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
  • 5584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 2;h+;G  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;xI0\a7  
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, _^-D _y  
p$XnOh  
Qqh^E_O  
g kn)V~ij  
  class filler p_;r%o=  
  { D>S8$]^Dm  
public : '?b\F~$8  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} <a fO 6?`  
} ; ~7dF/Nn5  
oHk27U G  
[)0 R'xL6  
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: y%FYXwR{  
gz#+  
sX Z4U0 #  
zNwc((  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ,k\/]9  
t)KPp|&  
,, 7.=#  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 l*qk1H"g  
\UhGGg%  
X4Lsvvz%@  
yj'Cy8  
二. 战前分析 `LqnEutzc  
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。 \Me"'.F?  
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 eA1'qww"'  
q{[1fE"[K4  
HMhLTl{;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !@A|L#*  
  /* --------------------------------------------- */ ps "9;4P  
vector < int *> vp( 10 ); Vl-D<M+i h  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ;tm3B2  
/* --------------------------------------------- */ zWJKYFqK  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Ls(&HOK[p  
/* --------------------------------------------- */ JOPTc]  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); !#C)99L"F  
  /* --------------------------------------------- */ o16d`}/<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); T:Bzz)2/  
/* --------------------------------------------- */ eXc[3ceUr  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 5R)[Ou.  
RZ<.\N (M  
": nI_~q  
=?^-P{:\?  
看了之后,我们可以思考一些问题: ,Io0ZE>`V  
1._1, _2是什么? NWeV>;lh9  
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  
2._1 = 1是在做什么? t&3 8@p  
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。 uht(3  
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。 $vz_%Y  
2UQN*_  
X,&`WPA:S  
三. 动工 0,bt^a  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: V, E9Uds  
*Gf&q  
=Z^un&'  
)eVzSj>MT  
template < typename T >  z I(xSX@  
class assignment 5[1@`6j   
  { ixg\[5.Q+  
T value; n<=y"*  
public : Ca$y819E2  
assignment( const T & v) : value(v) {} t`h_+p%>  
template < typename T2 > Hi$#!OU  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } `Yg7,{A\J  
} ; \MF3CK@/  
)8 oEs  
gh.w Li$+  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Q=^ktKMeR  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9fCiLlI  
ZBPd(;"x+  
LAj}kW~  
=CWc`  
  class holder bN]\K/  
  { O}e|P~W  
public : (\T8!s{AO  
template < typename T > w{RNv%hJ$=  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const q/A/3/  
  { O 0Vn";Q 4  
  return assignment < T > (t); )j]gm i"  
} V|+ `L-  
} ; HI}pX{.\  
Z3OZPxm  
,G/\@x%  
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: 8}Fw%;Cb  
zuK/(qZ  
  static holder _1; z]'|nX  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 |~7+/VvI+  
USlF+RY@3L  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); B?$S~5  }  
而不用手动写一个函数对象。 +ZY2a7uI  
b5lk0jA  
:y4)qF  
<)r,CiS  
四. 问题分析 0*/mc96  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 (xI)"{   
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Tnzco  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 z4 GN8:~x  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 AN|jFSQ'  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 4he v ;  
Z&AHM &,yj  
五. 问题1:一致性 Np|:dP9#}  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 6-)7:9y  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 =x|##7  
Bl>_&A)  
struct holder ho?|j"/7  
  {  Oz"@yL}  
  // e-L5=B  
  template < typename T > 67Af} >Q  
T &   operator ()( const T & r) const XLkL#&Ir  
  { T*7S;<2  
  return (T & )r; e[d7UV[Knn  
} 6ON  
} ; 'w>uFg1.  
