb  
} ; TRG(W^<F  
tBe)#-O  
M-KjRl  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait a pqzf  
 $3](6  
下面我们来剥离functor中的operator() }fw;{&s{z  
首先operator里面的代码全是下面的形式: GW$ (E*4q  
v%3mhk#  
return l(t) op r(t) 89KX.d  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) qPdNI1 |  
return op l(t) -X(%K6{  
return op l(t1, t2) EzY?=<Y(  
return l(t) op fclmxTy  
return l(t1, t2) op ~~ ]/<d  
return l(t)[r(t)] GDC`\cy  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] WAiEINQ^)  
{Q8DPkW  
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: .E|Hk,c9  
单目: return f(l(t), r(t)); l)E \mo 8  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); bL 5z%bV  
双目: return f(l(t)); Sv.z9@S  
return f(l(t1, t2)); :bMCmY  
下面就是f的实现,以operator/为例 "iE9X.6NMu  
-bSe=09;S|  
struct meta_divide 06 gE;iT  
  { 2X2,( D!  
template < typename T1, typename T2 > GP ;c$pC  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) \s Fdp!M}2  
  { N1WP  
  return t1 / t2; j.4oYxK!s/  
} cA ;'~[  
} ; k{n*[)m  
pRmnS;*z&  
这个工作可以让宏来做: Lys4l$J]  
=flgKRKk.r  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ y|b|_eE?{  
template < typename T1, typename T2 > \ B+|E|8"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; p8y_uN QE  
以后可以直接用 /zn|?Y[  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) PPT"?lt*&  
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 )NZ6!3[@  
(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。。。) %>'2E!%  
/h%<e  
v'*Q[ ('  
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 k%#`{#n i  
VtF^; f  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }(O/y-  
class unary_op : public Rettype Ay<'Z6`  
  { m` cw:  
    Left l; dz.]5R  
public : iC&=-$vu  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} HTI1eLZ2  
c+AZ(6O ?\  
template < typename T > 1&c>v3 $2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8Q^yh6z  
      { }[Uh4k8P  
      return FuncType::execute(l(t)); -yeQQ4b  
    } ,.tT9? m  
EDvK9J  
    template < typename T1, typename T2 > PEZElB ;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1d!7GrD F  
      { WZ5[tZf  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Mw7!w-1+  
    } +Tc4+q!  
} ; .Ozfj@ f  
gs 8w/  
rq9{m(  
同样还可以申明一个binary_op nL@ "FZ`(  
hC<X\yxe  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'P}"ZHW  
class binary_op : public Rettype +V1EqC*  
  { )H$Ik)/N  
    Left l; sj2v*tFb  
Right r; {f#{NA5  
public : ,Ihuo5>/z  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [6BL C{2  
/7*jH2  
template < typename T > zB\g'F/  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8-cG[/|0  
      { sl|s#+Z  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); _3tHzDSG#  
    }  m3 ;  
HKq 2X4J$  
    template < typename T1, typename T2 > @8Drhx  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (p`'Okw  
      { C=@BkneQ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); zy4AFW  
    } shxr^   
} ; IGT~@);  
.=rv,PWjZ  
j2lo~J)  
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 F}0QocD  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 gB&]kHLO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 2*n2!7jZ*  
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。 - t4"BD  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :q~qRRmjBe  
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。。。 "$+naY{w  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 \^;Gv%E  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) w>; :mf  
下面是修改过的unary_op +@]1!|@(  
n<8$_?-  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > mLk@&WxG  
class unary_op H#k"[eZ  
  { 9 f-T>}  
Left l; f1=BBQY >  
  x `PIJE  
public : J[YA1  
v6oPAqj,r  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} riZFcVsB  
G6JyAC9j  
template < typename T > Q'JEDH\  
  struct result_1 /}2 bsiJT  
  { 0NfO|l7P  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; )]J I Q"rR  
} ; ,TOLr%+v~n  
#"ayq,GC<  
