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
  • 7674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 v3`J~,V<  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;/ p)vR  
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, > a^H7kp  
Xr':/Qjf  
k9Yr&8B  
Z73 ysn}  
  class filler ]>x674H  
  { %f?#) 01>  
public : <f:b%Pm 7  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Qa"R?dfr  
} ; {>5c,L$  
3DgI.V6un  
N[=nh)m7b  
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: 6I 2`m(5  
k%uRG_  
g,x$z~zU{  
w6Ue5Ix,!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); -Xx,"[sN\w  
o'R_kadN[T  
K@ W~  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 IgSe%B  
I7]45pF  
mVk:[ }l6  
a#KxjVM  
二. 战前分析 nj)M$'  
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。 k98--kc5  
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 +]UPY5:F  
gNe{P~ $=  
!L>'g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); v82@']IN  
  /* --------------------------------------------- */ |nMbf  
vector < int *> vp( 10 ); j^:\a\-1  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 3",6 E(  
/* --------------------------------------------- */ ISOPKZ#F  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); `\#Q r|GC  
/* --------------------------------------------- */ u;y1leG  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9KCnitU  
  /* --------------------------------------------- */ <w08p*?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ]+,Z()  
/* --------------------------------------------- */ 5tQffo8t  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); >e8 t  
@bS>XWI>  
#F[6$. Gr  
Cc9<ABv?  
看了之后,我们可以思考一些问题: 8+ `cv"  
1._1, _2是什么? Pq;1EI  
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。 +X.iJ$)  
2._1 = 1是在做什么? ZH.l^'(W  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Z=n& fsE  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Bxz{rR0XV  
KvC:(Vqj  
%!LrC!6P4  
三. 动工 ]uj H7T  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 4AUY8Pxp  
0p&:9|'z  
])0&el3-  
L"#Tas\5  
template < typename T > *$uKg zv3  
class assignment yBq4~b~[  
  { P0UMMn\-#  
T value; <K|_M)/9  
public : | u36-  
assignment( const T & v) : value(v) {} mrk Q20D  
template < typename T2 > 3^ wJ4=^  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 6lsU/`.  
} ; )Z"7^ i  
k' pu%nWN  
h&.9Q{D  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 w QwY_ _  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment N4'b]:`n  
vy6NH5Q  
hF!yp7l;  
p8o%H-Xk  
  class holder }?8KFe7U  
  { M[HPHNsA&  
public : $ 'HiNP {c  
template < typename T > {h|3P/?7  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ;%Jp@'46  
  { h.=YAcR0D  
  return assignment < T > (t); %%kl R{  
} ;/ >~|@  
} ; G2rxr  
AaKILIIQZ  
)` '  
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: />)>~_-3  
 LBw,tP  
  static holder _1; v]Pw]m5=U  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 nvgo6*  
Sr%~ 5Q[W  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Ow+7o@$"/  
而不用手动写一个函数对象。 ]X@/0  
wf<uG|90  
$Iv*?S"2  
j@2-^q:`  
四. 问题分析 ukvz#hdE  
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。 rTW1'@E  
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。 [ZDJs`h!`  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 I3s'44  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 i1C]bUXA  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 R# mZYg  
80l(,0`,  
五. 问题1:一致性 !>gc!8Y'o  
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?| !W n'Ae9  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 B3)#Ou2  
GsE?<3  
struct holder |LiFX5!\  
  { s^js}9]p  
  // |oPqX %?  
  template < typename T > 7q$9\RR5  
T &   operator ()( const T & r) const Ay"x<JB{U2  
  { ;MNEe% TJ  
  return (T & )r; A7~)h}~   
} OlMCF.W#3  
} ; Qt]nlui~  
1QjrL@$>15  
这样的话assignment也必须相应改动: *E+) mB"~  
 YVD%GJ  
template < typename Left, typename Right > UU$ +DL  
class assignment plb'EP>e  
  { m S!/>.1[  
Left l; ely&'y!  
