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
  • 5011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 ^me-[ 5  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 eBZXI)pPh  
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, U6glp@s  
DU0zez I9  
g1/:Q%R,  
kj#?whK6~  
  class filler k^3>Y%^1  
  { orzZ{87  
public : n,vct<&z@  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} xK *b1CB  
} ; Qf~vZtJ+J  
~Z\8UsVN  
c,np2myd  
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: u@Ih GME  
\pa"%c)  
]R+mKUZ9  
{2O1"|s ,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); gh/EU/~d  
a@_4PWzF:  
~8'sBT  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 "0"nw 2g?  
[<Mx2<8f  
kvL=> A  
!j9t*2m[  
二. 战前分析 epA:v|S  
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。 l5S aT,%  
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 )Kc<j!8-[  
$SlIr<'*"  
%f&/E"M  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); :}He\V  
  /* --------------------------------------------- */ 9P1OP Xv*p  
vector < int *> vp( 10 ); (!ux+K  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )tC5Hijq,  
/* --------------------------------------------- */ 8 }I$'x  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); #{\J Nb+w%  
/* --------------------------------------------- */ rN<0 R`4sE  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); lp.ldajN  
  /* --------------------------------------------- */ x>**;#7)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); SL Ws*aq  
/* --------------------------------------------- */ ak7bJ~)X=  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); hi_NOx  
[`ebM,W  
l.q&D< _  
vLv@&lMW  
看了之后,我们可以思考一些问题: Y z<3JRw  
1._1, _2是什么? u0JB\)(-/h  
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。 UFXaEl}R   
2._1 = 1是在做什么? B{QBzx1L9c  
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。 T;Lkaxsn  
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。 w#ZoZZ wh  
5dx$HE&b)  
-RE^tW*Yy  
三. 动工 3atBX5  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: { }:#G  
1h^:[[!c  
m]'#t)B_m  
"IZa!eUW  
template < typename T > 0pZ4BZdT|  
class assignment {j{u6i  
  { 8o3E0k1  
T value; xsIY7Ss U  
public : J4k=A7^N  
assignment( const T & v) : value(v) {} Y4J3-wK5  
template < typename T2 > j_qbAP  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 4V{:uuI;f  
} ; >@U*~Nz  
w;%.2VJ  
GoJ.&aH $  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 KI.q@zO6|  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6/f7<  
k9<;woOBO  
35h 8O,Y  
'F/~o1\.  
  class holder 5VfyU8)7X  
  { +KF^Z$I  
public : Q7HRzA^-  
template < typename T > Sgeh %f  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const i[O& )N,c  
  { `fA@hK   
  return assignment < T > (t); ^7 w+l @  
} `{f}3bO7C  
} ; zG }@0  
/fKx} }g)  
5[8xV%>;  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Lz |? ek7Q  
1XrO~W\=  
  static holder _1; e2AX0(  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5Y.)("1f}f  
4R#chQ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ?fQ'^agq  
而不用手动写一个函数对象。 TEP,Dq  
evya7^,F  
3$jT*OyG#  
)cX*I gO  
四. 问题分析 Ab~3{Q]#  
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。 qFicBpB  
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。 G'nmllB`]  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 j%Y#(Q>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =Z{O<xw'  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )\1@V+!E%  
'50OgF'  
五. 问题1:一致性 K='z G*$l  
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?| #oS<E1  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ;(b9#b.  
U#0Q)  
struct holder 46}g7skD  
  { .O DU  
  // y;4OY  
  template < typename T > 4(#'_jS  
T &   operator ()( const T & r) const 1NbG>E#Ol  
  { R6 y#S&]x  
  return (T & )r; ^+*N%yr  
} ADz ^\  
} ; fZ6MSAh  
|5X^u+_  
这样的话assignment也必须相应改动: jSJqE _1  
y|jl[pyg)  
template < typename Left, typename Right > [ZNtCnv  
class assignment FVMD>=k  
  { /{EP*,/*  
Left l; tl[Uw[  
Right r; P:hBt\5B  
public : U2ohHJ``  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ZAW^/bo<  
template < typename T2 > `:ArT}F  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } $r^GE  
} ; O n8v//=&  
"x#-sZ=  
同时,holder的operator=也需要改动: +UCG0D  
<!&[4-;fU  
template < typename T > 55G+;  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 0B[="rTS7#  
  { 9d>-MX'  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); #{6{TFx\  
} q?H|o(  
mWv3!i;G<s  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 R &n Pj~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'HO$C, 1]  
%7QV&[4!  
return l(rhs) = r; #?RU;1)Cw  
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。 *o]L|Vu  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;p.v]0]is  
&U{#Kt5q  
template < typename Tp > EHSlK5bD,  
class constant_t FX;QG94!  
