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
  • 7975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 1<x5{/CZ  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 j\KOKvY)  
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, C|H`.|Q  
a.u{b&+9  
?z)2\D  
\Yp"D7:Qi  
  class filler t#M[w|5?  
  { ';.TQ_I7Y  
public : hK4ww"-  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Y]R=z*i%  
} ; EO'+r[Y  
9J%O$sF  
yT%<  t  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: :6C R~p  
+ ,]&&  
q:>`|~MX  
DDIRJd<J  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); "c~``i\G   
zhE4:g9v  
q:vN3#=^qf  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 n"iaE  
M&zB&Ia"'  
2:.$:wS  
jY9tq[~/  
二. 战前分析 hQ%X0X,  
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。 ZyU/ .Uk  
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 5Mxl({oI]  
cJT_Qfxx  
%\v  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 4myikeUR_  
  /* --------------------------------------------- */ 5Q}HLjG8Z  
vector < int *> vp( 10 ); !bK;/)  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #/(L.5d[  
/* --------------------------------------------- */ :'t"kS  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \py&v5J)s!  
/* --------------------------------------------- */ N<(rP1)`v  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ]%7m+-h@  
  /* --------------------------------------------- */ Yo5ged]i  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Qmd2C&Xw  
/* --------------------------------------------- */ 31g1zdT!  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ^l(,'>Cn  
j}h%, 7  
{>R933fap  
][z!};  
看了之后,我们可以思考一些问题: ctgH/SU  
1._1, _2是什么? t- //.  
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。 'bji2#z[  
2._1 = 1是在做什么? UT_t]m  
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。 8/"uS;yP  
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。 Pmuk !V}f  
R$/q=*k  
Nde1`W]:  
三. 动工 ('_S1?y  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;h~kB  
tr 8Q{  
N:^4On VR  
C`oB [  
template < typename T > }D~m%%,  
class assignment &@&^k$du8q  
  { ='/#G0W  
T value; }q/[\3  
public : &6Wim<*  
assignment( const T & v) : value(v) {} R;/LB^X]  
template < typename T2 > up3m um  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } D1fUEHB}A8  
} ; )A;jBfr  
o5z&sRZ  
v<} $d.&*  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &M\qVL%w  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \iwUsv>SB  
w/0;N`YB  
9 Xh<vh8&  
,(yaWd6  
  class holder n<[H!4  
  { -fz(]d  
public : {>&M:_`k  
template < typename T > KC\W6|NtGj  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const T6,6lll  
  { v@!r$jZ  
  return assignment < T > (t); 6 1K:SXj  
} kdm@1x  
} ; 7sJGB^vM  
n{F&GE="  
^[ >  
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: 0?g&<q  
Sj'.)nz>  
  static holder _1; $)O\i^T  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 49#?I:l  
41XXL$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); b@1";+(27  
而不用手动写一个函数对象。 P6ugbq[x#e  
SQ`ec95',  
6}mSA@4&  
6<Zk%[7t  
四. 问题分析 kL}*,8s{  
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。  YP}r15P  
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。 #fe zUU  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 52Q~` t7F  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 QTI^?@+N>  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Z5>}  
w >#.id[k  
五. 问题1:一致性 zU>bT20x/  
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?| 8x6{[Tx   
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ViG-tb   
=$%_asQJ  
struct holder \o!B:Vb<  
  { cp 7;~i3  
  // EG!):P  
  template < typename T > 771r(X?Fa  
T &   operator ()( const T & r) const E'_$?wWn5  
  { .`N&,&H  
  return (T & )r; }D#[yE,=\  
} q}7(w$&  
} ; fL R.2vJ  
ez*O'U  
这样的话assignment也必须相应改动: cU=/X{&Om  
(@u"   
template < typename Left, typename Right > v%2Jm!i+  
class assignment a`QKN rA2  
  { m[*y9A1  
Left l; ^cYt4NHXn  
Right r; =Cr F(wVO"  
public : wo!;Bxo N  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ehYGw2  
template < typename T2 > []eZO_o6j  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } k'Z$#  
} ; g`zC0~D2  
qgLj^{  
同时,holder的operator=也需要改动: ]a=Bc~g91  
p[gq^5WuC  
template < typename T > Ja6PX P]'  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const qeZ*!H6-  
  { u'EzYJ7  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ~bk+JK- >  
} c`G~.paY|  
V4 Wn  
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。 |zSoA=7?  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 <DM:YWNa  
n<>/X_m  
return l(rhs) = r; <</ Le%  
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。 qc`UDD5  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: h/F,D_O>ZO  
g JMv  
template < typename Tp > -7l)mk  
class constant_t ZvO,1B  
  { 6P*2Kg`  
  const Tp t; ^c]lEo  