=;~%L  
这样的话assignment也必须相应改动: 6i*ArGA   
V+4k!  
template < typename Left, typename Right > ">0/>>Ry  
class assignment d A_S"Zc  
  { eO|^Lu]+  
Left l; '6Pu[^x  
Right r; #u}v7{4  
public : .0 R/'!e  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9,Crmbw8  
template < typename T2 > @lb=-oR!~  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } "1gk-  
} ; 2?#y |/  
M"$jpBN*  
同时,holder的operator=也需要改动: pfJVE  
3Hb .Z LE#  
template < typename T > pIU#c&%<9  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Zztt)/6*  
  { pq/ FLYiv  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); >oM9~7f  
} lOowMlf@2  
?~]1Gd  
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。 1j${,>4tQ  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 e')&ODQ H  
#T gz,e9  
return l(rhs) = r; ~PU1vbv9T  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 h%C Eb<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Knw'h;,[  
_D7HQ  
template < typename Tp > H3UX{|[  
class constant_t L.I}-n  
  { 34++Rr [G  
  const Tp t; Mc#O+'](f  
public : vV:M S O'r  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} WwCK  K  
template < typename T > qH {8n`  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const -Y 6.?z  
  { 8JjU 9#  
  return t; ^t/'dfF  
} `a/PIc"  
} ; 1drqWI~  
WIH4Aw  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 fY,@2VxyfA  
下面就可以修改holder的operator=了 OI]K_ m3  
4$q )e<-  
template < typename T > ^J#*n;OQ3A  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Ht=6P)  
  { m_r@t*  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); x[.z"$T@  
} r[UyI3(i^  
b. %B;qB  
同时也要修改assignment的operator() alb+R$s  
]"2 v7)e  
template < typename T2 > 3-_U-:2"  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } :xAe<Pq  
现在代码看起来就很一致了。 Z)6nu)  
ZB_16&2Ow  
六. 问题2:链式操作 **w*hd]  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 WO+?gu  
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。 #<WyId(  
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。 5u u2 _B_L  
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。 3wa<,^kqy  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct r:8]\RU  
]\os`At  
template < typename T > :>er^\  
struct result_1 \0^rJ1*  
  { NZ%~n:/V#  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ?V\9,BTb)  
} ; KHc/x8^9  
"[".3V  
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: }G,SqpcG  
@6i8RmOu}  
template < typename T > &=6cz$]z  
struct   ref UVoLHd  
  { /F8\%l+  
typedef T & reference; #by9D&QP]  
} ; jt10gVC  
template < typename T > ^b `>/>  
struct   ref < T &> [WO%rO^p  
  { MRVz:g\mi  
typedef T & reference; )o'U0rAx|a  
} ; &"H<+>`  
x9o^9QJh  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: xJH9qc ME  
-Y jv&5  
template < typename T > 0@mX4.!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const l~Wk07r3  
  { yZ(Nv $[5  
  return l(t) = r(t); yK>0[6l  
} q:~`7I  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 5S-o 2a  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 YL&b9e4  
1UA~J|&gi^  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么  /nD0hb  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: M5ySs\O4  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 lA Ck$E  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 x}8T[  
最后的布局是: sKG~<8M}  
                Add i37a}.;  
              /   \ Y5A~iGp8E  
            Divide   5 VqO<+~M,E  
            /   \ Qdx`c^4m  
          _1     3 X5oW[  
似乎一切都解决了?不。 X^_+%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。 xO9]yULgu  
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=F( Zf+1^  
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: 9snyX7/!L  
'__3[D  
template < typename Right > _]~ht H  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const NV:XPw/  
Right & rt) const A@  
  { |<Dx  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <}Wy;!L  
} lTOM/^L  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 .L(j@I t  
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。 18w^7!F?~u  
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。 ao" ;5 m  
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。 O]%m{afM  
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。 a_iQlsU  
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? xP/1@6]_Je  
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: |`t!aG8  
C7 & 6rUX  
template < class Action > A7,$y!D  
class picker : public Action 2p;}wYt  
  { RnBmy^l"  
public : Sp$x%p0  
picker( const Action & act) : Action(act) {} C=_-p"O#  
  // all the operator overloaded +D-+}&oW  
} ; \F+o=  
% x*Ec[l  
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 ws(uF9$  
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: Iv|WeSL.  
