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
  • 7403阅读
  • 0回复

自己实现Lambda

级别: 终身会员
发帖
3743
铜板
8
人品值
493
贡献值
9
交易币
0
好评度
3746
信誉值
0
金币
0
所在楼道
一. 什么是Lambda 0&.LBv8  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ! Zno[R  
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, M\9at\$  
l#tS.+B7  
"L ^TT2  
0W;q!H[G  
  class filler *iPs4Es-  
  { ,:c :6Y^  
public : gkSGRshf  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} !}z%#$  
} ; )lQN)! .)  
0T7M_G'5Q  
~o}moE/ ;O  
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: 0@o;|N"i  
])+Sc"g4k  
H<v c\r  
|*lH9lWJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); A$%@fO.b  
] ,!\IqO  
:yd=No@  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 5wT' ,U"+  
l0eANB%Y=@  
b$;HI7)/K  
] dW%g?  
二. 战前分析 RmcYa j^=  
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。 kqjxJ5  
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 +I^+k"  
c ,Qw;  
tVC@6Z$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^nG1/}  
  /* --------------------------------------------- */ J& 1X  
vector < int *> vp( 10 ); \/? ! 6~  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); sZ0g99eX  
/* --------------------------------------------- */ L+v8E/W  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); xmCm3ekmpC  
/* --------------------------------------------- */ $ iX^p4v  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); oc!biE`u  
  /* --------------------------------------------- */ #N<s^KYG-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); .q AQP L  
/* --------------------------------------------- */ XMjI}SPG  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); p=:7 atE  
N{?Tm`""  
43UJ#rF  
bx+(.F  
看了之后,我们可以思考一些问题: NTXws4'D  
1._1, _2是什么? {Bav$kw;?e  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Y9z:xE  
2._1 = 1是在做什么? s98: *o3  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 F2Nb5WT  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 sV9{4T~#|  
g @c=Bt$  
&. |;yt%v  
三. 动工 HV]~=Bw2I  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: + TPbIRA  
>WGX|"!"  
m]+X }|  
 9'L1KQ  
template < typename T > ~EM#Hc,  
class assignment =Bcux8wA#6  
  { eY0Ly7  
T value; 5^G7pI7  
public : SL?%/$2g=O  
assignment( const T & v) : value(v) {} h$#4ebp  
template < typename T2 > (.jO:#eE%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } I v 80,hW  
} ; z|t.y.JX  
;j[q?^ b  
7)ES!C   
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 :X1`wBu  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Yke<Wy1  
{[(W4NAlH  
jgZX ~D  
:Su5  
  class holder hr/xpQW  
  { mI _ 6f~  
public : ;ph+ZV  
template < typename T > DYy@t^sC  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const LaAgoarN  
  { .HH,l  
  return assignment < T > (t); S4@117z5  
} ~|$) 1  
} ; \kua9bK  
$S"zxEJJ Y  
HnH2u;  
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: BMtYM{S6  
QrrZF.  
  static holder _1; OI;L9\MJc  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 g%<{G/Tz  
<uWJ>sg^ 6  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Gc3PN  
而不用手动写一个函数对象。 P~b%;*m}8  
vl#V-UW$4P  
9fr&Yb=_o@  
<E(-QJ  
四. 问题分析 iG;d0>Sp  
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。 9I^H)~S  
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。 S%a}ip&  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8&`T<ECq>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 v]d?6g  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 A7I8Z6&  
7@e[:>e  
五. 问题1:一致性 U3VsMV*Y  
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?| N?`GZ+5  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 //4p1^%  
`"bRjC"f]  
struct holder B4M'Er{v  
  { DI"dY ug#  
  // 4F 6ju6w  
  template < typename T > Ri%Of:zZ  
T &   operator ()( const T & r) const "~ i#9L/H  
  { :#"OCXr  
  return (T & )r; U 8 .0L  
} e-T9HM&%P  
} ; fu7[8R"{  
;#Crh}~  
这样的话assignment也必须相应改动: $7k04e@ ]  
QVA!z##  
template < typename Left, typename Right > M\$<g  
class assignment J[_?>YJ  
  { |~T+f&   
Left l; KlSY^(kHR  
Right r; JqH.QnKcv  
public : u0$5Fd&X  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Hf E;$  
template < typename T2 > ;*85'WcS  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } im^I9G  
} ; .jG.90  
8 )2u@sx%  
同时,holder的operator=也需要改动: ES:p^/=*  
*^&iw$Qx3  
template < typename T > 36D,el In  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const r:S5x.P2  
  { k+>p!1  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); U]R|ej  
} _ jM6ej<  
fSb@7L  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 u{y5'cJ{  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 H"Em|LX^  
EWvid4QEi  
return l(rhs) = r; 9DocId.  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 h?O%XnD  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: }e;p8)]Wl  
nh_xbo5L[  
template < typename Tp > 70 D Q/b  
class constant_t j(2tbWg9-  
  { oU{-B$w  
  const Tp t; 8i+jFSZ$  
public : C^ k3*N  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} v(WL 3[y;  
template < typename T > u>-uRz<)t  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const rBL_]\$7}  
  { )7BNzj"~  
  return t; i\c^h;wX  
} ]`+"o[  
} ; ?2 O-EiWjZ  
J5r L7  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 #onfac-3  
下面就可以修改holder的operator=了 X wn|.  