template < typename T1, typename T2 > kR^7Z7+#*  
  struct result_2 aen(Mcd3bg  
  { 8jqt=}b  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; pW:h\}%`n  
} ; jCW>=1:JGY  
(&PamsV*8  
template < typename T1, typename T2 > 'nP'MA9b;a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PZNo.0M70  
  { vbqI$F[s  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); w?C _LP  
} )g:UH Ns  
[2 2IF  
template < typename T > ="@W)"r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1?(BWX)7  
  { Qu!\Cx@  
  return OpClass::execute(lt(t)); <tf4j3lwH  
} {9;~xxTo  
R|V<2  
} ; G&D N'bp  
E=~H,~  
dr~MyQ  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug GOJi/R.{  
好啦,现在才真正完美了。 m8 0+b8b  
现在在picker里面就可以这么添加了:  ~Zl`Ap  
)@eBe^  
template < typename Right > \^Y#"zXo1  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Ep5lm zg  
  { a47Btd'm  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 8o-?Y.2  
} ]~WP;o  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 :m#vvH  
MFW?m,It)  
hp-< 8Mf  
,z1# |Y  
n/$BdFH  
十. bind C^n L{ZP,  
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。 v^@L?{" }8  
先来分析一下一段例子 y{u6t 3  
Y D.3FTNGC  
|\QR9>  
int foo( int x, int y) { return x - y;} O b8[P=  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 3;>(W  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 m*i~Vjxj-m  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 R%#c~NOO  
我们来写个简单的。 ?b#?Vz  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 7IK<9i4O  
对于函数对象类的版本: ++&F5'?g  
$)n{}8^  
template < typename Func > Maa5a  
struct functor_trait ~;+i[Z&e  
  { .Z_U]_(  
typedef typename Func::result_type result_type; GbP!l;a  
} ; /2FX"I[0V%  
对于无参数函数的版本: ` t6lnO  
Efp=z=E  
template < typename Ret > 1/cb;:h>  
struct functor_trait < Ret ( * )() > @lTUag'U0  
  { 7]nPWz1%*  
typedef Ret result_type; {q}: w{x9u  
} ; >E]*5jqU  
对于单参数函数的版本: ]m4LY.SQ  
T{)!>)  
template < typename Ret, typename V1 > +B8Ut{l  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > vnN_csJ#^  
  { $35Oyd3s<  
typedef Ret result_type; e. [+xOu`  
} ; aNq Vs|H  
对于双参数函数的版本: RLKO0 #  
J&3;6I &  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mceSUKI;L  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Ce:R p?  
  { aLsGden|  
typedef Ret result_type; Ix(4<s  
} ; dHp6G^Y  
等等。。。 L1F){8[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy s &.Z;X  
il#rdJ1@t  
template < typename Func > e<p$Op  
struct func_return =pk'a_P 8-  
  { PN.6BJvu  
template < typename T > kBONP^xI  
  struct result_1 A%GJ|h,i  
  { IcQ?^9%{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z(<ul<?r  
} ; piId5Gx7  
D>|:f-Z6Z  
template < typename T1, typename T2 > AGv;8'`  
  struct result_2 .s!:p pwl  
  { v,M2|x\r}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; t[Q^Xp  
} ; +$UfP(XmH  
} ; ;m5M: Z"  
{'b8;x8h  
O Z#?  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 `3+U6>U [  
^M80 F7  
template < typename Func, typename aPicker > kqyMrZ#  
class binder_1 t =*K?'ly  
  { c^bA]l^a  
Func fn; p0tv@8C>  
aPicker pk; bkM$ Qo  
public : \;?\@vo<  
t{ 7l.>kf  
template < typename T > b~Ruhi[E  
  struct result_1 ]Yj>~k:K  
  { Gg!))I+  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; jNyC%$  
} ; .Yf h*  
9.@(&  
template < typename T1, typename T2 > fC-^[Af)  
  struct result_2 p;5WLAF  
  { D3K`b4YV  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; O[`Ob6Q{F  
} ; :rj78_e9  
7'8O*EoB'  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -m @s 9k  
1]<!Xuk^f  
template < typename T > 0GR9opZtA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const oF>GWst TR  
  { E??%)q  
  return fn(pk(t)); C=]3NB>Jc  
} =;`YtOL  
template < typename T1, typename T2 > w %zw+E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F9<OKcXH  
  { Ya_6Zd4O  
  return fn(pk(t1, t2)); roA1= G\Q  
} .( J /*H  
} ; 3K{8sFDO  
P$QjDu-  
K@i*Nl  
一目了然不是么? 0l##M06>  
最后实现bind aE%VH ;?  