"KI,3g _V  
template < typename Right > 5@Lxbe( q  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 0) Um W{  
  { VU0tyj$  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); GqD!W8+  
} Lvj5<4h;  
m<'xlF  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Md?bAMnG+}  
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。 _kY[8e5  
dV=5_wXZ$  
template < typename T >   struct picker_maker [Fj#7VZK  
  { pA,EUh| H  
typedef picker < constant_t < T >   > result; uj1E* 98m  
} ; e}4^N1'd/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > cxJK>%84  
  { I/b8  
typedef picker < T > result; $\@ V4  
} ; ,t&-`U]AX  
~md|k  
下面总的结构就有了: ^FMa8;'o  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 NUnc"@  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 @)'@LF1Z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 F)iG D~  
至此链式操作完美实现。 >/`c mNmb  
bq&S?! =s  
N[bf.5T  
七. 问题3 <w2NJ ~M^  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 6.7 Kp  
|{LaZXU&  
template < typename T1, typename T2 > Y&!]I84]  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 898wZ{9  
  { lgqL)^8A  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); j}.J$RtW1f  
} F*].  
4Hpu EV8Q  
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: utl=O  
_,0!ZP-  
template < typename T1, typename T2 > = hX-jP  
struct result_2 od's1'c R  
  { x)wt.T?eL  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =bg&CZV T  
} ; Fx:en|g  
tKsM}+fq  
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? /FV6lR!0^  
这个差事就留给了holder自己。 0#{]!>R  
    YB1DL ^ :  
1@z@  
template < int Order > ow$l!8  
class holder; 2 Yd~v|  
template <> O*/-I pM  
class holder < 1 > 4NR5?s  
  { 5a|m}2IX  
public : 8lGgp&ey  
template < typename T > Wk6&TrWlY  
  struct result_1 k8wi-z[dV  
  { 7`<? f O  
  typedef T & result; X6*y/KG N  
} ; &r5%WRzpYT  
template < typename T1, typename T2 > +siNU#!  
  struct result_2 8Y~T$Yj^  
  { [%,=0P}  
  typedef T1 & result; PyxN_agf  
} ; }J'w z;t1  
template < typename T > la|l9N^,  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =}GyI_br;8  
  { 8[`<u[Iv  
  return (T & )r; `[:1!I.}-  
} zYF&Dv/u/  
template < typename T1, typename T2 > )0d".Q|v4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bK;a V&  
  { IeI% X\G  
  return (T1 & )r1; NWwtq&pz2  
} |Pl{Oo+  
} ; [Q_| 6Di  
Ul0<Zxv  
template <> UZ3Aq12U}a  
class holder < 2 > \bA'Furp  
  { R{A/ +7!  
public : H08YM P>dc  
template < typename T > Eq;frnw>q  
  struct result_1 )mVYqlU"  
  { >t2)Z|1  
  typedef T & result; rWpfAE)!  
} ; VD`2lGdF  
template < typename T1, typename T2 > p)&\>   
  struct result_2 l"y9XO|  
  { = d.W'q|  
  typedef T2 & result; A2_3zrE  
} ; }M@Jrq+7  
template < typename T > HwMsP$`q  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }4]x"DfIg  
  { 'wV26Dm  
  return (T & )r; V="f)'S$  
} }(}vlL  
template < typename T1, typename T2 > s\FNKWQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A?KKZ{Pl  
  { ,k' 6<Hw  
  return (T2 & )r2; i1@gHk  
} VZbIU[5  
} ; ?Cfp=85ea!  
U zHhU*nW  
Pm;*Jv%  
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> >。 2#}IGZ`Yp/  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: qA/ 3uA!z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: b+apNph  
`^k<.O  
return l(i, j) = r(i, j); MtTHKp   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) T sW6w  
_?LI0iIFx  
  return ( int & )i; <!XnUCtV  
  return ( int & )j; luog_;{h+  
最后执行i = j; bO3KaOC8N  
可见,参数被正确的选择了。 zb,`K*Z{  
F4(U~n<  
,.MG&O  
8>;o MM  
Yx c >+mx  
八. 中期总结 "fd=(& M*l  
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: ui0(#2'h%  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 |ema-pRC  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 pvxqeC9`  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 2dW-WHaM  
g c=|< (  
-3U} (cZ*  
7B"aFnK;[J  
|noTIAI  
$:Z xb  
九. 简化 lfd{O7L0b  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Z i&X ,K~  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3PeJPw  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: |]b/5s;>  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 8so}^2hTlT  
  +-*/&|^等 _Fy:3,(  
2. 返回引用。 wb"t:(>&  
  =,各种复合赋值等 {z ~ '  
3. 返回固定类型。 Gfch|Q^INy  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ~36XJ  
4. 原样返回。 uoc-qmm  
  operator, RM$S|y{L  
5. 返回解引用的类型。 ,1h(k<-  
  operator*(单目) c{ (%+  
6. 返回地址。 rn*VL(Yd(  
  operator&(单目) <WkLwP3^  
7. 下表访问返回类型。 4yy yXj  
  operator[] :\We =oX  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 iAhRlQ{Qu  
  operator<<和operator>> >g=:01z9  
sOenR6J<$  
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。 dU n#'<g5  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ( h,F{7  
#]^`BQ>  
template < typename Left > ueo3i1  
struct value_return "+Rm4_  
  { h8;"B   
template < typename T > 40/[ uW"  
  struct result_1 2b1:Tt9  
  { Ut@)<N  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; C.p*mO&N  
} ; ?id^v 7d  
w` :KexD+  
template < typename T1, typename T2 > .1M>KRSr,  
  struct result_2 uS.a9 Q(  
  { { )K(}~VD  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; m!if_Iq  
} ; K?WqAVK  
} ; ).b+S>k  
ZH :X 4!  