  { q'+)t7!  
  const Tp t; 3_C|z,\:  
public : hl;u'_AB  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /hpY f]t  
template < typename T > ?)/#+[xa  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const J; S (>c  
  { ov|d^)'  
  return t; +<'Ev~  
} # '=a=8-$  
} ; pk>^?MO  
.[YuRLGz  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Jf@H/luW  
下面就可以修改holder的operator=了 *$#W]bO  
u]:oZMnj  
template < typename T > LhN|1f:9:  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 3v(*5  
  { 2L!u1  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); b}\N;D.{  
} 8bxfj<O,  
~cWAl,(B<F  
同时也要修改assignment的operator() S2E8G q9  
G3t xj  
template < typename T2 > ?}qttj  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } MlcR"gl*  
现在代码看起来就很一致了。 uMUBh 80,L  
PYQ;``~x  
六. 问题2:链式操作 }pDqe;a{  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 'Jiw@t<o3`  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 8<5]\X  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 }I2wjO  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 Gw=B:kGk  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4Xgg%@C  
ycc4W*]  
template < typename T > #:jHp44J  
struct result_1 A_V]yP  
  { c>,KZ!  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; B{/R: Hm  
} ; :8I9\eet3  
PvzcEV  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ^/)^7\@  
ks&*O!h  
template < typename T > Yf:IKY  
struct   ref B#exHf8  
  { z-BXd  
typedef T & reference; u6?Q3 bvI  
} ; yZ @"\Z!  
template < typename T > QFE:tBHe  
struct   ref < T &> UG'Q]S#!  
  { .I$qCb|FP  
typedef T & reference; fA&k`L(y  
} ; l#m#c6;=  
8H;t_B  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: "C }b%aO:  
3("_Z%  
template < typename T > mkMq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const M*y)6H k~  
  { ]-PH^H  
  return l(t) = r(t); .O74V~T  
} I*%-cA%l  
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。 gGvz(R: y  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 vmi+_]   
X]'{(?Ch  
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 |)nZ^Cc  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ydFD!mO  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;>#wU'  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ={_C&57N1  
最后的布局是: 1Y/s%L  
                Add ?@BTGUK"C  
              /   \ ]@dZ{H|  
            Divide   5 yaD~1"GA'O  
            /   \ d^ Inb!%w  
          _1     3 fg s!v7  
似乎一切都解决了?不。 Mxe}B'  
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。 g@rb  
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。 e_#._Pi  
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: +lm{Olm'^  
PbW(%7o(t  
template < typename Right > Mc=$/ o  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const >,TUZ  
Right & rt) const ?<V?wsp  
  { S\4tzz @  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K:!"+q  
} OPwtV9%  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 T~--92[  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 OSlvwH%(EE  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 "k/;[ Wt]  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 S)lkz'tdk  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ?a8^1:  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 9zZr^{lUl  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: l%[EXZ  
l9}3XI.=  
template < class Action > @Gk ILFN  
class picker : public Action e]`[yf  
  { %oq{L]C(rf  
public : Kw -gojZ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} JM=JH 51`  
  // all the operator overloaded }#.L7SIJ<J  
} ; IT(lF  
j2ve^F:Q  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 [ad@*KFxy3  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Z8zmHc"IH  
aIJt0;  
template < typename Right > s8wmCzB~  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const W=vG$  
  { !6BW@GeF]  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vu|n<  
} Id'X*U7Q  
]4~lYuI4  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > )T';qm0w  
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。 vtw6FX_B  
3x5JFM  
template < typename T >   struct picker_maker DBPRGQ  
  { W{%TlN  
typedef picker < constant_t < T >   > result; .uuO>:  
} ; `4(e  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 3|WWo1  
  { C 'v+f=  
typedef picker < T > result; &S( .GdEf  
} ; .$Ik`[+Z  
TcIcS]w%  
下面总的结构就有了: )^ m%i]L _  
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。 M:-.o  
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。 c\iA89msp  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 vI2^tX 9  
至此链式操作完美实现。 z8QAo\_I(  
?3%` bY+3;  
>_o}  
七. 问题3 6I1,:nLL<  
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。 ^.#jF#u~  
+s,Qmmb7)  
template < typename T1, typename T2 > q[HTnx  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }2(,K[?  