Right r; wp.'M?6`L  
public : B=|yjA'Fg  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} PY)C=={p  
template < typename T2 > si%f.A#  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } g)u2  
} ; 8t9sdqM/C  
E5-8tHV   
同时,holder的operator=也需要改动: S#2 'Jw  
B>YrDJUN  
template < typename T > WNlWigwYl  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const DCP "  
  { (J$JIPF  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); '00DUUa  
} Lu1>A {et  
kZPj{^c:  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 3_vggK%  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 in(n[K  
{K_YW  
return l(rhs) = r; h`&mW w  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 4>$>XL1  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 93[`1_q7\  
LOR$d^l  
template < typename Tp > ^Q2K0'm5  
class constant_t kf&id/|  
  { ;)c SdA9  
  const Tp t; vE6/B"b  
public : &..'7  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /ExnW >wT  
template < typename T > `'+[Y;s_  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ikyvst>O  
  { * RN*Bh|$  
  return t; P0}uTee  
} +%'0;  
} ; g&riio7lx  
T~`m'4"+c  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 u+XZdV  
下面就可以修改holder的operator=了 -%%2Pz0I  
N@;6/[8  
template < typename T > r|?2@VE  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const J=zh+oLCV  
  {  _U#ue  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ?6tuo:gP  
} T"dWrtO  
,f} s!>j  
同时也要修改assignment的operator() fvN2]@:  
Jq/([  
template < typename T2 > 0#XZ_(@%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } n8R{LjJ2@  
现在代码看起来就很一致了。 :+!hR4Z~\;  
8~}Ti*Urc  
六. 问题2:链式操作 \T<?=A  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 jc)D*Cf  
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。 }g>&l.2X  
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。 ]UFf-  
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。 7NoB   
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0dXZd2oK@  
xqM R[W\x  
template < typename T > A3M)yWq  
struct result_1 0m51nw~B  
  { a2o+ tR;H  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 2Hy$SSH  
} ; "m/0>UU0  
*<s|WLMG  
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: /38^N|/Zr  
M)Ogb '@#  
template < typename T > 0&c12W|B<L  
struct   ref YadyRUE  
  { s.Yywy  
typedef T & reference; .i@e6JE~;  
} ; ECU:3KH>MF  
template < typename T > ? 0nbvV5v7  
struct   ref < T &> gQ,PG  
  { /':kJOk<[  
typedef T & reference;  A5Y z|  
} ; S :9zz  
UT]LF#.(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #Z (B4YO  
M2vYOg`t:c  
template < typename T > ;`s/|v  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ze!7qeW  
  { b.;F)(  
  return l(t) = r(t); VY Va8[}  
} V mKMj'  
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。 %'k^aq FL  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 oy#Qj3M8=  
wGLZzqgq  
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 PL%_V ?z  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: nuhKM.a{  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 &kYg >X  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 #RZW)Br  
最后的布局是: V\X.AGc  
                Add J?u@' "u  
              /   \ /_aFQ>.4n  
            Divide   5 K`PF|=z  
            /   \ nwHi3ojD:  
          _1     3 Xxp<qIEm  
似乎一切都解决了?不。 l*b3Mg  
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。 w+*Jl}&\  
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。 ` *h-j/M  
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: rjx6Ad/\  
1i#M(u_  
template < typename Right > m7g; psg  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const E3;[*ve  
Right & rt) const wM_k D  
  { l#V"14y  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~48Uch\LG:  
} MU%C_d%.  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 -~]*)&  
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。 b2r@vZ]D  
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。 [bH6>{3u  
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。  K7 U`  
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。 Fl<BCJY  
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?  ()=  
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: q %8,@xg  
SWPr5h  
template < class Action > I[@}+p0  
class picker : public Action N[ z7<$$  
  { / ~w\Npf0  
public : Nt'(JAZ;  
picker( const Action & act) : Action(act) {} pRc@0^G  
  // all the operator overloaded YRAWylm  
} ; '@ (WT~g  
E@Q+[~H}  
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。 ]B5qv6  
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: egK,e?~  
9JJ(KY  
template < typename Right > 3?.3Z!H/  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ~4`LOROC  
  { t' o:aI  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^<.mUaP  
} q} U^H  
:,]V 03  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Ky|dRbK,  
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。 {^1D|y  
D42Bm&JocO  
template < typename T >   struct picker_maker w|O MT>.  
