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
  • 5001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 6p@ts`#  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 hMQ aT-v  
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, @RP|?Xc{?  
J\*d4I<(Rt  
|H4'*NP"  
}VGiT~2$  
  class filler R[c_L=  
  { ;gyE5n-{  
public : S@#L!sT`u  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} -*A'6%`  
} ; |3L MVN  
"mf;k^sqS  
Xy{+=UY  
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: #o RUH8  
Sf8d|R@O  
+\%zy=  
xlLS`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 1 W u  
SMyg=B\x?7  
p1nA7;B-m  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2&m7pcls  
1#(1Bs6X  
"J#:PfJ%  
^~Sn{esA  
二. 战前分析 f+V':qz  
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。 EHZSM5hu  
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 "Tv7*3>  
~-+Zu<  
LDsYr]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8(}sZ)6  
  /* --------------------------------------------- */ *`#,^p`j b  
vector < int *> vp( 10 ); wO#+8js  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); KB = z{g  
/* --------------------------------------------- */ ]YP?bP,:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Tt\w^Gv\d  
/* --------------------------------------------- */ '}u31V"SS  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Pa}vmn1$  
  /* --------------------------------------------- */ )VT/kIq-U  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); {/<&  
/* --------------------------------------------- */ (=j!P*  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); +mQSlEo  
pQNFH)=nw  
MQ44uHJ  
5qy}~dQ  
看了之后,我们可以思考一些问题: kR|y0V {K*  
1._1, _2是什么? eW0=m:6  
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。 /Hmo!"W`  
2._1 = 1是在做什么? 9K|lU:,  
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。 }U9jsm  
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。 N6;Z\\&0^q  
7&4,',0VL  
L|LTsRIq  
三. 动工 :!$z1u8R  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ">3@<f>  
+0Gep}&z.  
Kcl$|T  
a"}#HvB+  
template < typename T > AX+d?M  
class assignment p0K;m%  
  { ~\ f^L?m  
T value; <Z' hZ  
public : lG9ARRy(=  
assignment( const T & v) : value(v) {} b U NYTF{  
template < typename T2 > 7VcVI? ?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } n^N]iw{G  
} ; >U?Bka!  
lWvd"Vlt  
^A`(  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 M;qL)vf  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 5H+k_U  
7h1gU  
fh#_Mj+y  
sE6J:m(  
  class holder "ux]kfoT  
  { AvZ) 1(  
public : {R;M`EU>  
template < typename T > K/`RZ!  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const .5;LL,S-  
  { m7vxzC*  
  return assignment < T > (t); (JW?azU  
} -P>=WZu  
} ; :-La $I>  
4rG 7\  
1m;*fs  
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: ,hLSRj{  
"R@N|Qx'  
  static holder _1; u=o"^   
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @BUqQ9q:  
DA`sm  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); #G` ,  
而不用手动写一个函数对象。 aLt{X)?  
2F @)nh  
xc.D!Iav  
x }'4^Cv  
四. 问题分析 :xS&Y\ry  
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。 siYRRr  
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。 BWdc^  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ^85n9a?8  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 orH0M!OtS!  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ApYud?0b  
x ;,xd  
五. 问题1:一致性 d`uO7jlm  
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?| v9m;vWp  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +\GZ(!~  
lk1Gs{(qhH  
struct holder yr2L  
  { \&&(ytL  
  // ) Zo_6%  
  template < typename T > NjN?RB/5  
T &   operator ()( const T & r) const L8wcH  
  { @[tV_Z%,b  
  return (T & )r; 8sIA;r%S  
} Q4Fq=kTE  
} ; UvJuOh+  
&v5.;8u+OV  
这样的话assignment也必须相应改动: U q w}4C/0  
8KwC wv  
template < typename Left, typename Right > D%UZ'bHN*  
class assignment q|i%)V`)-  
  { $?J+dB  
Left l; [ []SkLZHg  
Right r;  G].__]  
public : $n Sh[ {  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3*$9G)Ey  
template < typename T2 > M#VC3h$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } I9un  
} ; $KWYe{#  
kgapTv>q  
同时,holder的operator=也需要改动: z<%g #bo  
w&yGYHg  
template < typename T > "lz[zFnO  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const cPsn]U  
  { '&:1?i)  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); {XD/8m(hN|  
} 2FIR]@MQd  
FaE#\Q  
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。 hMeqs+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 w zqd g  
3 t88AN=4  
return l(rhs) = r; nt0\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。 )R8%'X;U  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #3K,V8(  
$.Q>M]xH  
template < typename Tp > R G0S  
class constant_t Afy .3T @)  
  { VkDS&g~Ws  
  const Tp t; (y~laW!  
public : MATgJ`lsy  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} mvq7G  
template < typename T > PB(  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ]osx.  