  { 5|l* `J)  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); $UgA0]q n  
} Q7R~{5r>W  
[21 =5S  
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: ])L A42|  
?0)&U  
template < typename T1, typename T2 > dik:4;  
struct result_2 >}!mQpAO  
  { 0o+6Q8q  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %F!1  
} ; MO&}r7qq  
BDq%'~/^  
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? zoOaVV&1  
这个差事就留给了holder自己。 hJDi7P  
    c%&: 6QniZ  
pV20oSJNt  
template < int Order > I 6<*X  
class holder; c.,2GwW  
template <> 3T"j)R_=l  
class holder < 1 > I3,= 0z  
  { /G5d|P  
public : $/.zm; D  
template < typename T > i|T)p_y(!a  
  struct result_1 iTag+G4*  
  { wtc!>  
  typedef T & result; u[ L`-zI  
} ; &K/ya7  
template < typename T1, typename T2 > /[Z,MG  
  struct result_2 t: #6sF  
  { F'B8v 3  
  typedef T1 & result; PNaay:a|  
} ; I9:Cb)hbU]  
template < typename T > ^1Zeb$Nw'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const QAvir%Y9Q  
  { YN`H BFH  
  return (T & )r; ^go7_y  
} % !du,2  
template < typename T1, typename T2 > Q\cjPc0y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const S zUpWy&  
  { zgs(Dt;  
  return (T1 & )r1; =|I>G?g-  
} 5m9*85Ib  
} ; WAn~ +=Ax  
.Fnwm}  
template <> &_"]5/"(  
class holder < 2 > jBU4F~1y  
  { 9(6I<]#  
public : NGOqy+Ty{f  
template < typename T > VUhbD  
  struct result_1 L ]w/P|  
  { Yc,7tUz#  
  typedef T & result; tQ H+)*  
} ; iVd.f A  
template < typename T1, typename T2 > DwrO JIy  
  struct result_2 \'9PZ6q{  
  { ,t`Kv1  
  typedef T2 & result; =:/BV=tv  
} ; ,(;lIP  
template < typename T > GKoK7qH\J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ik!..9aB  
  {  w~ [b*$  
  return (T & )r; =k/IaFg 6w  
} ]R=,5kK3  
template < typename T1, typename T2 > 1qf!DMcdZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :PtF+{N>  
  { xj[(P$,P  
  return (T2 & )r2;  nv0]05.4  
} Er{#ziN+  
} ; w^LuIbA  
Ay !G1;  
Rr!Y3)f;  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 z,VD=Hnz  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: u-tQ9ioKC  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: A?`jnRo=\  
40|,*wi  
return l(i, j) = r(i, j); HW7; {QMg  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) TOoQZTI  
KID,|K  
  return ( int & )i; \#rIQOPl?  
  return ( int & )j; c7M%xGrP  
最后执行i = j; H6&J;yT}  
可见,参数被正确的选择了。 8,atX+tc  
%~jkB.\* )  
3q`)*  
La@ +>  
wN2QK6Oc  
八. 中期总结 *b xzCI7b  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: a\%xB >LX  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &R$CZU  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 }=|!:kiE  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tOOchu?=  
+Y V|ij  
EZYBeqv  
:Dd$i_3=  
r%e KFS  
E"L2&.  