N6 Cc%,  
template < typename T > m]b.P,~v  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const <H(AS'  
  { # v/aI*Rl  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); b9!J}hto,  
} #p^pvdvh3  
U*#E aL  
同时也要修改assignment的operator() A 5\"e^>  
L?pvz}  
template < typename T2 > gcY~_'&u  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } )I1V 2k$n  
现在代码看起来就很一致了。 =dJEcC_J  
?F:C!_  
六. 问题2:链式操作 6(Rq R  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 n$VPh/  
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。 enO=-#  
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。 Vf* B1Zb  
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。 ]4pC\0c  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Y K62#;  
kKTED1MW&W  
template < typename T > ;?[+vf")  
struct result_1 G;.u>92r|  
  { ZJ'H y5?  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \~m%4kzG8J  
} ; LHGK!zI  
Xwqf Wd_  
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: +vY`?k`  
jYssz4)tp  
template < typename T > F_ lj>;}a5  
struct   ref U8@*I>vA  
  { 3R96;d;  
typedef T & reference; dXy"yQ>{  
} ; &ppZRdq]  
template < typename T > Pn){xfqDl  
struct   ref < T &> t7& GCZ  
  { _ -FQ78C  
typedef T & reference; CMB$RLf  
} ; hQrsZv:Q  
]0nC;|]@Lx  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: H5rNLfw '  
+R jD\6bJb  
template < typename T > 6O?Sr,  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const UEb'E;  
  { L ~' N6  
  return l(t) = r(t); p~ VW3u]  
} YRX2^v ^[  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 |r!Qhb.!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ;C@^wI  
.ceU @^  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Ptxc9~k  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: P<oD*C  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 "h|0]y^2  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 E.*OA y  
最后的布局是: GeR -k9  
                Add 9!<3qx/  
              /   \ 3). c [F^l  
            Divide   5 IOsDVIXL\  
            /   \ t ,Rn  
          _1     3 Nd!=3W5?  
似乎一切都解决了?不。 faeyk]u  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 8&iI+\lCy  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ))-M+CA  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: Yl3PZ*#@ Q  
CF 0IP  
template < typename Right > /-9+(  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const "PP0PL^5F  
Right & rt) const [_B&7#3>7  
  { ]t0S_ UH$  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); J:!Gf^/)  
} JqIv&W  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 rm;"98~zJ?  
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。 , X+(wp  
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。 ed2 &9E>9b  
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。 LPgI"6cP  
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。 .EELR]`y7I  
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? M/I d\~  
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: |I<-x)joIK  
(9lx5  
template < class Action > WM7/|.HQ  
class picker : public Action t|,Ex7  
  { e;Z`&  
public : qOanu  
picker( const Action & act) : Action(act) {} {;~iq  
  // all the operator overloaded (M?Q9\X  
} ; u$^` hzfI  
jCa;g{#@  
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。 ,3[<C)'[  
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: 2fA9L _:0  
y6yseR!  
template < typename Right > $+N^ s^  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Lu5.$b  
  { 1F8EL)9  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); j ZafwBi  
} 7l EwQ  
55en D  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > !~kzxY  
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。 $S("- 3  
=f|a?j,f~  
template < typename T >   struct picker_maker n#,l&Bx  
  { VAzJclB  
typedef picker < constant_t < T >   > result; i`s pM<iR.  