  { Z455g/=ye  
typedef picker < constant_t < T >   > result; \|L ~#{a  
} ; h%8[];*DpN  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > F)z]QJOw  
  { Uw8O"}U8  
typedef picker < T > result; \/xWsbG\  
} ; 2E9Cp  
w[S2 ] <  
下面总的结构就有了: Q"h/o"-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。 jSsbLa@  
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。 d OQU#5  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 =6y4*f  
至此链式操作完美实现。 iSCv/Gb:,  
)hGRq'WA=  
K?+iu|$ &  
七. 问题3 N,0l5fD~T  
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。 F *_g3K!!  
y'?ksow  
template < typename T1, typename T2 > Q=}p P*  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &U^6N+l9  
  { 5(W`{{AW  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Rf||(KC<  
} .bE+dA6:v  
)kfj+/  
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: Q x}\[  
`md)|PSU  
template < typename T1, typename T2 > q+<X*yC  
struct result_2 }pxMO? h$  
  { Xxhzzm-B  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Wnm?a!j5  
} ; 8h  
:y^0]In  
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? 96x$Xl;  
这个差事就留给了holder自己。 @0H}U$l  
    s ~c_9,JK  
v[~e=^IIsl  
template < int Order > xF![3~~3[  
class holder; yE1M+x./  
template <> "& h;\hL  
class holder < 1 > :)hS-*P  
  { Qk2^p^ T6  
public : KKB&)R  
template < typename T > >1u!(-A  
  struct result_1 M+4>l\   
  { YL*yiZ9  
  typedef T & result; =pSuyM'  
} ; Awy-kou[C  
template < typename T1, typename T2 > /<ODP6Yy;  
  struct result_2 aly1=j  
  { 9+><:(,  
  typedef T1 & result; u By[x 0  
} ;  @Tk5<B3  
template < typename T > `P/7Mf  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %A_h!3f&  
  { =LLix . >  
  return (T & )r; #2AKO/  
} a ;@G  
template < typename T1, typename T2 > :K J#_y\rt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const sv}k_6XgY  
  { /~=W3lhY  
  return (T1 & )r1; W%$sA}O  
} D3,9X#B=  
} ; /<"<N<X  
xcf`i:\  
template <> Tw`n3y?  
class holder < 2 > Cf&.hod  
  { YC,)t71l{  
public : Xo,}S\wcn  
template < typename T > ?7?hDw_Nk  
  struct result_1 jEa U;  
  { q-tm `t*7  
  typedef T & result; ^}VAH#c  
} ; Qg^Ga0Lf6  
template < typename T1, typename T2 > nogdOGo  
  struct result_2 Uxll<z,  
  { 108cf~2&  
  typedef T2 & result; Ej;BI#gx=  
} ; {`KRr:w  
template < typename T > !t.*xT4W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ad%3 fvn  
  { V1h&{D\"  
  return (T & )r; o$4xinK  
} )P|&o%E  
template < typename T1, typename T2 >  F0i`HO{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const BNj@~uC{  
  { ZjB]pG+  
  return (T2 & )r2; =eHoJq  
} V DN@=/  
} ; cM|!jnKm  
[v%j?  
p$S\l] ,  
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> >。 ZUg ~8VVe  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Q)lN7oD  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: mBtXa|PJ  
]i)g!J8f-  
return l(i, j) = r(i, j); igGg[I1?  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 1Uy'TEk  
IGKtugU%  
  return ( int & )i; D~^P}_e.  