public : p^QB^HEV  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} IGtqY8  
template < typename T > (!`]S>_w9  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const #AUz.WHD  
  { v/lQ5R1  
  return t; B&)o:P7h  
} !;^TW$ G  
} ; %]i("21  
UKxeN[fv  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >T~d uwS  
下面就可以修改holder的operator=了 -( ,iwF b  
VWa;;?IK  
template < typename T > JmK[7t  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const F45UO%/P  
  { ?rgk  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); C %o^AR  
} gkyv[  
&-0 eWwMW  
同时也要修改assignment的operator() Fps.Fhm  
i.`RQZ$,/  
template < typename T2 > SLG3u;Ab  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [3QKBV1\  
现在代码看起来就很一致了。 w_!]_6%{b  
C|A:^6d3=  
六. 问题2:链式操作 _~E&?zR2>"  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 w oSI 2i  
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。 RI%ZT  
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。 6- @n$5W0  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ;eeu 9_$  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct mT2Fn8yC1  
PjkJsH  
template < typename T > %A<|@OSdOa  
struct result_1 " Q~-C|x  
  { lx&ME#~  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 7Q9zEd" d  
} ; [!E8C9Q#!  
LMvsYc~]q  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: +wwK#ocw  
` cgS yRD]  
template < typename T > ;tF7 GjEp  
struct   ref fXHN m$"n  
  { `<L6Q2Y>j  
typedef T & reference; c|'hs   
} ; 5'Fh_TXTD  
template < typename T > !Z6GID})p  
struct   ref < T &> -IB~lw  
  { $fE$j {  
typedef T & reference; 'nM)=  
} ; M/,jHG8v  
85fBKpEe  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: z;_d?S <*m  
x-_!I>l&  
template < typename T > kOGpe'bV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const vO)nqtw  
  { m{bw(+r  
  return l(t) = r(t); +FoR;v)z=F  
} t3 q0|S  
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。 IRZ?'Im  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ;?9u#FRtw  
|'2E'?\/x  
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 hfGA7P"  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: <,Zk9 t&  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 b:S#Sz$  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  nO~TW  
最后的布局是: TY=BP!s  
                Add '%>$\Lv  
              /   \ Q b5AQf30  
            Divide   5 PQ2u R  
            /   \ *HwTq[y  
          _1     3 =B(zW .Gf  
似乎一切都解决了?不。 j_?U6$xi  
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。 uL!{xuN  
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。 hNV" {V3`{  
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: GJA3  
,OLN%2Sq  
template < typename Right > ^AUmIyf_  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const [Uezi1I  
Right & rt) const PF1m :Iz`d  
  { zX!zG<<K  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A}b<Lg  
} otXB:a  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 xcz1(R  
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。 :G|Jcl=r  
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。 @Zs}8YhC  
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。 ;&|ja]r  
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。 pbivddi2  
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/WR\B'1  
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: "YGs<)S  
w$7*za2  
template < class Action > `n7z+  
class picker : public Action b0i]T?#  
  { #{ M$%l>  
public : Frt_X%  
picker( const Action & act) : Action(act) {} a`CsLBv&  
  // all the operator overloaded PCs+` WP!M  
} ; ;b$(T5  
v.+-)RLQg  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 74%,v|  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ~_SV `io  
Z8Fbx+~"  
template < typename Right > S5'BXE,  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const D a)[mxJ  
  { CCX\"-C  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }abM:O "Y  
} Ku_`F2Q  
<Ja>  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ,k/*f+t  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 p~28?lYv  
xX  
template < typename T >   struct picker_maker =%|S$J  
  { S"w$#"EJA  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Warz"n]iC  
} ; fAfsKO*  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > C}+w<  
  { b:>(U.   
typedef picker < T > result; z@$7T: H>  
} ; 7vV3"uns  
`7Ni bZX0  
下面总的结构就有了: Y*0%l q({H  
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。 B5!$5 Qc  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 4)iSz>  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :t]YPt  
至此链式操作完美实现。 Fy<dk}@  
k oC2bX  
~xu<xy@E  
七. 问题3 5 %q26&  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 w1aa5-aF  
j%b/1@I  
template < typename T1, typename T2 > OGrVy=rd  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [,-MC7>]  
  { gmWRw{nS+  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); )2z (l-$.  
