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
  • 5963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 jj,CBNo(  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @d&JtA  
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, ,59G6o  
tG7F!um(  
6N49q -.Lg  
DX2_} |$!  
  class filler SD/=e3  
  { |D% O`[k+  
public : $#z-b@s=B  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} { 4 n  
} ; 4,,@o  
8t;vZ&  
_ez*dE%  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: @Ojbu@A  
t!8(IR  
+TZVx(Z&A  
Af" p:;^z  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); v~*Co}0OB  
~xa yGk  
1^ijKn@6  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 a Xn:hn~O  
"u.'JE;j  
}WA =  
}>5R9  
二. 战前分析 HUFm@?  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 =Lh8#>T\h  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 {e+}jZ[L  
@*16agGg  
-k?K|w*X  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6`h}#@ (  
  /* --------------------------------------------- */ FUP0X2P   
vector < int *> vp( 10 ); KqL+R$??"(  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); S.zY0  
/* --------------------------------------------- */ @tX8M[.eA  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); DL*&e|:q  
/* --------------------------------------------- */ qyKI.X3n*  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); *| 9:  
  /* --------------------------------------------- */ !b"2]Qv  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); w t6&N{@  
/* --------------------------------------------- */ 0{OafL8&l  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); %p(X*mVX  
~eyZH8&  
.iV-Y*3<  
~eZ]LW])  
看了之后,我们可以思考一些问题: Z,~PW#8<&  
1._1, _2是什么? h+c9FN  
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。 i*]$_\yl"  
2._1 = 1是在做什么? dEI]|i r  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 hcqg94R#_  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 c Cx_tGR"  
{ .j030Q  
J'E?Z0  
三. 动工 cGSG}m@B`  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: o zMn8@R  
fB)S:f|  
+gyGA/5:d$  
M9QYYo@  
template < typename T > to{7B7t>q  
class assignment >g;995tG  
  { +MtxS l  
T value; 7<*,O&![|  
public : JA$RY  
assignment( const T & v) : value(v) {} S-[S?&c`  
template < typename T2 > lt("yqBu  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ATWa/"l(H-  
} ; kxLWk%V  
`qV*R 2  
FN<S agj  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 cX#U_U~d  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment `)tIXMn  
aF{1V \e  
sE])EwZ  
=p[a Cb i  
  class holder ".{'h  
  { oO^=%Mc(  
public : yf2P6b\  
template < typename T > tH(g;flO)  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const cl'wQ1<:   
  { 'si{6t|  
  return assignment < T > (t); ,B:r^(}0j  
} 2BO&OX|X  
} ; vawS5b;  
_/J`v`}G  
=PjxMC._  
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: h-]c   
`n"PHur  
  static holder _1; i~LY  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 $=5kn>[_Z%  
e0M'\'J  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @Hl+]arUh  
而不用手动写一个函数对象。 G+t=+T2m  
T|2v1Vj  
FEi@MJJ\e  
"vfpG7CG  
四. 问题分析 ]wUH*\(y  
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。 s~m]>^?8MR  
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。 '?$R YU,  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k+zskfo  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +*IRI/KUD  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  6lL^/$]  
Js&.p9S2  
五. 问题1:一致性 \ cdns;  
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?| T0@$6&b%\z  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 *mkVk7]c  
WFTwFm6  
struct holder NpxgF<G  
  { s &f\gp1  
  // w8bvqTQ  
  template < typename T > r&_e3#]*  
T &   operator ()( const T & r) const E"7[|-`e6  
  { hlfdmh? /  
  return (T & )r; {TvB3QOsj  
} ovZ!}  
} ; Mzw:c#  
m8 6ztP)  
这样的话assignment也必须相应改动: F#~*j  
?1**@E0  
template < typename Left, typename Right > 'A9Z ((  
class assignment >IipWTVo<  
  { lHFk~Qp[  
Left l; y@<&A~Cl^  
Right r; V}ls|B$Y  
public : t)mc~M9w  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \x|8  
template < typename T2 >  Cg8   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } }^ =f%EjV  
} ; DUwms"I,%  
(o^?i2)g  
同时,holder的operator=也需要改动: !gcea?I  
@SI,V8i  
template < typename T > !R![:T\,  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const WtC&Qyuq  
  { ]_`ICS  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); tNQACM8F;  
} R7A:K]iJ5  
5n[''#D  
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。 k\r^GB  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5z:#Bl-,L  
e|q~t {=9S  
return l(rhs) = r; ornU8H`  
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。 (mioKO )?v  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /iL*)  
6Fc*&7Z+  
template < typename Tp > . I."q  
class constant_t OlgM7Vrl  
  { m;0ZV%c*j  
  const Tp t; h@TP=  
public : :sttGXQX  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} q0b*#j  
template < typename T > 7 .]H9  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const yY]E~  
  {  `fE'$2  
  return t; i1K$~  
} f`iDF+h<6  
} ; !JBj%|!  