:g_ +{4  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait d^>se'ya  
roQIP%h!  
下面我们来剥离functor中的operator() a)b@en;v  
首先operator里面的代码全是下面的形式: <{j9|mt  
L1K_|X  
return l(t) op r(t) > xw+2<  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) vi|ASA{V  
return op l(t) U {v_0\ES  
return op l(t1, t2) EQ-~e   
return l(t) op ,oe4*b}O=.  
return l(t1, t2) op L}nc'smvM  
return l(t)[r(t)] '(*D3ysU  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] >48Y-w  
><^@1z.J  
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: 4 -W?u51"  
单目: return f(l(t), r(t)); h~t]WN  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); B[h9epU]K  
双目: return f(l(t)); >dY"B$A>  
return f(l(t1, t2)); y0^FTSQ|  
下面就是f的实现,以operator/为例 ~46ed3eGzi  
Atw^C+"vW&  
struct meta_divide "zc!QHpSd  
  { "m5ZZG#R`  
template < typename T1, typename T2 > v-qS 'N 4  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) dRmTE  
  { yKJp37R  
  return t1 / t2;  _>l,%n  
} l71\II  
} ; C:cu1Y9  
=?hlgQ  
这个工作可以让宏来做: ~ME=!;<_  
llJ)u!=5  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ kPe9G  
template < typename T1, typename T2 > \ wAYc)u#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; hJ :+*46  
以后可以直接用 !JA63  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 5+J/Qm8{bb  
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 ~@bKQ>Xw  
(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。。。) @VAhmYz  
 'M{_S  
Ws(>} qjy  
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_ }(p2  
@ ri. r1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Fk:(% ci  
class unary_op : public Rettype /uVB[Tk^  
  { &0`L;1R  
    Left l; q ^?{6}sy  
public : R<)uvW_@  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} +Xk!)Ge5E*  
n:+M Nr  
template < typename T > _ev^5`>p/  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I/l]Yv!  
      { Z8W<RiR  
      return FuncType::execute(l(t)); )_ uK(UNZ5  
    } 7E'C o|  
s*@.qN  
    template < typename T1, typename T2 > w;"'l]W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5+r#]^eQY-  
      { w_ m  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); \wd~ Y  
    } =}[V69a  
} ; {*m?t 7  
K+Qg=vGY  
1<F/boF~  
同样还可以申明一个binary_op i || /=ai  
&uM?DQ`o8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 11u qs S2  
class binary_op : public Rettype wU3Q  
  { Q. >"@c[  
    Left l; J=sQ].EK  
Right r; 4 _ 3\4  
public : G2rvi=8=  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} TBpW/wz/  
S}+n\pyQ  
template < typename T > >9DgsA`'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const '*pq@|q;t  
      { XjC+kH  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); SE\`JGA[  
    } p`It=16trT  
qxq ~9\My  
    template < typename T1, typename T2 > `]Xb w^Y'x  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~ rRIWfhb  
      { ' ySWf,Q^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5VI'hxU4Qg  
    } +VJl#sc/;  
} ; qdOS=7]W  
*{ .u\BL5  
hZy"@y3Yq  
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 tY7u\Y;^  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 49CMRO,T  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) sx9 N8T3n  
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。 jN[Z mJz'  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! nQ mkDPjU  
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。。。 *I~F7Z]|  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 e= '3gzz  
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) a*=e 3nS  
下面是修改过的unary_op ,}NG@JID  
k;%}%"EVZ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > q+N}AKawB  
class unary_op &B) F_EI  
  { Jyd%!v  
Left l; \"5\hX~dS  
  Yz,*Q<t  
public : *yB!^O  
,[A} 86  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} JO _a+Yl  
5~qr+la  
template < typename T > `/"z.~8  
  struct result_1 $T1c{T6n}  
  { #pf}q+A  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; hM;EUWv  
} ; 0j3j/={|.1  
7JujU.&{6  
template < typename T1, typename T2 > C?z C|0  
  struct result_2 (bXCc  
  { i22R3&C  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q (`IiV   
} ; Na#2sb[)  
HG Pbx$!  