  { ]TBtLU3  
  return t; o9Txo (tYU  
} YYE8/\+B.  
} ; Z@,PZ   
{!}F :~*r  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 w^])(  
下面就可以修改holder的operator=了 qfG tUkSSb  
QGr\I/Y  
template < typename T > 3g0u#t{  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const }#OqU# q|  
  { )?B~64N,+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); '9 e\.  
} YWRE&MQ_  
w=D%D8 r2  
同时也要修改assignment的operator() UV']NH h  
Lo9G4Cu  
template < typename T2 > z^rhgs?4  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } @q+cm JKv  
现在代码看起来就很一致了。 j&dx[4|m:h  
-jxWlO  
六. 问题2:链式操作 * {gxI<   
现在让我们来看看如何处理链式操作。 dY/u<4  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 +[whh  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 4e+BqCriC*  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 w53z*l>ek  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct }F{C= l2  
G(As%r]  
template < typename T > ,2,SG/BB  
struct result_1 XLZ j  
  { B:?#l=FL  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \f/#<|Hm  
} ; *H5PT  
CZJHE>  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: z1f^p7$M?  
|^Ew<  
template < typename T > }PI35i1!t  
struct   ref ik2- OM  
  { &[5n0e[  
typedef T & reference; `RL,ZoYuu  
} ; m<4s*q0\i  
template < typename T > V$dJmKg  
struct   ref < T &> $5lW)q A  
  { =[P%_v``  
typedef T & reference; ~V2ajM1Z&O  
} ; @PQrmn6w  
5S%C~iB  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,!6M* |  
R:w %2Y  
template < typename T > MSZ!W(7,<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const jCTy:q]  
  { As@ihB+(\  
  return l(t) = r(t); b/sOfQ  
} h; 'W :P  
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。 F0&~ ?2nG  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 )L |tn  
bZ>&QM  
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 'e.q 7Jpd  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: A&<?   
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 k42b:W5%  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Fn:.Y8%-  
最后的布局是: 3sZ,|,ueD  
                Add uAu( +zV2  
              /   \ $gVLk.  
            Divide   5 of8mwnZR  
            /   \ <ROpuY\!l  
          _1     3 hZAG (Z  
似乎一切都解决了?不。 Ia=_78MgZ  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 <S]KaDu^  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 umQi  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: Z)mX,=p  
4~O6$;!|~  
template < typename Right > Zc-#;/b3T  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const GAv)QZyV$  
Right & rt) const +XEjXH5K  
  { 0iYP  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u4:\UC'  
} $ !v}xY  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 8rFaW  
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。 J?C k4dQ  
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。 6nh]*/  
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。 EdEoXY-2  
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。 Kb-W tFx  
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? r4E`'o[  
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: FZiZg;  
(%[Tk[  
template < class Action > ~xS@]3n=  
class picker : public Action jCzGus!rM  
  { RCI4~q  
public : aH%ZetLNJ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} UqN{JG:#.  
  // all the operator overloaded \V= &&(n#  
} ; N~;*bvW{  
6sPk:5  
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。 \e<mSR  
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: T^~)jpkw  
<eY %sFq,  
template < typename Right > 75ZH  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const cVp[ Z#B  
  { H+a~o=/cR  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); k({2yc#RD&  
} 2\VAmPG.Zs  
Yx5J$!Ld  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ejVdxVr\7  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 CWs: l3_yn  
|| [89G  
template < typename T >   struct picker_maker MY!q%  
  { SSE3tcRRl  
typedef picker < constant_t < T >   > result; lW p~t  
} ; EYkj@ .,  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Y+g,pX  
  { .(|+oHg<  
typedef picker < T > result; BDy5J2<<7l  
} ; tQrS3Hz'nA  
B/mYoK  
下面总的结构就有了: / |GT\X4o  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 F;u7A]H^  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 &y7 0  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 jyi FM5&  
至此链式操作完美实现。 1HhX/fpq  
]ni6p&b>  
)\wuesAO  
七. 问题3 il12T`a  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 #$FrFU;ZR  
JWWYVl VC  
template < typename T1, typename T2 > D*\v0=P'?  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  R:~(Z?  