u'^kpr`y  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 MY^o0N  
下面就可以修改holder的operator=了 ;0`IFtz  
>I',%v\?@  
template < typename T > F,V| In  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const wB:<ICm  
  { nX\mCO4T  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); l&5Tft  
} IG:2<G  
13 %: 3W(  
同时也要修改assignment的operator() !L<z(dV|(  
Xpt9$=d  
template < typename T2 > Xc4zUEO9  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } <+<Nsza  
现在代码看起来就很一致了。 /(?s\}O  
clk]JA (  
六. 问题2:链式操作  n}- _fx  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 uL ~wMX  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 T=RabKVYP  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 qFl|q0\ A  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。  M%g2UP  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct / <%EKu5  
B*9?mcP\  
template < typename T > <AK9HPxP  
struct result_1 [7NO !^  
  { :i|]iXEI"  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;  y(#6nG@S  
} ; o' v!83$L  
yivWT;`  
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: ~SmFDg$/m  
xu{VU^'Y  
template < typename T > fWb+08}C  
struct   ref %xKZ" #Z#K  
  { yYP>3]z  
typedef T & reference; % [~0<uO  
} ; dn:\V?9  
template < typename T > K=r~+4F  
struct   ref < T &> 9m\Yi  
  { uKj(=Rqq  
typedef T & reference; KzJJ@D*4M]  
} ; Q- w_ @~  
G:@1.H`  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: m#-&<=  
ddbQFAQQQ  
template < typename T > T%;NW|mH&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const QjD=JC+  
  { 1f'msy/  
  return l(t) = r(t); 6!N2B[9  
} &C)97E  
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。 gGN 6Yqj0  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 LDYa{w-t  
\cf'Hj}  
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 4eF{Y^   
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: OmK4 \_.  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 D6"d\F m<  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 t<j_` %`8  
最后的布局是: vF&0I2T~l  
                Add B79~-,Yh  
              /   \ KXpbee  
            Divide   5 YLS*uXB&.  
            /   \ $My~sN8  
          _1     3 t*dq*(3"c  
似乎一切都解决了?不。 a7=lZZ?  
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。 !6z{~Z:   
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。 B@#vS=g  
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: N 1.fV-  
0{u%J%;  
template < typename Right > NjPQT9&3h  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const AX Q.E$1g  
Right & rt) const G}LV"0?  
  { b|;h$otC  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); NqveL<r`  
} {wgq>cb  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 O1wo KkfV  
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。 TB=_r(:l+  
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。 Y\+LBbB8  
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。 j ,lI\vw<  
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。 vp9wRGd  
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? tR2%oT>h  
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: }`!-WY  
ruyQ}b:zS  
template < class Action > )jt?X}  
class picker : public Action 0c8_&  
  { TP~1-(M)}  
public : NFC/4  
picker( const Action & act) : Action(act) {} C\vOxBAB  
  // all the operator overloaded ,yvS c  
} ; /{[p?7x>  
q~Al[`K  
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。 rl&.|;5uH;  
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: )4.-6F7U?  