template < typename T1, typename T2 > f1JvP\I0Q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /({5x[  
  { VRD2e ,K  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); L,R9jMx?_  
} U\51j  
r!(~Y A  
template < typename T > ieObo foD  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t]Vw` z%G  
  { thS#fO4]d  
  return OpClass::execute(lt(t)); *G=n${'  
} Y#uf 2>J  
*rA!`e*  
} ; sO6+L #!  
4p F%G  
7bTs+C_;7  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 0evG  
好啦,现在才真正完美了。 m(9E{;   
现在在picker里面就可以这么添加了: L-Z1Xs  
1y>P<[  
template < typename Right > M5D,YC3<  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const +^`c" qJo  
  { 3?2;z+cz*u  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Uq"RyvkpP  
} B [03,zVf  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 w2 CgEJ %  
i<-#yL5  
T1D7H~ \lG  
N!hp^V<7  
zVp|%&  
十. bind 7n %QP  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ~aBALD0D;  
先来分析一下一段例子 S0\:1B  
j'~xe3j  
~?nPp$^  
int foo( int x, int y) { return x - y;} %2V_%KA  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 mz>"4-]  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 nc([e9_9v  
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。 jo+T!CUM'  
我们来写个简单的。 T"3WB o  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: pp/Cn4"w  
对于函数对象类的版本: ,)%nLc  
9-9`;Z  
template < typename Func > c_%vD~6W-  
struct functor_trait b>G!K)MS3  
  { C}wmoYikV  
typedef typename Func::result_type result_type; {DAwkJvb]  
} ; Rg+V;C C~  
对于无参数函数的版本: xqLLoSte  
GQT|T0>Ro  
template < typename Ret > ,>e)8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > i_I`Y  
  {  _8t{4C  
typedef Ret result_type; .,-t}5(VSq  
} ; %WdAI,  
对于单参数函数的版本: ar R)]gk 7  
RfFeAg,]/  
template < typename Ret, typename V1 > r*y4Vx7  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'Ko T8g\b  
  { 2#ypM9  
typedef Ret result_type; aZ- )w  
} ; zPZy#7/A  
对于双参数函数的版本: ?2QssfB  
J/WPffqD  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > vA"yy"B+ V  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > (7&[!PS  
  { %5$yz|:  
typedef Ret result_type; 8q}`4wCD$  
} ; <{:$ ]3  
等等。。。 cl)%qIXj}H  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ,}F{V>dhn  
enE8T3   
template < typename Func > /id(atiF^  
struct func_return 6imDA]5N&  
  { ]#KZ W)M  
template < typename T > Ez+.tbEA,  
  struct result_1 XoL9:s(m~  
  { ;}WdxWw4  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; V]<J^m8  
} ; @<r  ;>G  
L:j;;9Sp{  
template < typename T1, typename T2 > m'@NF--#Oq  
  struct result_2 :p5V5iG  
  { PG+ICg  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; gtqgf<mS  
} ; ig)rK<@*[  
} ; -"#;U`.oh7  
_.yBX\tf[  
=X]$J@j  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |?i-y3N  
pd/{yX M  
template < typename Func, typename aPicker > q>?uB4>^  
class binder_1 7P|GKN~  
  { zH eqV  
Func fn; Z<;am  
aPicker pk; _/]4:("  
public : 4F^(3RKZ|  
+'x|VPY.PG  
template < typename T > #'_i6  
  struct result_1 R=_ fk  
  { R6ca;  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; *&^`Uk,[  
} ; $x)C_WZj?  