} ; (pg9cM]NA  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > =l9#/G#R  
  { _ h-X-s Y  
typedef picker < T > result; HK.J/Zr  
} ; cW%O-  
jg/<"/E  
下面总的结构就有了: xz'd5 re%  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 <5^(l$IBj  
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。 U /Fomu  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 VG7#6)sQoK  
至此链式操作完美实现。 r $2   
AXI:h"so  
9^olAfX`dB  
七. 问题3 xb;m m9H  
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。 MPc=cLv  
fe/6JV  
template < typename T1, typename T2 > I-hhHm<@  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jgIzB1H  
  { 3S?+G)qKo  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); %tLq&tyeY  
} Jp0.h8i  
|0mI3r  
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: _J!mhU A  
K@hUif|([  
template < typename T1, typename T2 > 'kK%sE   
struct result_2 oPBjsQ  
  { `7ZJB$7D|*  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; xnOlV  
} ; _XPc0r:?>  
u&bU !ZI  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? bc-)y3gHU  
这个差事就留给了holder自己。 }5U f`pM8  
    6Fb~`J~s  
>S]')O$c  
template < int Order > V|`|CVFo]  
class holder; Zv93cv  
template <> kRPg^Fw"Vw  
class holder < 1 > 0rUf'S ?K  
  { @9a=D<'>  
public : m ws.)  
template < typename T > A@r,A?(  
  struct result_1 1L7,x @w  
  { 5K<C  
  typedef T & result; z(qz(`eGC&  
} ; ?CDq^)T[  
template < typename T1, typename T2 > iI7~9SCE  
  struct result_2 470Pig>I8  
  { 5c8x: e@  
  typedef T1 & result; Q!v[b{]8  
} ; b.&YUg[#  
template < typename T > ^p/mJ1/s7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const cO9Aw!  
  { 7O#>N}|  
  return (T & )r; ,~#hHhR_  
} 7j8_O@_  
template < typename T1, typename T2 > ;q2T*4NN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6~LpBlb  
  { Ok!{2$P8U9  
  return (T1 & )r1; Z)%p,DiNM  
} e`^j_V nEH  
} ; |~Iw   
F ReK  
template <> T*m_rDDt  
class holder < 2 > da@ .J9  
  { ?%(*bRV -  
public : Pl4d(2 7  
template < typename T > 6s;x@g]  
  struct result_1 |(5=4j]  
  { <*P1Sd.  
  typedef T & result; O/Vue  
} ; "/5b3^a  
template < typename T1, typename T2 > XJ9>a-{  
  struct result_2 2Z~o frj  
  { gN%R-e0  
  typedef T2 & result; `Ec+i  
} ; WyP1"e^ 9  
template < typename T > ZUycJ-[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const [aC(Ga}  
  { cf9y0  
  return (T & )r; {;U:0BPI3  
} Nsq%b?#  
template < typename T1, typename T2 > iKwVYL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const x& S>Mr  
  { {$^|^n5j  
  return (T2 & )r2; _17"T0  
} mD! imq%=  
} ; 3-'|hb  
gK /K Z8  
]CjODa  
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> >。 e]QkZg2?Yn  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #~b9H05D  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: -84Z8?_  
aO1cd_d6x_  
return l(i, j) = r(i, j); gE1".qC  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ryN-d%t?  
|d K-r  
  return ( int & )i; /+u*9ZR&1  
  return ( int & )j; )8;'fE[p}  
最后执行i = j; bHCd|4e,2  
可见,参数被正确的选择了。 Vq\6c  
 (c"!0v  
IF=rD-x  
TR|; /yJ  
l-&f81W  
八. 中期总结 dU,/!|.K  
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: \ iFE,z  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 (ZYOm  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 < qBPN{'a"  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor dZ*o H#B  
LBg#KQ @  
+]#>6/2q  
(w*$~p  
?~!h N,h  
x{m)I <.:  
九. 简化 4[?Q*f!  