  { thuRNYv <  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); zG#wu   
} Q&xjF@I  
zsDocR   
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: daslaa_A  
ca(U!T68  
template < typename T1, typename T2 >  `?|Rc  
struct result_2 xYI;V7  
  { d ;^  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Lz@$3(2  
} ; &~ *.CQa  
CbOCk:,g5  
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? ~-_i  
这个差事就留给了holder自己。 gWOt]D&#/  
    #{$1z;i?f  
sw$2d  
template < int Order > fG&=Ogy  
class holder; jY/ARBC}H  
template <> URA0ey`  
class holder < 1 > ]tB@kBi "  
  { f#$|t>  
public : R_1qn  
template < typename T > ~U$":~H[  
  struct result_1 )JhT1j Qc  
  { -#.< 12M  
  typedef T & result; d yh<pX/$  
} ; :g2  }C  
template < typename T1, typename T2 > (wuaxo:  
  struct result_2 *0y{ ~@  
  { byGn,m  
  typedef T1 & result; qsI^oBD"  
} ; QXVC\@  
template < typename T > nBz`q+V  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +j{Y,t{4  
  { eY,O@'"8`  
  return (T & )r; |0sPka/u16  
} #G#g|x*V  
template < typename T1, typename T2 > R,t$"bOd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const S2K#[mDG  
  { A&zS'toU  
  return (T1 & )r1; sI,W%I':d  
} PcC/_+2  
} ; nPFwPk8=M  
gKo%(6{n~  
template <> a460|w6  
class holder < 2 > ?Go!j?#a  
  { aD9q^EoEs  
public : Wd8R u/  
template < typename T > @;iXp>&&  
  struct result_1 6L9, 'Bg  
  { *k [J6  
  typedef T & result; yZCX S  
} ; &Z;_TN9[  
template < typename T1, typename T2 > T95t"g?p  
  struct result_2 W .I\J<=V  
  { dNiH|-$an  
  typedef T2 & result; |3shc,7  
} ; bgF^(T35  
template < typename T > BRS#Fl:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const O_;Dk W  
  { R)5n 8  
  return (T & )r; -Z0+oU(?YE  
} ~"K ,7sw!Y  
template < typename T1, typename T2 > i"r!w|j  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const S6xgiem  
  { CnISe^h  
  return (T2 & )r2; 9GU]l7C=z  
} X~oK[Nf'9  
} ; ,q#0hy%5/  
iW%8/$  
W!T"m)S  
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> >。 By)u-)g9  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: YXW%]Uy+  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: P7.'kX9  
|[$~\MU  
return l(i, j) = r(i, j); }ns-W3B'  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ;# uZhd  
1} %B%*N  
  return ( int & )i; T,%j\0  
  return ( int & )j; 3Ot~!AlR  
最后执行i = j; ?jx1R^  
可见,参数被正确的选择了。 `aC){&AP(  
. pzC5Ah  
#,d I$gY  
c;2#,m^  
YW/QC'_iC  
八. 中期总结 he(A3{'  
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: `=lc<T^  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 "N?+VkZEv  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 u #w29Pm  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (kv?33  
_)T5lEFl=  
r|u MovnV  
aj^wRzJ}zA  
iB[~U3  
LJ)5W  
九. 简化 7!WA)@6  
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。 cy yVg!+  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 7&qy5 y-Ap  
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: 6!'3oN{  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 BZ!v%4^9  
  +-*/&|^等 K%v1xZ  
2. 返回引用。 \%]I{  
  =,各种复合赋值等 hrGM|_BE  
3. 返回固定类型。 ~\LCvcY"X  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ).^}AFta  
4. 原样返回。 xG&)1sT#-\  
  operator, Gs+3e8  
5. 返回解引用的类型。 },+wJ1  
  operator*(单目) ,'xYlH3s  
6. 返回地址。 *37uy_EpV  
  operator&(单目) W\&8au ds  
7. 下表访问返回类型。 x^4xq#Bb7  
  operator[] ZOCDA2e(j  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }XO K,Hw  
  operator<<和operator>> 0Z[oKXm1p  
]vWKR."4  
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。 VXIP0p@  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: z|EEVNFd&  
Y2o?gug  
template < typename Left > $6OkIP.  