} 'uBW1,  
L!DP*XDp  
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: ?DkMzR)u  
D2~e@J(K  
template < typename T1, typename T2 > H__9%p#  
struct result_2 ~d 7!)c`z  
  { [X=-x=S,  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; GLt#]I"LY  
} ; +is;$ 1rq  
cI'&gT5  
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? `RfhxzI  
这个差事就留给了holder自己。 cgm]{[f  
    ^!1mChf  
j|KZ HH%dc  
template < int Order > gec<5Ewg  
class holder; zMKW@  
template <> 29pIO]8;  
class holder < 1 > +BM(0M+  
  { h{yqNl  
public : goeWZO  
template < typename T > t&wtw  
  struct result_1 3*3WO,9  
  { Nj qUUkc  
  typedef T & result; y:D|U!o2V  
} ; *8fnxWR   
template < typename T1, typename T2 > @P4fR7  
  struct result_2 LqPn$rZ|$  
  { ZyT9y  
  typedef T1 & result; b-@VR  
} ; ?Il$f_"B:  
template < typename T > ]6p?mBuQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const kp[+Iun?  
  { I2q C,Nkk  
  return (T & )r; I)]wi%  
} S-npJh 6  
template < typename T1, typename T2 > sE-E\+  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [(5;jUmF@  
  { !t{3IE  
  return (T1 & )r1; 6?Rm>+2>v  
} ITRv^IlF  
} ; Zk)]=<H  
Xp{+){Iu  
template <> ,Zb]3  
class holder < 2 > *;(LKRV  
  { ,;'9PsIS^  
public : v}IkY  
template < typename T > ngcXS2S_  
  struct result_1 d90B15]gv  
  { +T+f``RcK  
  typedef T & result; =E8lpN'  
} ; &p^ S6h  
template < typename T1, typename T2 > j Aw&5,  
  struct result_2 kz(%8qi8&  
  { S`BLwnU`#  
  typedef T2 & result; +eZR._&0  
} ; MZB0vdx  
template < typename T > f[HhLAVGK`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }L{en  
  { ync2X{9D  
  return (T & )r; zJOjc/\  
} G7DEavtr  
template < typename T1, typename T2 > .ZFs+8qU>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ny| ni\6  
  { ^TJn&k  
  return (T2 & )r2; YW}q@AY7  
} KRf$VbuL  
} ; t]#y} V  
h-=3 b  
=da_zy  
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> >。 >;dMumX  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: @mW: FVI  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: aIpDf|~  
D:e9609  
return l(i, j) = r(i, j); t;T MD\BU  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) zy~vw6vu  
ji="vs=y  
  return ( int & )i; ~&[Wqn@MZ  
  return ( int & )j; **d3uc4y  
最后执行i = j; lV: R8^d  
可见,参数被正确的选择了。 %'nM!7w@I  
^<'5 V)  
Y'&A~/Adf  
`=RJ8u  
F``$}]9KHD  
八. 中期总结 OWx YV$  
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: E'?yI' ~=  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 t?L;k+sMM  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 9w^1/t&=04  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor M2(+}gv;7p  
\]e"#"v}}_  
2K'3ry)[y  
Q9H~B`\nQ  
D'F =v\P  
f ."bq43(  
九. 简化 ~C6d5\  
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。 ?1K|.lr  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3xWeN#T0  
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: v}!eJzeH  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 >t&Frw/Bl  
  +-*/&|^等 `$\g8Mo  
2. 返回引用。 4pq@o  
  =,各种复合赋值等 FN NEh  
3. 返回固定类型。 1@6dHFA`o  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool)  /L'r L  
4. 原样返回。 TYGUB%A  
  operator, V.vA~a  
5. 返回解引用的类型。 t&T0E.kh*X  
  operator*(单目) &[f.;1+C  
6. 返回地址。 ~0,Utqy  
  operator&(单目) s9>f5u?dK  
7. 下表访问返回类型。 Q0i.gEwe  
  operator[] iY1%"x  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 @cA`del  
  operator<<和operator>>  d!5C$C/x  
x+x 6F  
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。 +!6aB|-  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: "rOe J~4 X  
$@"o BCc  
template < typename Left > ,4zwd@&O  
struct value_return 3`S|I_$(T"  
  { ?F1NZA[%t  
template < typename T > oMawIND a  
  struct result_1 %Sr/'7 K  
  { f^z~{|%l!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; wWv")dk3i  
} ; I ugYlt  
~CgKU8  
template < typename T1, typename T2 > {L5!_] 6  
  struct result_2 y.AVH`_u  
  { N=^{FZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; r63_|~JVB<  
} ; 55MrsiW  
} ; _\hZX|:]  
o4,fwPkB  
@d]I3?`  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait sgp5b$2T.  