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。 ep5aBrN]"  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 j[9 B,C4  
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: wP%;9y2B  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 <:?&}'aA  
  +-*/&|^等 X*T9`]l6  
2. 返回引用。 f5N~K>  
  =,各种复合赋值等 f: R h9  
3. 返回固定类型。 *M{1RMc  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) \vI_%su1N  
4. 原样返回。 ^JTfRZ :a  
  operator, %UmE=V  
5. 返回解引用的类型。 bnlL-]]9z  
  operator*(单目) $hL0/T-m  
6. 返回地址。 m2;%|QE(  
  operator&(单目) |:\h3M  
7. 下表访问返回类型。 PSRGlxdO  
  operator[] JOMZ&c^  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 KksbhN{AB  
  operator<<和operator>> Z5\6ca  
4AGc2e'u  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 <,m}TTq  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: f:TW<  
v#~,)-D&  
template < typename Left > |A2.W8`o  
struct value_return RR"#z'zQ  
  { /F\7_  
template < typename T > [\VzI\vb  
  struct result_1 0xC!d-VIJ  
  { dWI\VS9  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; w(vf>L6(  
} ; {S|uQgs6j  
2uB.0  
template < typename T1, typename T2 > `p!.K9r7   
  struct result_2 \UXQy{Ex  
  { B$\5=[U  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 9U+^8,5  
} ; (F @IUbnl  
} ; ]Y3ALQr!  
'8dqJ`Gj  
pPIH`Iq  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Va1|XQ<CL  
I} j! !  
下面我们来剥离functor中的operator() }>grGr%oR  
首先operator里面的代码全是下面的形式: pD){K  
zNB G;\ W  
return l(t) op r(t) giI9-C  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) &=f%(,+  
return op l(t) 2+|[e_  
return op l(t1, t2) 6ds&n#n  
return l(t) op V482V#BP  
return l(t1, t2) op QII>XJ9  
return l(t)[r(t)] 5 bgx;z9  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Lg'z%pi  
Q 5Ln'La$  
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: d~.#KS  
单目: return f(l(t), r(t)); A>X#[qx  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); EB)0 iQ  
双目: return f(l(t)); u!t'J+:  
return f(l(t1, t2)); RlpW)\{j?  
下面就是f的实现,以operator/为例 `/0FXb 8h  
 6CCM7  
struct meta_divide I+}h+[W  
  { V;>p@uE,P  
template < typename T1, typename T2 > `LNRl'Z m  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ~x824xW  
  { ll6~8PN  
  return t1 / t2; (Y-7B  
} k+_pj k  
} ; uHy^ Bq  
!W8$-iq  
这个工作可以让宏来做: dD#A.C,Rz  
S]k<Ixvf  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ETYw  
template < typename T1, typename T2 > \ O%rjY  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *`|F?wF  
以后可以直接用 XWK A0  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 1 ,Y-_e)  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 n`}vcVL;  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) kGCd!$fsk  
!)ee{CwNc  
d6wsT\S  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 [0  3Aej  
1XwbsKQ}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,b2Cl[  
class unary_op : public Rettype FLi)EgZXt  
  { M,NYF`;a  
    Left l; ZE4~rq/W  
public : mlX^5h'  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Fz-Bd*uS  
O"^KX5  
template < typename T > gR%fv  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =p$1v{L8  
      { -fYgTst2  
      return FuncType::execute(l(t)); I9H+$Wjd  
    } =! /S |  
Fj|C+;Q.  
    template < typename T1, typename T2 > h%pgdix  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $:SHZe  
      { k/cQJz  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ?PLf+S  
    } Hcuvu[)T"  
} ; )V} t(>V  
sAWUtJ  
K`D>G<  
同样还可以申明一个binary_op , LX]  
=fEn h'KE  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > RY/9Ku `  
class binary_op : public Rettype zaa>]~g.  