struct value_return WmY``  
  { ~cTN~<{dq  
template < typename T > +_XzmjnDd  
  struct result_1 .A sv%p[W  
  { %LVm3e9  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [W %$qZlP  
} ; )E@A0W  
@=}YTtq  
template < typename T1, typename T2 > r\qj!   
  struct result_2 X/iT)R]b  
  { EQ'V{PIfj  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ?7<JQh)"e  
} ; Zjbc3 M5  
} ; 3)\8%Ox  
MrZh09y  
*%{gYpn  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait P"B0_EuR<T  
):i&`}SY  
下面我们来剥离functor中的operator() CC#;c1t  
首先operator里面的代码全是下面的形式: \jOA+FU [  
bFe+m1Q_  
return l(t) op r(t) _?OW0x4  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) DxUKUE  
return op l(t) 1pArZzm>  
return op l(t1, t2) ZovW0Q)m  
return l(t) op 4"gM<z  
return l(t1, t2) op {}3${  
return l(t)[r(t)] !O`(JSoG  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ;\f gF@  
E_vq  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: s2Mb[#:a"  
单目: return f(l(t), r(t)); { ^cV lC_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); q Y#n'&  
双目: return f(l(t)); %Ev4]}2C1  
return f(l(t1, t2)); I 'V4D[H5  
下面就是f的实现,以operator/为例 0NS<?p~_S  
/YZr~|65  
struct meta_divide E\Rhz]G(  
  { x>Zn?YR,"  
template < typename T1, typename T2 > NR`C(^}  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) {zMU#=EC  
  { "?V0$-DR  
  return t1 / t2; i_j[?.?X}  
} &YF^j2  
} ; 1v71rf&w  
Q_[ 3`j l  
这个工作可以让宏来做: O^oWG&Y;v  
vQ;Ex  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 9I6a"PGDb  
template < typename T1, typename T2 > \ H Z'_r cv  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0u;4%}pD  
以后可以直接用 |Y?H A&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ;M)QwF1  
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 z6*X%6,8  
(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。。。) rJGf .qJJ  
wK?vPS  
Tj:B!>>  
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  R}O_[  
$<}$DH_Y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > HMSO=)@+  
class unary_op : public Rettype Qk:Y2mL  
  { 8fl`r~bqZ  
    Left l; wne,e's}   
public : LDPUD'  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} `aciXlqIF  
kqFP)!37  
template < typename T > '<"s \,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G3Z)Z) N  
      { %J+E/  
      return FuncType::execute(l(t)); KrQ1GepJ  
    }  # 1OOU  
SLa>7`<Q  
    template < typename T1, typename T2 > <g$~1fa  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !2ZF(@C /  
      { ;U-jO &  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); %nf6%@s  
    } 1`=nWy='  
} ; k$blEa4  
sB7# ~p A  
Zy`m!]G]80  
同样还可以申明一个binary_op h1de[q)  
A1O' |7X  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > MN\HDKN  
class binary_op : public Rettype 4K\G16'$v  
  { 8Vr%n2M  
    Left l; o~`/_ +  
Right r; nLXlU*ES  
public : \NPmym_ 6J  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `sn^ysp  
4h|c<-`>t  
template < typename T > pR=@S>!|  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z?h~{Mg  
      { R!}H;[c  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6^]+[q}3  
    } !|^|,"A)  
b3=rG(0f  
    template < typename T1, typename T2 > 8A##\j )  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vS;RJg=  
      { %)1y AdG 8  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); CsGx@\jN  
    } >;e~WF>+K  
} ; Kp%2k^U  
G<65H+)M\  