$_CE!_G&)  
下面我们来剥离functor中的operator() =p,+a/*  
首先operator里面的代码全是下面的形式: W L$nchS9  
FtXd6)_S  
return l(t) op r(t) =QFnab?N  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) R("g ]  
return op l(t) \>0%E{CR  
return op l(t1, t2) 99w;Q 2k  
return l(t) op QlmZBqK}&  
return l(t1, t2) op 9 ?a-1  
return l(t)[r(t)] dznHR6x  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] -Zx hh  
1t haQ"  
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: np,L39:sf  
单目: return f(l(t), r(t));  =+9.X8SP  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); KKP}fN  
双目: return f(l(t)); f_a.BTtNO  
return f(l(t1, t2)); Pj9n`LwM  
下面就是f的实现,以operator/为例 8.FBgZh*  
)nmLgsg  
struct meta_divide ):OGhWq  
  { NSH20$A<  
template < typename T1, typename T2 > }_93}e  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) B?`n@/  
  { rqbX9M^  
  return t1 / t2; N=FU>qbz  
} wQbN5*82  
} ; 2 g5Ft  
^HYmi\`  
这个工作可以让宏来做: UQ6UZd37   
[ fvip_Pt  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ D-\WS^#  
template < typename T1, typename T2 > \ M:x?I_JG8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; u&/[sq x  
以后可以直接用 sk !92mQ  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) v$c*3H.seM  
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 fq(r,h=|  
(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。。。) 4Kjrk7GAx  
EV{kd.=f  
'{=dEEi  
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 5N "fD{v{  
XOgl> 1O  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > V^fSrW]  
class unary_op : public Rettype 7KIOI,qb6  
  { L".Qf|b*  
    Left l; -;pZC}Nd3  
public : V ;Kzh$^rk  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ?mKj+ Bk2  
<YX)am'\y  
template < typename T > qj *IKS  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .BN~9w  
      { N!Dc\d=8q]  
      return FuncType::execute(l(t)); B;Pws$J  
    } W:D'k^u  
P'f0KZL;  
    template < typename T1, typename T2 > ~XAtt\WS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *V+6409m  
      { _/;k ;$gDp  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); &'`q&U1x  
    } :N03$Tvl  
} ; M`IiK+IoU  
Trd/\tX#v&  
ngF5ywIG  
同样还可以申明一个binary_op RDU,yTHq  
n+Ofbiz@  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > L4Ep7=  
class binary_op : public Rettype '@enl]J  
  { BDoL)}bRE  
    Left l; +~, qb1aZ  
Right r; 6J. [9#  
public : AQkH3p/W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {!5"Y(>X  
XVwaX2=L  
template < typename T > XQCu\\>;  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const rl-r8?H}  
      { rN6 @=uB  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); N)'oX3?x  
    } }G^Bc4@b  
0CXh|AU  
    template < typename T1, typename T2 > ?DPN a  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2q}M1-^  
      { _4qP0LCa  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); T&Dt;CSF  
    } dm3cQ<0  
} ; ^]mwL)I}  
tln*Baq  
vd7%#sHH&  
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 { ?p55o  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 !(\OT  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 'VA\dpa{J  
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。 ""`> v`\  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Gy{C*m7Q  
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。。。 }'HJVB_  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :%GxU;<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) oXw}K((|  
下面是修改过的unary_op d"zbY\`  
uv*OiB"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > "0Xa?z8"  
class unary_op Bi?.w5  
  { cU}j Whu  
Left l; ?D P]#9/4  
  ;{b 1'  
public : $ijWwrh  
C6Qnn@waYb  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \ZdV|23  
LF+#PnK  
template < typename T > n 99>oh  
  struct result_1 bni :B?#  
  { )@DT^#zR  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; aYQ!`mS::M  