  { Ee d2`~  
    Left l; a//<S?d$:  
Right r; y?;&(Tcbt8  
public : eA4@)6WP(  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} an=8['X  
*e!0ZB3J  
template < typename T > ^ola5wD  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k#&d`?X  
      { wm !Y5  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); g7rn|<6FI  
    } "I}3*s9Q-  
{+!m]-s  
    template < typename T1, typename T2 > *CMe:a  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~+7q.XL$$K  
      { .9PPWY;H  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;i@,TU  
    } +\2{{~_z  
} ; N\BB8<F  
?V3e;n  
QJjqtOf>  
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 h%9#~gJ})  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Hcq?7_)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) l`4hWs\I  
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。 a"4j9cO  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Nyip]VwMJ  
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。。。 uPQ:}zL2  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^giseWR(  
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) :>c33X}  
下面是修改过的unary_op $OldHe[p  
6=0"3%jn@  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > =`Pgo5A  
class unary_op ,C1}gPQ6<  
  { |>Qj]  
Left l; S=@.<gS  
  0[/>> !ws  
public : Y/?V%X  
a6cq0g[#z  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} aSkH<5i`v  
uS`XWn<CSD  
template < typename T > #(=8 RA:@  
  struct result_1 g4EC[>5!r  
  { $F"'= +0  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Qyx%:PE  
} ; =dSH8C"  
s]@()?.E$  
template < typename T1, typename T2 > b"DaLwKkz  
  struct result_2 L3/m}AH,  
  { V{+'(<SV  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; pyJY]"UHVE  
} ; 7&;M"?m&  
 Wa7-N4  
template < typename T1, typename T2 > DybuLB$f  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +}[M&D  
  { sxkWg>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ? Dm={S6  
} 4+I@   
ammlUWl  
template < typename T > '_oWpzpe  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %? -E)n[  
  { BJC$KmGk  
  return OpClass::execute(lt(t)); $P rji  
} j1D 1tn  
z-ns@y(f@X  
} ; &m[ZpJ9  
^,O%E;g^#  
+?y ', Ir  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug = Lt)15  
好啦,现在才真正完美了。 RC?gozBFJ  
现在在picker里面就可以这么添加了: >%LZ|*U  
)B'&XLK  
template < typename Right > VZF;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const n.is+2t  
  { a8nqzuI  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); cip5 -Z@8  
} W cOyOv  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 *Cf5D6=Q  
GYH{_Fq  
+)$oy]  
rZ`+g7&^Fh  
,Y9bXC8+dU  
十. bind >V1vw7Pa  
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。 +guCTGD:  
先来分析一下一段例子 3ScOJo  
,6VY S\a3  
iF,%^95=  
int foo( int x, int y) { return x - y;} TP3KT)  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 M]|tXo$?  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 jEhPx  
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。 }Um,wY[tK  
我们来写个简单的。 4, EX2  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ^Mvgm3hg  
对于函数对象类的版本: Ln+;HorZ]  
' _ZiZ4O  
template < typename Func > T8^`<gr.  
struct functor_trait Ob!NC&  
  { & 6="r}  
typedef typename Func::result_type result_type; da ' 1 H  
} ; hufpky[&8  
对于无参数函数的版本: ICdfak  
pTeN[Yu?  
template < typename Ret > 2P, %}Ms  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 2`dKnaF|  
  { C*X=nezq  
typedef Ret result_type; ibP IT!5c  
} ; !#y_vz9  
对于单参数函数的版本: +-X 6 8`  
,{6 Vf|?  
template < typename Ret, typename V1 > )x5t']w`K  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 4yK{(!&i+  
  { '8w}m8{y  
typedef Ret result_type; {<cL@W  
} ; B)/L[ )S  
对于双参数函数的版本: @bRKJPU9)  
e@h (Zwp  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > h-.xx 4D  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  ^t}1 $H  
  { Lm&BT)*  
typedef Ret result_type; :_8Nf1B+T  
} ; ~`97?6*Ra  
等等。。。 -kk0zg &|i  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Talmc|h  
"LNLM  
template < typename Func > =O%Hf bx  
struct func_return *Z8qd{.$q  
  { Uee(1  
template < typename T > s3-TBhAv  
  struct result_1 tp<v  
  { K>2M*bGc p  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -bd'sv  
} ; iV5S[uy72.  
1SF8D`3  
template < typename T1, typename T2 > ni$;"R GC  
  struct result_2 "|Gr3sD  
  { Np"~1z.(b  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A('o &H  
} ; g@zhhBtQ  
} ; 9ls*L!Jw  
D wfw|h  
v#|yr<  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ?WP*At0  
^ 0.`1$  
template < typename Func, typename aPicker > xs6kr  
class binder_1 eC3 ~|G_O  
  { 'iWDYZ?  