>qnko9V  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 wW>A_{Y  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 d; boIP`M;  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) xF!,IKlBBp  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 LSL/ZvSP  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! akp-zn&je  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 =$'6(aDH  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^aItoJq  
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) )_HA>o_?C:  
下面是修改过的unary_op &."iFe  
lXW%FH6c+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > u^^[Q2LDU}  
class unary_op BC^ :=  
  { ?:Uv[|S#>  
Left l; {$0mwAOH "  
  DX#Nf""Pw  
public : <cps2*'  
dqU~`b9  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} we;-~A5J  
n] ._uza  
template < typename T > xQ7l~O b  
  struct result_1 fDv2JdiU  
  { V5+=e^pa2  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; s}vAS~~2L3  
} ; j'Fpjt"&=  
<sb~ ^B  
template < typename T1, typename T2 > }bb;~  
  struct result_2 T<n  
  { Acez'@z  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b/+u4'"  
} ; G/)O@Ugp  
6AAz  
template < typename T1, typename T2 > ejSji-Qd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const W=~~5jFX  
  { Z9v31)q(  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 01 }D,W`  
} Ouk ^O}W6  
Vr3Zu{&2  
template < typename T > p*XANGA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T$8)u'-pa  
  { (~p< P+  
  return OpClass::execute(lt(t)); ; 5*&xz  
} )3cAQ'w  
j`{?OYD  
} ; Y`~Ut:fZ  
HY56"LZ$(}  
<$D`Z-6  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug sA+ }TNhq  
好啦,现在才真正完美了。 /:cd\A}  
现在在picker里面就可以这么添加了: g@d*\ P)  
{i;r  
template < typename Right > 9)l$ aBa  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const #|uCgdi  
  { )HEa<P^kJl  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); [:7'?$  
} xK>*yV  
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。 3(>B Ke  
)*u8/U  
`}p0VmD{NE  
7y.kQI?3  
/T"+KU*  
十. bind `aOFs+<)  
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。 * ` JYC  
先来分析一下一段例子 z0 d.J1VW  
34f?6K1c  
*I B4[6  
int foo( int x, int y) { return x - y;} pE`})/?\*  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 D, k6$`  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 f[]dfLS"W  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 _qF+tm  
我们来写个简单的。 P9R9(quI  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: '6DBs8>1  
对于函数对象类的版本:  {y)=eX9  
FUiRTRIYe  
template < typename Func > Ugr!"Q#M  
struct functor_trait % aP!hy  
  { 0- B5`=yU  
typedef typename Func::result_type result_type; 9=s<Ld  
} ; ko!)s  
对于无参数函数的版本: u2tfF  
lqy Qf$t  
template < typename Ret > y#`tgJ:  
struct functor_trait < Ret ( * )() > v_yw@  
  { t$`r4Lb9/  
typedef Ret result_type; `~cqAs}6]Q  
} ; ___~D dq  
对于单参数函数的版本:  \__i  
aEB_#1  
template < typename Ret, typename V1 > <;lkUU(WT2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \UA[  
  { (|2t#'m  
typedef Ret result_type; C2!|OQ9A2  
} ; t^&Cxh  
对于双参数函数的版本: [:dY0r+  
pd?M f=>#  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > G0Iw-vf  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > )Om*@;r(  
  { Ao 'l"-  
typedef Ret result_type; P1!qbFDv8  
} ; )705V|v  
等等。。。 Zj(AJ*r  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy X;$+,&M"  
j/DzCcp7  
template < typename Func > )+#` CIv  
struct func_return H8=N@l  
  { IW5,7.  
template < typename T > {FI&^39 F$  
  struct result_1 cTifC1Pf  
  { "69s) ~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =F|{# F  
} ; /'SNw?&  
R*, MfV  
template < typename T1, typename T2 > @NR>{Eg  
  struct result_2 . '6gZKXY  
  { 7g^]:3f!   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; XPc^Tq  
} ; [NTzcSN.  