  return ( int & )j; ,JU3 w  
最后执行i = j; tjId?}\  
可见,参数被正确的选择了。 jeu|9{iTVu  
8c%Sd'+Pt  
^F="'/Pq[  
$URL7hrhU  
3<"!h1x5  
八. 中期总结 }M0GPpv  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: g]mR;T3  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 l>t0 H($  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 +m>)q4e  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor :4\=xGiY  
exP:lO_0n  
4S 7#B  
Quts~Q  
pRez${f.(s  
.@`5>_  
九. 简化 yV4rS6=  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ey/=\@[p  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 T=W;k<P\k  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: .Xm?tC<   
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 3ss0/\3P  
  +-*/&|^等 W{l{O1,  
2. 返回引用。 4^IqHx;bj  
  =,各种复合赋值等 J=`2{ 'l  
3. 返回固定类型。 c|2+J :}p  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ^VOA69n>$  
4. 原样返回。 -TT{4\%s  
  operator, 1Z_2s2`p  
5. 返回解引用的类型。 &W*do  
  operator*(单目) q L-Ni  
6. 返回地址。 tmgZNg  
  operator&(单目) $E@U-=m  
7. 下表访问返回类型。 h(4&!x  
  operator[] k;~*8i=%,\  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ObzFh?W  
  operator<<和operator>> pH/_C0e`7  
8bf~uHAr  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 yBYZ?gc  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: _7bQR7s  
PFSh_9. q  
template < typename Left > jiGXFM2  
struct value_return 9\S,$A{{*  
  { "">{8  
template < typename T > >V$ S\"  
  struct result_1 o ?`LZd:{  
  { j FH wu*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; m2j]wUh"  
} ; &0k`=?v$  
d cG)ql4d  
template < typename T1, typename T2 > `#c36  
  struct result_2 JF6=0  
  { Kj/{V  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ]q":ta!f  
} ; sD{d8s[(  
} ; 9 .3?$(  
6Q~(ibKx  
KGP*G BZr  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait LKsK!X  
T/nG\WZbZn  
下面我们来剥离functor中的operator() `7$Sga6M  
首先operator里面的代码全是下面的形式: h}n?4B~Gi  
{9;x\($&a  
return l(t) op r(t) 3'xmq  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) [ ;LP6n7v  
return op l(t) }c@duf-l  
return op l(t1, t2)  8\Uy  
return l(t) op gaC [%M  
return l(t1, t2) op j|DjO?._'  
return l(t)[r(t)] #8CeTR23cw  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] d]I3zS IC  
i~i ?M)  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: >mUSRf4  
单目: return f(l(t), r(t)); rk7d7`V  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ZO*?02c  
双目: return f(l(t)); r3mmi5   
return f(l(t1, t2)); ]?*L"()kp  
下面就是f的实现,以operator/为例 ?atHZLF  
xO 6$:o-  
struct meta_divide i@o'Fc  
  { B.F~/PET  
template < typename T1, typename T2 > T;1aL4w"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) f|NWn`#bY  
  { tBtmqxx  
  return t1 / t2; `+]e}*7$f  
} XgPZcOzYB  
} ; Rxl/)H[Lc"  
6 vr8rJ-  
这个工作可以让宏来做: nPg,(8Tt  
9FcH\2J  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Rwe!xY^d8  
template < typename T1, typename T2 > \ `6FH@" |I  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; f =kt0  
以后可以直接用 |gwGCa+  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >)8<d3m  
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 = 6.i.(L_S  
(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。。。) :} N;OS_  
}:1*@7eR  
6SP!J*F  
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 5{\;7(  
xW+ XN`77  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Z,:}H6Mj9  
class unary_op : public Rettype aBT8mK -.  
  { 0RGqpJxk  
    Left l; D22jWm2  
public : UYkuz  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} U`kO<ztk  
gI{56Z  
template < typename T > $LHF=tYS  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7i0;Ss*  
      { Gi Max  
      return FuncType::execute(l(t)); V\P .uOI  
    } evro]&N{  
iXD=_^^o .  
    template < typename T1, typename T2 > 'da$i  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ch7&9NW  
      { ds:&{~7L<T  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); UdK+,k~m/  
    } U!i@XA%P  
} ; $&KiN82,  
^Kj xQO6y3  
:~LOw}N!aQ  
同样还可以申明一个binary_op TSKR~3D#  
%Zi}sm1t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )vy_m_f&  
class binary_op : public Rettype 22gh,e2o  
  { 6bd{3@   
    Left l; N7#,x9+E  
Right r; yq,%<%+  
public : U{ ZKxE  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }ZkGH}K_}  
7f\/cS^  
template < typename T > o>MB8[r  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~NZ}@J{00_  
      { 7~2V5 @{<  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 2O " ~k  
    } n~'cKy )m  
$x;(C[  
    template < typename T1, typename T2 > &O|qx~(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4$Ud4<  
      { 2,e>gP\]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); !DZ4C.  