^FVmP d*1  
template < typename Right > K4+|K:e  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Rha|Rk~  
  { Xr'b{&  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); jSRi  
} UX<)hvKj  
pf+VYZ#)  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > tkkh<5{C   
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。 r. (}  
F2ISg'  
template < typename T >   struct picker_maker z#rp8-HUDS  
  { ;>;it5 l=  
typedef picker < constant_t < T >   > result; "Nz@jv?  
} ; (ss,x CF  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > *OIBMx#qxn  
  { I_kA!^  
typedef picker < T > result; n3qRt  
} ; )[r=(6?n  
~*UY[!+4^=  
下面总的结构就有了: 7,8TMd1`M  
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。 8?x:PkK  
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。 pYu6[  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 /L5:/Z  
至此链式操作完美实现。 q_mxZM ->  
jzZ]+'t  
8OO[Le]1  
七. 问题3 U0srwt97S  
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。 &\Lu}t7Ru  
12_ 7UWZ"  
template < typename T1, typename T2 > 8G9( )UF.  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %+<1X?;,Fq  
  { #};Zgixo$  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); };EB  
} UI%4d3   
K{V.N</  
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: 9?~6{!m_9  
rLA-q||  
template < typename T1, typename T2 > a2kAZCQ  
struct result_2 c&{= aIe w  
  { -P&uY`  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; [9:";JSl"Y  
} ; uJeJ=7,EO  
OdL/%Zp}  
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? VeZd\Oe  
这个差事就留给了holder自己。 *!{&n*N  
    bD|"c  
=6i+K.}e  
template < int Order > o^//|]H3Y  
class holder; @Y>PtA&w*  
template <> 0vBQzM Q  
class holder < 1 > H*P+>j&  
  { Zk>m!F>,p  
public : a/3'!}&e  
template < typename T > t~nW&]E  
  struct result_1 inZ0iU9dy  
  { moh,aB#  
  typedef T & result; Kv<mDA!  
} ; Y6d~hLC  
template < typename T1, typename T2 > v\qyDZVV  
  struct result_2 fX6pW%Q'6  
  { m\bmBK"I  
  typedef T1 & result;  H{Lt,#  
} ; f5l\3oL  
template < typename T > [p}~M-$V8Y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e"XolM0IM  
  { Wm5[+z|2?9  
  return (T & )r; QnS#"hc\a  
} *M0O&"~j  
template < typename T1, typename T2 > `P-d. M6Oa  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W1t_P&i  
  { F:[[@~z  
  return (T1 & )r1; ]` A*7  
} jG)66E*"  
} ; Y9vVi]4  
*yo'Nqu  
template <> -yg;,nCg  
class holder < 2 >  yOvV"x]  
  { U5@B7v1  
public : \u(Gj]B#"  
template < typename T > :(tKc3z  
  struct result_1 ~ b66 ;  
  { qLc&.O.=  
  typedef T & result; BI<9xl]a  
} ; ggYi7Wzsd  
template < typename T1, typename T2 > F M YcZ+4  
  struct result_2 rd$T6!I  
  { GC3d7  
  typedef T2 & result; Fm6]mz%~u#  
} ; GK6CnSV8d  
template < typename T > UX.rzYM&T  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b`^?nD7  
  { N2k{@DY  
  return (T & )r; A )CsF  
} ,1lW`Krx  
template < typename T1, typename T2 > /h`gQyGuY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ]n<B a7Y  
  { oWi#?'  
  return (T2 & )r2; WX_g  
} HU4h.Lm  
} ; u|u)8;'9(  
;E5XH"L\  
)FIFf;r  
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> >。 >r,z^]-  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: r<LWiM l?  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ) hoVB  
W_Y56@7e  
return l(i, j) = r(i, j); $vYy19z  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) a>,_o(]cW  
>uQjygjj  
  return ( int & )i; f;l}Z|dok6  
  return ( int & )j; wN/v-^2  
最后执行i = j; DAORfFG74  
可见,参数被正确的选择了。 u(? U[pe[  
bJR\d0Z  
b].U/=Hs  
xXmlHo<D  
I69Z'}+qz  
八. 中期总结 ]gv3|W  
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: O*,O]Q  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 FYefn3b  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 .'2I9P\!  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor x;~@T9.  