} ; : 6jbt:  
.xCZ1|+gG  
x>K Or,f  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 4Z3su^XR  
6jaEv#  
template < typename Func, typename aPicker > /|}EL%a  
class binder_1 iqsCB%;5  
  { cVv=*81\  
Func fn; `bq<$e  
aPicker pk; w7L{_aom  
public : b! t0w{^w  
rI{; IDV  
template < typename T > Z-%\ <zT  
  struct result_1 b`Zx!^  
  { lf|FWqqV  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; s S+MqBh&I  
} ; }rUN_.n4z  
|"}FXa O  
template < typename T1, typename T2 > "S[450%  
  struct result_2 (MM]N=Tw4  
  { yZY\MB/  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; i}f"yO+Q+  
} ; iQ67l\{R  
)MVz$h{c.]  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Pm6p v;WK  
K-)] 1BG  
template < typename T > zaIKdI'/e  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HQdxL*N%^  
  { FjHv   
  return fn(pk(t)); z _$%-6  
} BKCiIfkZ  
template < typename T1, typename T2 > 5Pc;5 o0C  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^CYl\.Y@  
  { Qp5VP@t  
  return fn(pk(t1, t2)); ;+R&}[9,A)  
} :LQYo'@yB  
} ; ZDJ`qJ8V  
,Fl)^Gl8?  
gx/,)> E.  
一目了然不是么? =ZznFVJ`={  
最后实现bind 2QcOR4_V  
Evq IcZ  
J[|y:N  
template < typename Func, typename aPicker > y-b%T|p9  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 1s&zMWC  
  { z|J_b"u4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); HVCe;eI  
} yWc$>ne[L  
tKuwpT1Qc  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "S]0  
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。 9<?M8_  
oSKXt}sh  
十一. phoenix 2 RX;Ob_  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: }-{H  Y  
$99n&t$Y  
for_each(v.begin(), v.end(), oCv.Ln1;Z  
( {w O|)|  
do_ m])y.T  
[ iq8<ov  
  cout << _1 <<   " , " n38p!oS  
] a5^] 20Fa  
.while_( -- _1), sE<V5`Z=  
cout << var( " \n " ) 7aRi5  
) !*&V- 4  
); ?p{Nwl#  
y14;%aQN  
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: Y]_ruDIW  
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 1-uxC^u?|#  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m 9WDT  
那么我们就照着这个思路来实现吧: & ywPuTt  
~Ffo-Nd-  
:RTC!spy  
template < typename Cond, typename Actor > 4Z=_,#h4.  
class do_while tS5hv@9cWx  
  { #Vt%@* i  
Cond cd; Jt<_zn_FG  
Actor act; NNR`!Pty  
public : qr^3R&z!}  
template < typename T > ZQsJL\x[UK  
  struct result_1 1=c\Rr9]  
  { ZU4nc3__  
  typedef int result_type; f}ji?p  
} ; \)904W5R  
M)+H{5bt  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} /Iy]DU8  
A`$%SVgFV^  
template < typename T > ^mDe08. %b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const VcYrK4  
  { %XDc,AR[  
  do DJ k/{Z:  
    { D/xbF`  
  act(t); TER=*"!  
  } /9*B)m"  
  while (cd(t)); $9#H04.x  
  return   0 ; 6<SAa#@ey  
} ^7cGq+t  
} ; \ZFGw&yN  
KP^V>9q  
`2WFk8) F  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). )[6U^j4  
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。 ZY={8T@  
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。 <?6|.\&  
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。 Gr'  CtO  
下面就是产生这个functor的类: 1CD+B=pQG  
34O `@j0-3  
4r#= *  
template < typename Actor > |bHelD|  
class do_while_actor TDKki(o=~  
  { G@\1E+Ip  
Actor act; ]=I@1B;_m  
public : 'Cfl*iNb  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} T^t# c  
@Zu5VpJ  
template < typename Cond > 3?9IJ5p  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; py!|\00}  
} ; `Bp.RXsd*  
:yr+vcD?  
[< ?s?Ci  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 S>6 ~lb8G  
最后,是那个do_ cWaSn7p!X  
nI-w}NQ  
"Mn6U-  
class do_while_invoker @7]yl&LZ  
  { gMmaK0uhS  
public : ?k&Vy  
template < typename Actor > GL#up  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Tod&&T'UW  
  { HGs $*  
  return do_while_actor < Actor > (act); ?m}s4a  
} dI(@ZV{  
} do_; R6Km\N  
z6=Z\P+  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Uw. `7b>B  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3vN_p$  
最后来说说怎么处理break和continue Lv;^My  
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。 v5#j Z$<F  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五