    } T~)zgu%q_  
} ; +W#["%kw  
q|S,^0cU  
4{#0ci{  
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 WS2@; 8.N  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 UjcKvF  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) x_OZdI  
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。 )!g@MHHL  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! of0 hJR  
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。。。 BBHoD:l  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 by* v($  
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) G ;  
下面是修改过的unary_op V u1|5  
v.{I^=  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > uV\~2#o$_  
class unary_op f\c%G=y  
  { 8rM1kOCf  
Left l; @h)X3X  
  K?H(jP2mpM  
public : 1SY3  
3y]rhB  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} cPg$*,]  
7&*d]#&~j  
template < typename T > 7U`8W\-  
  struct result_1 w02t9vz  
  { _0!<iN L  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; [J+]1hCZ|  
} ; "Tc[1{eI  
HVaKy+RU  
template < typename T1, typename T2 > 6d%)MEM  
  struct result_2 W kSv@Y,  
  { eN-lz_..7  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @+(a{%~7y  
} ; 6M X4h  
SS"Z>talw  
template < typename T1, typename T2 > N3o kN8d  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {14sI*b16  
  { CV7%ud]E  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); A\T9>z^k  
} u\P)x~-TM  
y];@ M<<?e  
template < typename T > Jec<1|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sT+\ z  
  { ?J's>q^X  
  return OpClass::execute(lt(t)); #u$ Z/,  
} CQ^I;[=d  
kf2e-)uUs  
} ; x(bM   
(5&l<u"K~  
&E$:^a4d  
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 p^i]{"sjbU  
好啦,现在才真正完美了。 *kKdL  
现在在picker里面就可以这么添加了: jWJ/gv~ $  
XYHVw)  
template < typename Right > *&vi3#ur  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const nQM7@"R  
  { un(fr7NW  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); .9KW| (uW  
} Nj|~3 *KO  
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。 z+F:_  
O:Ob{k  
bZi;jl  
`)_11ywZ  
iYl$25k/1  
十. bind @d_;p<\l  
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。 V9<CeTl'  
先来分析一下一段例子 (]*!`(_b  
W!4xE  
kG|pM54:^  
int foo( int x, int y) { return x - y;} oLz9mqp2%  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Y~uqKb;A  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 v9+1[Y";  
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。 $,#,yl ol  
我们来写个简单的。 <nE|Y@S  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: <n|.Z-gF\  
对于函数对象类的版本: Q5pm^X._j  
Cd51. Sk(l  
template < typename Func > ,Z p9,nf  
struct functor_trait :R9 DJh\  
  { /7-qb^V  
typedef typename Func::result_type result_type; AlQ  
} ; B(U0 ~{7a  
对于无参数函数的版本: @AAkEWo)_  
1PdxoRa4=  
template < typename Ret > o;M-M(EZQ6  
struct functor_trait < Ret ( * )() > f+D a W  
  { ZeP3 Yjr3  
typedef Ret result_type; }t9A#GOz  
} ; 9G=ZB^  
对于单参数函数的版本: ky98Bz%  
{;j@-=pV  
template < typename Ret, typename V1 > >"z&KZKI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >Gyg`L\  
  { {uuvgFC  
typedef Ret result_type; I6,sN9` K  
} ; 6mbHfL>cO  
对于双参数函数的版本: qvhol  
RXU#.=xvy  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > )./.rtP|4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > =*?2+ ;  
  { k7ODQ(*v  
typedef Ret result_type; =D6H?K-k!  
} ; 4*aNdh[t.  
等等。。。 @C fxPA  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy l\Or.I7n  
t?R=a-ZI  
template < typename Func > "7tEk<x  
struct func_return 7Vxe]s  
  { {|Pz9a- :  
template < typename T > fG\]&LFBU  
  struct result_1 (6S f#M  
  { a,U@ !}K  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; K;_.WzWD=  
} ; H<6/i@ly  
,0R2k `m!  
template < typename T1, typename T2 > M:OJL\0  
  struct result_2 9AROvq|#  
  { I+^B] @"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 9#AsSbBpf  
} ; Y8yRQ zu  
} ; "x$RTuWA9  
1@Zjv>jy[  
wh<s#q`  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ] x_WO_  
Aa;s.:?  
template < typename Func, typename aPicker > d.3O1TXK  
class binder_1 6hs2B5)+  
  { ,3{z_Rax-  
Func fn; n/3gx4.g  
aPicker pk; t"@: a Y"  
public : _,M:"3;Z  
#j{!&4M  
template < typename T > L('G1J}  
  struct result_1 d#9"_{P  
  { y`EcBf  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; SEc3`y;j%  
} ; 2eBA&t  
LF~=,S  
template < typename T1, typename T2 > O/(qi8En  
  struct result_2 zaVDe9B,7  
  { _~`\TS8  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {&Fh$H!  