九. 简化 J!5v~<v?-  
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。 w=}uwvn NX  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 %eJGt e-  
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: (E,Yo  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4&HXkRs:  
  +-*/&|^等 Z(ZiFPx2Z  
2. 返回引用。 vBsP+K  
  =,各种复合赋值等 &E M\CjKv"  
3. 返回固定类型。 de]zT^&C  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) n=,\;3Y=  
4. 原样返回。 Dk='+\  
  operator, >OP+^^oZ<  
5. 返回解引用的类型。 -kS~xVS|  
  operator*(单目) jM&r{^(  
6. 返回地址。 !gLkJ)  
  operator&(单目) qiZO _=0  
7. 下表访问返回类型。 6O@J7P  
  operator[] (o J9k[(  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 $46{<4.  
  operator<<和operator>> 3b YCOqG  
Nk[2nyeO>  
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。 ^T.E+2=>z  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: @w>zF/  
qClHP)<  
template < typename Left > lKkN_ (/j  
struct value_return }@+NN ?P  
  { 1.D-FPK  
template < typename T > 4G@nZn  
  struct result_1 l_j4DQBRV  
  { "/]| Hhc{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; huudBc A[  
} ; ^ZM0c>ev=l  
SSBg?H'T  
template < typename T1, typename T2 > zd]D(qeX  
  struct result_2 `]v[5E  
  { %Rh;=p`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Jd,)a#<j  
} ; ?k[p<Uo  
} ; n}mR~YqD  
fZKt%m  
QR">.k4QJ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait l/y]nw  
@=5qT]%U3J  
下面我们来剥离functor中的operator() aS}1Q?cU  
首先operator里面的代码全是下面的形式: WhBpv(q}.  
WS2os Bc  
return l(t) op r(t) z^nvMTC  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) >O/ D!j|  
return op l(t) `Y40w#?uW  
return op l(t1, t2) zNSu  
return l(t) op I =Wc&1g  
return l(t1, t2) op g`k?AM\  
return l(t)[r(t)] t!1$$e?`r  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ]v G{kAnH  
i77GE  
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: `N/RHb%  
单目: return f(l(t), r(t)); HftxS  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); JIO$=+p  
双目: return f(l(t)); CY?G*nS?iK  
return f(l(t1, t2)); wzjU,Mw e  
下面就是f的实现,以operator/为例 'j%F]CK  
~n!!jM:N  
struct meta_divide (IbW; bV  
  { :`vP}I ^  
template < typename T1, typename T2 > iO1nwl !#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) l]2r)!Q7  
  { lo&#(L+2  
  return t1 / t2; ,}D}oo*  
} }i!pL(8;  
} ; lz | 64J  
Q}A=jew  
这个工作可以让宏来做: ^] p  
r!N]$lB  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Zszs1{t  
template < typename T1, typename T2 > \ ALd;$fd qf  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ~:sE:9$z  
以后可以直接用 '_+9y5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) TB aVW  
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 ;SKh   
(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。。。) t@bt6J .{  
~H@+D}J?  
a?cn9i)#  
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 ?Ce#BwQ>  
MN;/*t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \ SCy$,m  
class unary_op : public Rettype 1ywU@].6J]  
  { QYE7p\  
    Left l; &$fbP5uAZ  
public : R -elIp  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} |@VF.)_  
_EYB 8e  
template < typename T > Z&yaSB  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Vj^dD9:  
      { [!*xO?yCJ  
      return FuncType::execute(l(t)); 3-wD^4)O,  
    } ~0tdfK0c  
J0<p4%Cf  
    template < typename T1, typename T2 > zDBD.5R;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K!8zwb=fq  
      { Fb Sa~uN  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 89eq[ |G_  
    } DR+,Y2!_GT  
} ; Q2'eQ0W{ o  
[ F([  
}B!cv{{  
同样还可以申明一个binary_op cz.3|Lby  
KXBL eR&^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w{7 ji}  
class binary_op : public Rettype M23& <}Q8  
  { F$6? t.@J  
    Left l; 2)LX^?7R  
Right r; 2*[Un(  
public : K r3];(w{  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6mG3fMih.  
a?<?5   
template < typename T > 1i?=JAFfM  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #vnT&FN0[  
      { j 2}v}  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); }$)&{d G  
    } 8 lS($@@{  
KRk~w]  
    template < typename T1, typename T2 > VO9f~>`(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  nP_=GI  
      { XJFnih  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); wznn #j  
    } nVTM3Cz  
} ; ?'+8[OHiF^  
|BJqy/  
 ^@q#$/z  
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 x^2 W?<  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ;Uk!jQh  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) C9Wojo.  