Func fn; 8kLHQ0pmu  
aPicker pk; QXu[<V  
public : !$NQF/Ol  
WJJmM*>JW  
template < typename T > 0Ke2%+yqJ  
  struct result_1 ~KQiNkA\|l  
  { S3UJ)@ E  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; u!-v1O^[  
} ; 4L bll%[9  
XL7||9,(h  
template < typename T1, typename T2 > '=0l{hv@  
  struct result_2 R=2"5Hy=  
  { esM r@Oc  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L1#_  
} ; s:K'I7_#@  
?bAv{1dvT=  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} s<+;5, Q|  
=O/v]B8"  
template < typename T > *C);IdhK%y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const */HW]x|?V~  
  { sd9b9?qiu  
  return fn(pk(t)); "$/1.SX;]  
} V x{   
template < typename T1, typename T2 > O\SH;y,N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m3~_uc/+D  
  { 6p9 { z42  
  return fn(pk(t1, t2)); V.%LA. 8  
} fK _uuw4  
} ; '#C5m#v  
ce [ Maw  
`mH]QjAO  
一目了然不是么? OZ33w-X<  
最后实现bind 9#>nFs"H  
#KNl<V+c}1  
0|<9eD\I=  
template < typename Func, typename aPicker > vb| d  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) b<%c ]z  
  { Wecxx^vtv6  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); S5kD|kJ  
} lMl'+ yy  
zGdYk-H3TH  
2个以上参数的bind可以同理实现。 /'/i?9:  
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。 4jc?9(y%  
nu)YN1 *  
十一. phoenix 5Bt~tt  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: $<9u:.9xf  
f@gvDo]Y  
for_each(v.begin(), v.end(), $;&l{=e2)  
( AB{zkEuK  
do_ +cbF$,M4  
[ .C.b5x!  
  cout << _1 <<   " , " _K&Hiz/'  
] XG!6[o;  
.while_( -- _1), ]j!pK4  
cout << var( " \n " ) mMvAA;  
) bU[_YuJbM  
); L?Ys(a"k  
~MP |L?my  
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: ;%Px~g  
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 NG`Y{QT6N  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 K$:+]fJK  
那么我们就照着这个思路来实现吧: }g@ '^v  
Sl-9im1  
:+ mULUi  
template < typename Cond, typename Actor > za+)2/ `L  
class do_while G[*z,2Kb>  
  { 7l ,f  
Cond cd; V;W{pd-I  
Actor act; %NfXe[T  
public : 3yw$<lm  
template < typename T > CiGXyhh  
  struct result_1 MsBm0r`a  
  { IM ncl=1  
  typedef int result_type; r{B28'f[  
} ; 2;j<{'  
9 *uK]/c  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *?*~<R  
vaJl}^T  
template < typename T > mP=[h |a$r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xjSzQ| k-  
  { 4"H *hKp  
  do rd<43  
    { [V>s]c<4`o  
  act(t); & Zn`2%  
  } o='A1P  
  while (cd(t)); fL# r@TB-s  
  return   0 ; * nFzfV  
} e(N},s:_  
} ; BU4IN$d0Po  
"GR*d{  
qpMcVJL  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). f,F1k9-1!  
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。 W/%hS)75  
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})L  
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。 V0rQtxE{F  
下面就是产生这个functor的类: L N Fe7<y  
-EE'xh-zD  
`U b*rOMu  
template < typename Actor > L ph0C^8  
class do_while_actor <R+?>kz6  
  { l S3LX  
Actor act; L"/ ?[B":  
public : )bR0 >3/  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} BWvM~no  
iC5HrOl6U  
template < typename Cond > %)r:!R~R  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; FZO&r60$E  
} ; iCA-X\E  
lVQE}gd%m  
(9oo8&GG  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 j7MUA#6$  
最后,是那个do_ !tt 8-Y)i  
Ws7fWK;  
H la?\  
class do_while_invoker u z7|!G!43  
  { C0 KFN  
public : 7Mq{Py1  
template < typename Actor > Il9xNVos#  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Y,GlAr s4  
  { tkR~(h  
  return do_while_actor < Actor > (act); <tBT?#C9+  
} Z5n-3h!+ED  
} do_; 4r `I)  
<8;~4"'a  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 38T] qz[Sn  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 l`N4P  
最后来说说怎么处理break和continue  ;}?ZH4.S  
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。 YPGzI]\  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八