} ; v5"5UPi-  
X\3IY:Q@T  
template < typename T1, typename T2 > /BC(O[P  
  struct result_2 ;u;YfOr  
  { >L$g ;(g  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n"B"Aysz  
} ; J;+A G^U<  
TbyQ'MbUv  
template < typename T1, typename T2 > 5=CLR  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nA8]/r1k  
  { cy=,Dr9O  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); d R2#n  
} dtJaQ`  
+gb2>fei&  
template < typename T > l'YpSO~l7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @W3fKF9*R  
  { r1:S8RT;H5  
  return OpClass::execute(lt(t)); S!gV\gEbDj  
} T xRa&1  
]X4 A)4y  
} ; \ B 0xL,o<  
K~$o2a e  
)fSQTbB;0  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug -L7Q,"a$  
好啦,现在才真正完美了。 E"k\eZns&  
现在在picker里面就可以这么添加了: C:/ca)  
/$zYSP)YT  
template < typename Right > b6!?K!imT  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const <Q)6N!Tp^  
  { (n7 v $A  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ai"Kd=R  
} ;zI;oY#.y  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 }x % ;y]S  
L+Q"z*W  
qe!`LeT#  
HKO00p7  
PQAN,d  
十. bind {xr!H-9ZAA  
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。 ^!^8]u<Q  
先来分析一下一段例子 `WF?87l1  
r-]Au -  
UNLy{0tA  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 2GECcx53  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 c0ET]  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 *ie#9jA  
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。 hnS ~r4  
我们来写个简单的。 $oK,&_  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: .(Q3M0.D  
对于函数对象类的版本: ^!H8"CdC3  
pLMki=.Ld  
template < typename Func > '/ 3..3k  
struct functor_trait NwM=  
  { -WP_0  
typedef typename Func::result_type result_type; UMUr"-l =  
} ; * EOIgQp  
对于无参数函数的版本: h &9Ld:p  
H@2JL.(k  
template < typename Ret > WQ4:='(  
struct functor_trait < Ret ( * )() > SF KW"cP  
  { Z[KXDQn8  
typedef Ret result_type; B&|F9Z6D  
} ; y|V/xm+Fp  
对于单参数函数的版本: 0[}"b(O{  
Md'd=Y_0  
template < typename Ret, typename V1 > 5T}$+R0&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > hX\XNiCiK8  
  { dUeM+(s1  
typedef Ret result_type; Y1EN|!WZ  
} ; AR'q2/cw  
对于双参数函数的版本: [La=z 7*  
+jzpB*@  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > \Oh9)X:I  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > }K9Vr!  
  { -?<wvUbR{  
typedef Ret result_type; q{Hk27kt  
} ; uc~PKU?tO  
等等。。。 D8slSX`6j  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy O-:#Q(H!  
yJ8WYQQMG  
template < typename Func > nab:y(]$/  
struct func_return ":?>6'*1  
  { @P+k7"f  
template < typename T > @m!~![  
  struct result_1 "v4;m\g&:  
  { 3nf+ imAF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; VztalwI  
} ; 6N\~0d>5m  
L <]j&  
template < typename T1, typename T2 > D:'|poH  
  struct result_2 34U/"+|z  
  { /78gXHv  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ')I/D4v  
} ; My'M ~#kO,  
} ; & PrV+Lv  
=K{$?%"  
YFOK%7K  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 -QCo]:cp  
Z'<=06  
template < typename Func, typename aPicker > ^*'|(Cv  
class binder_1 j#y_#  
  { z^I"{eT8  
Func fn; ~|@aV:k  
aPicker pk; gt6*x=RCrQ  
public : |ap{+ xh  
uF9p:FvN8  
template < typename T > ]oP2T:A  
  struct result_1 fDp_W1yH  
  { dz &| 3o  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; //`heFuc]>  
} ; n@{fqj  
T^S|u8f  
template < typename T1, typename T2 > _WtX8  
  struct result_2 R+8+L|\wHv  
  { 8dq{.B?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 01 6l$K4  
} ; o+`W  
bP&o] ?dN  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} %l[Cm4  
1K^blOLXe  
template < typename T > A,e/y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nCh9IF[BL/  
  { p=\DZU~1  
  return fn(pk(t)); 4?g~GI3  
} z|F>+6l"Y7  
template < typename T1, typename T2 > tc\LK_@$/F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j{>E.F2.  