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。 $h]NXC6J  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! LhKY}R  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 51/sTx<Z}  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 z@`@I  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Y UZKle  
下面是修改过的unary_op | XLFV  
?d,M.o{0]  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R9E6uz.j  
class unary_op &fHc"-U}  
  { '_E c_F  
Left l; P8]ORQ6 ZF  
  iE+6UK  
public : K051usm  
m9b(3  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} \!7*(&yly  
UGf6i"F  
template < typename T > p  .aE  
  struct result_1 NCxn^$/+>9  
  { 3 9yz~  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #rq?f  
} ; H CuK  
@|]G0&gn&?  
template < typename T1, typename T2 > 'W+i[Ep5Q  
  struct result_2 "<T ~jk"u  
  {  mc~`  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XP4jZCt9  
} ; s%bUgO%&  
@oA0{&G{  
template < typename T1, typename T2 > t@r#b67WJe  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,-!2 5G  
  { 1zR/HT  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ^K/G5  
} Yim#Pq&_  
b+_hI)T  
template < typename T > `L;OY 4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pbFYiu+  
  { h\2}875  
  return OpClass::execute(lt(t)); >0 7shNX  
} M!-q}5';  
=_uol8v  
} ; %L28$c3p  
uGM>C"  
H[Cj7{V  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 9Dy)nm^  
好啦,现在才真正完美了。 HmFNE$k  
现在在picker里面就可以这么添加了: DYkC'+TEX  
wJ/ ~q)  
template < typename Right > F],TG&>5  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const VmMh+)UZ  
  { va@XbUC  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); \A ;^ UxG  
} ~.FnpMDY  
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。 '}@e5^oL  
BU'Ki \  
f8R+7Ykx  
(2cGHYU3N<  
oy`3r5g   
十. bind %;'~%\|dZM  
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。 l'W3=,G[?  
先来分析一下一段例子 &^AzIfX}Gw  
 )Kxs@F  
rA[nUJ,  
int foo( int x, int y) { return x - y;} f(^33k  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 >y&[BB7S6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 4$ ..r4@  
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。 zI1(F67d`  
我们来写个简单的。 d$4WK)U  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 7 FEzak'  
对于函数对象类的版本: }R4(B2vup  
L,f^mX0<  
template < typename Func > (H'_KPK  
struct functor_trait zUe#Wp[  
  { Hf;RIl2F  
typedef typename Func::result_type result_type; \o0z@Ntq  
} ; -Mr{+pf  
对于无参数函数的版本: 3S;>ki4(0  
2=i+L z^  
template < typename Ret > J11dqj  
struct functor_trait < Ret ( * )() > pHq{S;R2G  
  { GjG{qR  
typedef Ret result_type; "K9vm^xP  
} ; 'SsPx&)l  
对于单参数函数的版本: ]|H]9mys98  
u]ZqF *  
template < typename Ret, typename V1 > ;4+qPWwq8W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ---Ks0\V  
  { `HE>%=]b  
typedef Ret result_type; pE9aT5 L  
} ; gvow\9{|C  
对于双参数函数的版本: d,Im&j_Z  
=e"H1^Ml  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2<`gs(oxXe  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > K8e4ax  
  { ctnAVm  
typedef Ret result_type; 'XC&BWJ  
} ; }TXp<E"\  
等等。。。 Requ.?!fG;  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy mtiO7w"M\7  
w a-_O<  
template < typename Func > e<ism?WG  
struct func_return Oc^6u  
  { TWl(\<&+)  
template < typename T > gPA>*;?E;@  
  struct result_1 uIVTs9\  
  { D}k-2RM2k  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; j\jL[hG_  
} ; Q"l"p:n%n  
y \mutm  
template < typename T1, typename T2 > "(HA9:  
  struct result_2 i-Ge *?  