AE`{k-3=%  
Qm"~XP  
;:J"- p  
rwh 4/h^S  
>qO l1]uF  
九. 简化 f><V;D#  
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。 v@s"*E/PF7  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;b=7m#5  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ]6|?H6'/`v  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 "SWL@}8vx  
  +-*/&|^等 ,nPnH1vb  
2. 返回引用。 n-qle5sj  
  =,各种复合赋值等 !,5qAGi0  
3. 返回固定类型。 DZb0'+jQ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 0R(['s:3`  
4. 原样返回。 s- 0Xt<  
  operator, n:s _2h(u  
5. 返回解引用的类型。 m c@Z+t'  
  operator*(单目) SNSoV3|k-  
6. 返回地址。 00y(E @~  
  operator&(单目) VAyAXN~  
7. 下表访问返回类型。 ~YviXSW  
  operator[] j>v8i bS(  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 {CVZ7tU7]  
  operator<<和operator>> ,lFzL3'_0x  
'X/:TOk{W  
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。 mYXL  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ) R\";{`M  
r8czDc),b  
template < typename Left > ybv< 1  
struct value_return n%~r^ C_  
  { $ >].;y?$  
template < typename T > QAZs1;lU  
  struct result_1 t0P_$+w.>  
  { Y(K`3? A  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 55y{9.n*  
} ; -JFW ,8=8  
q9InO]s&~=  
template < typename T1, typename T2 > <&)zT#"  
  struct result_2 Pmr'W\aIR  
  { '9<8<d7?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; r4K%dx-t  
} ; HyYJ"54  
} ; q_BMZEM  
j0 Os]a  
19oyoi"  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait d+ $:u  
3(.Y>er%U  
下面我们来剥离functor中的operator() k{ZQM  
首先operator里面的代码全是下面的形式: `G*fx=N  
MD,BGO?C  
return l(t) op r(t) 9j5Z!Vsy  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) G-]_ d  
return op l(t) Cyg(~7]  
return op l(t1, t2) ozHL'H  
return l(t) op U56g|V  
return l(t1, t2) op Eb29tq  
return l(t)[r(t)] h_\W7xt  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Lc-Wf zT  
3qV\XC+  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Z*NTF:6c  
单目: return f(l(t), r(t)); ']OT7)_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Hf30ve}  
双目: return f(l(t)); uo|:n"v  
return f(l(t1, t2)); RgM=g8}M  
下面就是f的实现,以operator/为例 ~rAcT6#  
V^}$f3\B  
struct meta_divide  Sb)}  
  {  5pHv5e  
template < typename T1, typename T2 > a/%qn-i|p  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) "#f5jH  
  { -h8Z@r~a/  
  return t1 / t2; b1."mT!p  
} G2|G}#E  
} ; , BZ(-M  
,eqRI>,\  
这个工作可以让宏来做: @XcrHnH9  
Ggv*EsN/cC  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ %Z*)<[cIE0  
template < typename T1, typename T2 > \ KXWz(L!1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; n \&H~0X  
以后可以直接用 /WX&UAG  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) v9t'CMU  
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 sULsUt#  
(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。。。) Q(BZg{  
6IJ;od.\b$  
Ou f\%E<  
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 eOZ~p  
C}9|e?R[Rz  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {q;_Dd  
class unary_op : public Rettype .I^Y[_.G  
  { ;2sP3!*  
    Left l; KWi|7z(L=  
public : tejpY  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 'Ir   
mFd|JbW  
template < typename T > KyqP@ {  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const AF{@lDa1h  
      { 6hXh;-U  
      return FuncType::execute(l(t)); 6_g6e2F  
    } {e., $'#  
{?3i^Q=V  
    template < typename T1, typename T2 > Vk76cV D  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N7;kWQH  
      { rQPO+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); AthR|I|8  
    } KT*"Sbh  
} ; ^ $N3.O.  