v=RQ"iv8  
template < typename T1, typename T2 > ^dM,K p  
  struct result_2 zkA"2dh  
  { ;n?H/(6X8>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |Rf4^vN  
} ; $&OoxC  
M\ B A+  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} j:0(=H!#  
~L<q9B( @  
template < typename T > pA&CBXio  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^0Cr-  
  { 8F9sKRq|rO  
  return fn(pk(t)); c!d>6:\  
} ]_G!(`Udh  
template < typename T1, typename T2 > z GhJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nB[Aw7^|A  
  { 0hp*(, L  
  return fn(pk(t1, t2)); +vY8HQ|v  
} ]X ,f  
} ; gf$5pp-  
KU|dw^Yk  
sL[&y'+  
一目了然不是么? 1\X1G>60m  
最后实现bind *F42GiBZR  
URz$hcI8  
8vjaQ5  
template < typename Func, typename aPicker > D~P I_*h.  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) fo;Ftf0  
  { 7 ^>UUdk(  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); z<YOA  
} -Jr6aai3+  
^rO3B?_  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0p YO-@E  
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。 2m7Z:b  
.'.#bH9K  
十一. phoenix cy%JJ)sf  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: _ +q.R  
kC"lO'  
for_each(v.begin(), v.end(), z%Pbs[*C  
( kmXpj3  
do_ EZlcpCS  
[ )u)]#z  
  cout << _1 <<   " , " jq#uBU %  
] i"V2=jTeBv  
.while_( -- _1), @F%H 1  
cout << var( " \n " ) X458%)G!(K  
) cOkjeHs 5  
); %eW[`uyV  
A2LqBirkl  
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: wDJbax?  
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 +n_`*@SE  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 {ULyB$\-  
那么我们就照着这个思路来实现吧: "^_9t'0  
lv\C(^mGq  
nK=-SQ  
template < typename Cond, typename Actor > f_y+B]?'M  
class do_while G9"2h \  
  { x;w&JS1 V  
Cond cd; *8y kE  
Actor act; X2^`Znq9  
public : nKPvAe(  
template < typename T > mMo<C_~w&  
  struct result_1 !#s1'x{o  
  { iU]py  
  typedef int result_type; s wgn( -  
} ; G$FNofQx  
tai  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Hry*.s -  
j[2?}?  
template < typename T > EA_6L\+8&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f7NK0kuA  
  { =23JE'^=  
  do M`^;h:DN^  
    {  0].*eM  
  act(t);  lt%bGjk  
  } `hJSo?G>  
  while (cd(t)); rN* , U\q  
  return   0 ; H%2Y8}  
} aM/sD=}  
} ; B^`'2$3  
jF4h/((|EU  
H]>b<Cs  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~Mu=,OT  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ;/.ZjTRw  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 LU "e9  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 9*wS}A&Jh  
下面就是产生这个functor的类: gQHE2$i>  
MHZ!noAr  
an!ceB  
template < typename Actor > ;`ZGiax  
class do_while_actor eF)vx{s  
  { DSiI%_[Ud  
Actor act; <tp\+v! u  
public : =fy~-FN_  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ,#;%ILF4%  
2Hltgt,  
template < typename Cond > e]N?{s   
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; U-+%e:v  
} ; haj\Dm  
G+Vlaa/7  
O%:EPdoU  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ~]t/|xep  
最后,是那个do_ ODE9@]a  
eLC}h %  
NY]`1yy  
class do_while_invoker Zr!he$8(2  
  { OFS` ?>  
public : |%6zhkoufM  
template < typename Actor > h ]'VAt  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const CH h]v.V  
  { Ga o(3Y  
  return do_while_actor < Actor > (act); /y2upu*!  
} sA6Ku(9  
} do_; \g|u|Y.2[  
;-Bi~XD  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 9D 2B8t"a  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 %\xwu(|kN  
最后来说说怎么处理break和continue !L5[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。 |cZKj|0>  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五