} ; Svmyg]  
b:}`O!UBw  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ZTx~+'(  
 Y@S?0  
template < typename T > m$xyUv1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X]Emz"   
  { 3?vasL  
  return fn(pk(t)); QJ ueU%|  
} <~}t;ji  
template < typename T1, typename T2 > qG/a5i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t/bDDV"  
  { VT\o=3 _  
  return fn(pk(t1, t2)); o4b!U%  
} _ID2yJ   
} ; Oifu ?f<r  
X"W%(x`w  
PomX@N}1  
一目了然不是么? 6?0 ^U 9  
最后实现bind K'%,dn  
rSD!u0c [  
|Mp_qg?g  
template < typename Func, typename aPicker > .6[xX?i^T  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) =>hq0F4[;  
  { WG;1[o&  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?'K}bmdt}.  
} ^ZFbp@#U  
~4wbIE_r N  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ;C%D+"l1g  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ZbYwuyHk(3  
@\_ tS H  
十一. phoenix }`$:3mb&f  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: aho;HM$hjP  
C9/?B:  
for_each(v.begin(), v.end(), 8kih81tx"U  
( qphN   
do_ 5( lE$&   
[ 9jiZtwRpk  
  cout << _1 <<   " , " AjaG .fa]k  
] aI|<t^X  
.while_( -- _1), J! >HT'M  
cout << var( " \n " ) )}?'1ciHI  
) ^6+P&MxM  
); +b] g;  
6:B[8otQ  
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: cW,wN~  
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 *&B*/HAN  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 :x97^.eW~  
那么我们就照着这个思路来实现吧: bG>pm|/  
.bvB8VOrW  
$6:j3ZTXrt  
template < typename Cond, typename Actor > |Gjd  
class do_while nD.4c-hd$q  
  { @.-g  
Cond cd; ,:-S<]fS{_  
Actor act; ;tI=xNre`1  
public : FpfOxF6A3  
template < typename T > !xMyk>%2  
  struct result_1 I?"cEp   
  { _{,e-_hYM  
  typedef int result_type; MyuFZ7Q4$  
} ; mY.[AIB  
+J$[RxQ#  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} lMp)T**  
jh`&c{#*)M  
template < typename T > G3 #c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i}RxTmG<  
  { #:z.Br`  
  do DI9x] CR  
    { HPp Kti7g  
  act(t); Aa.bE,W  
  } @6ZQkX/  
  while (cd(t)); }Fyf?TZ$T  
  return   0 ; hkv&Od,  
} ,a< !d  
} ; 8:-[wl/@  
J}KATpHs  
w*Sl  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Fg Qd7p  
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。 /l0\SVwa>  
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。 Ve7[U_"  
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。 >t?;*K\x"  
下面就是产生这个functor的类: " 9 h]P^  
M'HmVg4'  
hp,bfcM  
template < typename Actor > _i:yI-jA  
class do_while_actor O~-#>a  
  { j,Qp*b#Qo  
Actor act; 8@Xq ,J  
public : KCDEMs}}zM  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ar=uDb;  
Kw&J< H  
template < typename Cond > 'wLQ9o%=p|  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 6\g]Y  
} ; #=5/D@  
\Q?r+VZ  
A"#Gg7]tl'  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 +Ld4 e]  
最后,是那个do_ O|#^&d  
DK&J"0jz,  
D +N{'d?+  
class do_while_invoker %Ox*?l _  
  { ?A2#V(4  
public : 5X nA.?F^  
template < typename Actor > {G/4#r 2>  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ?H0 #{!s  
  { &I:5<zK{  
  return do_while_actor < Actor > (act); mE%H5&VSI  
} m /JpYv~  
} do_; 4{X5ZS?CkI  
5)2lZ(5.A#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? :Y0*P  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Sh*LD QL<?  
最后来说说怎么处理break和continue 4At%{E  
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。 Obrv5 %'  
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