*Q>:|F[vM  
j*zK"n  
template < typename Func, typename aPicker > M'HOw)U  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) j"V$J8)[  
  { 35>}$1?-6  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Ocb2XEF  
} "h2Ny#  
|]q=D1/A  
2个以上参数的bind可以同理实现。 saT9%?4-  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。  n=&c5!  
5;{Bdvcv  
十一. phoenix nT12[@:Tr  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: r#Mx~Zg~  
:9#`| #uh  
for_each(v.begin(), v.end(), Zb 2  
( wI4;/w>  
do_ aYgJTep>r  
[ 8F * WT|]  
  cout << _1 <<   " , " HZm i ?  
] V4-=Ni]k  
.while_( -- _1), ]R@G5d  
cout << var( " \n " ) 2tv40(M:<  
) `#f=&S?k  
); [1*/lt|+p  
-1:Z^&e/  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: .#@Dn(  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor m\f_u*  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 (*ng$z Z$  
那么我们就照着这个思路来实现吧: V\"5<>+O  
[!le 9aNg  
5\S7Va;W  
template < typename Cond, typename Actor > sV<4^n7  
class do_while w b[(_@eZ  
  { k)s 7Ev*  
Cond cd; =5`@:!t7  
Actor act; /)1-^ju  
public : TJpv"V  
template < typename T > K5>:Wi Y  
  struct result_1 @QG1\W'  
  { Lm|X5RVq  
  typedef int result_type; X2[cR;;'  
} ; KV_Ga8hs  
@"8QG^q8de  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} DKl7|zG4  
}/spo3,6  
template < typename T > J7GsNFL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const fYy.>m+P1  
  { ^0Q*o1W  
  do yxN!*~BvL  
    { \zU5G#LQ  
  act(t); JNaW> X$K  
  } e_], O_ Z  
  while (cd(t)); .@Uz/j?>  
  return   0 ; [MS.5+1Y  
} [QbXj0en$  
} ; .Qt3!ek  
gN(hv.nQ  
c0&'rxi( B  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). l;A_Aii(  
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。 cEdJn@ ,  
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。 3.X0!M;x  
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。 qJU)d  
下面就是产生这个functor的类: YSo7~^1W"  
#&83;uys  
sK0VT"7K  
template < typename Actor > F5+_p@ !i  
class do_while_actor gi'agB^  
  { A#S:_d  
Actor act; /zf>>O`  
public : |"qB2.[  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ~C'nBV  
FH8mK)  
template < typename Cond > `uVW<z{ l  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ;6nZ  
} ; b:Kw_Q  
b U]N^og^  
==1/N{{R  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 i8_x1=A  
最后,是那个do_ U!:!]DX(  
oxQID  
%:KV2GP  
class do_while_invoker vQ mackY  
  { q_y,j&  
public : DXW?;|8)O  
template < typename Actor > 8$ZSF92C  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 1lyOp   
  { I<./(X[H:#  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^r*%BUU9]%  
} Gr$*t,ZW  
} do_; / 7XdV  
~e77w\Q0  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? VhFRh,J(T  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 =veOVv[Q&/  
最后来说说怎么处理break和continue no NF;zT  
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。 AH'4H."o/9  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八