  { *Bb|N--jI  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; oF 1W}DtA  
} ; ,6%hu|Y*  
} ; EL2hD$  
vUodp#s  
i_jax)m%  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 }]Gi@Nh|o  
/: \VwH  
template < typename Func, typename aPicker > c:`` Y:  
class binder_1 h1G*y  
  { {m*V/tX  
Func fn; D=q;+,Pc  
aPicker pk; d =B@EyN  
public : D~i@. k  
mV! @oNCK  
template < typename T > U||w6:W5  
  struct result_1 mv9E{m  
  { 3_j C sX  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 08d_DCR  
} ; 7/U<\(V!g  
NP<F==,  
template < typename T1, typename T2 > P!4{#'_}  
  struct result_2 Wc`J`&#.#  
  { 9qu24zz$P  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ou,=MpXx*  
} ; >`rNT|rg  
"o5gQTwb  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} *n|0\V<  
8.;';[  
template < typename T > R6WgA@Z|r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const   L@k;L  
  { rO?x/{;ai  
  return fn(pk(t)); ==jw3_W  
} G=bP<XF  
template < typename T1, typename T2 > ,w b|?>Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ("J V:u.L+  
  { ?od}~G4s#  
  return fn(pk(t1, t2)); )T};Q:  
} #Wc #fP  
} ; ~q_+;W.  
: ! iPn%  
PVkN3J  
一目了然不是么? &fd4IO/O  
最后实现bind g<T`F  
.dKRIFo  
j_a~)o-p  
template < typename Func, typename aPicker > *A1TDc$  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 3Llj_lf  
  { M}oFn}-T9a  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); )x:j5{>(  
} Y7t{4P  
ME10dr  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ks#Z~6+3  
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。 C8W`Oly:]  
~j&:)a'^  
十一. phoenix !E:Vn *k;  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: xE-c9AH  
o(>-:l i0  
for_each(v.begin(), v.end(), ~q T1<k  
( B%g:Z  
do_ hHl-;%#  
[ dbUZGn~  
  cout << _1 <<   " , " >'TD?@sr  
] 7f Tg97eF  
.while_( -- _1), s^?sJUj  
cout << var( " \n " ) u r.T YKF  
) Ee\-q  
); HJ1\FO9\  
)>M@hIV5>  
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: rUpAiZfz >  
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 6BN(^y#-X  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 O9=H [b  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 9"lW"lG!  
5F sj_wFk  
ODvpMt:+  
template < typename Cond, typename Actor > zu*G4?]~h  
class do_while iN4'jD^oP  
  { P5xmLefng  
Cond cd; %PdYv _5  
Actor act; s1\BjSzk  
public : t{s*3k/  
template < typename T > Ru')X{]25  
  struct result_1 ftH%, /,  
  { |j}F$*SE[  
  typedef int result_type; k\<Ln w  
} ; UR2)e{RXg  
X|1YGZJ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} @d^h/w  
;GT)sI   
template < typename T > |< FCt-U  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ViT 5Jn7  
  { `h3}"js  
  do G(\1{"!  
    { b{>dOI*.}  
  act(t); +mOtYf W  
  } DMN H?6  
  while (cd(t)); 5 t?2B]  
  return   0 ; 9:w,@Phe  
} p}7&x[fTLk  
} ; R./6Q1  
%ys}Q!gR  
aB!Am +g  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `#8R+c=$  
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。 ^tcBxDC"]  
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。  A;x^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。 mM{v>Em2K#  
下面就是产生这个functor的类: 2vQ^519  
(+ anTA=  
g9Gy3zk=  
template < typename Actor > N4jLbnA  
class do_while_actor >! .9g  
  { xG/qDc  
Actor act; wu&7#![,  
public : 8mLU ~P |  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Y<fXuj|&  
a\_,_psK  
template < typename Cond > >D62l*VC)  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; yLOLv6g~e  
} ; U/o}{,$A  
P[8N58#  
]X|G+[Ujv  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ACltV"dB^  
最后,是那个do_ {K8T5zrV  
YH9] T,  
c (8J  
class do_while_invoker S6tH!Z=(g  
  { BmX Gk  
public : *G41%uz  
template < typename Actor > Ps\^OJR  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const cSk}53  
  { {?hjx+v[  
  return do_while_actor < Actor > (act); :XZ pnjj  
} wwn}enEz,x  
} do_; N@0scfO6<  
1tpD|  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? >K%x44|  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 nB& 8=.  
最后来说说怎么处理break和continue rSn7(3e4^  
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。 ?s33x#  
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
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