  { k!t5>kPSQ  
  return fn(pk(t1, t2)); nVw]0Yl  
} REB8_H"  
} ; ?(>7v[=iT  
-r]s #$  
D}vgXzD  
一目了然不是么? 6Z ~>d;&9  
最后实现bind >FFZ8=  
?tE}89c  
^i&/k  
template < typename Func, typename aPicker > rw8O<No4.o  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) {o+aEMhM  
  { PV(b J7&R  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 9fMg?  
} jpZX5_o  
;#78`x2  
2个以上参数的bind可以同理实现。 < Up n~tH  
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。 t #MU2b  
c)#b*k,lw<  
十一. phoenix M:6H%6eT  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: f'TjR#w  
DUEA"m h  
for_each(v.begin(), v.end(), Ud^+a H  
( {z|0Y&>[=  
do_ 2W|4  
[ 71 hv~Nk/x  
  cout << _1 <<   " , " $@Zb]gavt?  
] s2_j@k?%  
.while_( -- _1), /#20`;~F)  
cout << var( " \n " ) 5|NM]8^^0[  
) l Vo](#W  
); ]o$Kh$~5  
FT/H~|Z>  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Dd<gYPC  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor idvEE6I@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。  UB&ofO  
那么我们就照着这个思路来实现吧: b.47KJzt  
y&t&'l/m  
x`{ni6}  
template < typename Cond, typename Actor > [ hm/B`t*e  
class do_while hz<kR@k}  
  { hUSr1jlA  
Cond cd; WTA0S}pT  
Actor act; wWY6DQQB  
public : iBwl(,)?m2  
template < typename T > l6Ze6X I  
  struct result_1 ?JzLn,&  
  { g?A4C`l6iy  
  typedef int result_type; J*U,kyYF  
} ; j7<`^OG  
]x:>~0/L  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} VhT4c+Zs  
k`Ab*M$@Xs  
template < typename T > SEr\ u#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2U2=ja9:Y  
  { ?'P8H^K6u  
  do xE;4#+_I  
    { D@^ r  
  act(t); {Mp>+e@xx  
  } yC =5/wy`  
  while (cd(t)); ] ?#f=/  
  return   0 ; YUfuS3sX}  
} gdSv) (  
} ; 8*=N\'m],  
eqD%Qdx  
bd_U%0)pi1  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). :(} {uG  
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。 }di)4=U9  
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。 QKCc5  
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。 jeN_ sm81b  
下面就是产生这个functor的类: q-/A_5>!;f  
tQ5gmj  
L7G':oA_`p  
template < typename Actor > 1& YcCN\k  
class do_while_actor l@q.4hT  
  { <'v?WV_  
Actor act; h\Op|#gIT  
public : F:n(yXA  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} &?9p\oY[  
SY`NZJK  
template < typename Cond > f5 wn`a~h  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; hx+a.N  
} ; kMo;<Z  
U;i:k%Bzy  
pTOS}A[dh  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?q7V B  
最后,是那个do_ t2BkQ8vr  
bICi'`  
MkC25  
class do_while_invoker W~.1f1)  
  { WfhQi;r  
public : 0 !E* >  
template < typename Actor > E$ q/4  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 8~ .r/!wfy  
  { >sm< < gVb  
  return do_while_actor < Actor > (act); 0+P_z(93?  
} {K*l,U  
} do_;  ZajQ B  
AQ32rJT8c`  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 1jh^-d5  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 NVS U)#  
最后来说说怎么处理break和continue )$P!7$C-  
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。 (jPN+yQ  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五