MY(51)*  
8CvNcO;H0  
同样还可以申明一个binary_op m/,8\+  
xZQyH  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > a%/x  
class binary_op : public Rettype {OS[0LB  
  { 'BVI^H4  
    Left l; 5T'v iG}%  
Right r; `+UBl\j  
public : cf%2A1I2W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} zYftgH_o  
+)_DaL E  
template < typename T > :8?l=B9("g  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const CXi:?6OG  
      { f\Q_]%^W  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); )|Ka'\xr  
    } I3}I7oc_  
[Qqss8a  
    template < typename T1, typename T2 > ZiaFByLy  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,z+n@sUR:  
      { #210 Yp#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); K_qA[n  
    } &u (pBr8B  
} ; 8Qkwg]X  
OY!WEP$F-C  
JbXi|OS/  
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 F C=N}5u  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 9*r l7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) e8z?) 4T  
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。 <DEu]-'>  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! $bZ5@)E  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 *I k/Vu%;  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 |"eC0u  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) :G5O_T$  
下面是修改过的unary_op 5mm&l+N)  
%Bg>=C)^(1  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 1h{7dLA  
class unary_op 5/HkhT yj  
  { Rgz zbW  
Left l; w+XwPpM0.n  
  [ o 6  
public : J@ 8OU  
g}*p(Tp9:  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )k4&S{=  
iN5[x{^t  
template < typename T > V7 hO}  
  struct result_1 t ^1uj:vD  
  { +zl [C  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; =n8M'  
} ; 6ywO L'OBM  
mdcsL~R  
template < typename T1, typename T2 > M{YN^ Kk  
  struct result_2 (/!zHq  
  { !d95gq<=>  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @q{.shqo  
} ; nu[["f~  
g5*?2D}dqX  
template < typename T1, typename T2 > w)/~Gn676  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aT BFF  
  { NA#,q 8  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ZRFHs>0  
} :fnK`RnaQ  
6 8Vxy  
template < typename T > *mW2vJ/B  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vxrqUjK7  
  { Mh}vr%0;)  
  return OpClass::execute(lt(t)); Qzv&  
} zbvV:9N  
-Q%Pg<Q-#  
} ; SES-a Mi3  
Na+h+wD.D  
Yt=2HJY  
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 VaO[SW^  
好啦,现在才真正完美了。 8,&Y\b`..  
现在在picker里面就可以这么添加了:  C8} ;,  
O! _d5r&,  
template < typename Right > KNOVb=# f_  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 2M+ *VO  
  { CKC5S^Mx  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); A5sz[k  
} R pT7Nr  
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。 ao@CPB6N  
| S'mF6Y  
vr_Z0]4`C9  
bP4}a!t+n  
4"\%/kG  
十. bind y-"QY[  
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。 :kd]n$]  
先来分析一下一段例子 v8C4BuwA  
7'|aEH  
t8*NldC  
int foo( int x, int y) { return x - y;} +/hd;s$x  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 y!_8m#n S  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 B_XX)y%V  
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。 6wZ)GLW[  
我们来写个简单的。  eAG)+b  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: f5/s+H!  
对于函数对象类的版本: + 7wMM#z  
p+b$jKWQ  
template < typename Func > Q2* ~9QkU  
struct functor_trait SEH[6W3  
  { goJ'z|))  
typedef typename Func::result_type result_type; (]zi;  
} ; -oB=7+g  
对于无参数函数的版本: 4`") aM  
S,vdd7Y  
template < typename Ret > GH`y-Ul'K  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 4^:$|\?]  
  { (ki= s+W-  
typedef Ret result_type; {P )O#  
} ; YoWXHg!U  
对于单参数函数的版本: d;{k,rP6  
@7{.err!  
template < typename Ret, typename V1 >  , YlS  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > aDu[iaZ  
  { FwD q@Oj  
typedef Ret result_type; ^$[iLX  
} ; #)O^aac29  
对于双参数函数的版本: 1pjx8*!B  
Rgl cd  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [.&n,.k  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > )mjGHq 2  
  { h67{qY[J[  
typedef Ret result_type; t=fP^bJ  
} ; @|e we. r  
等等。。。 Qraa0]56  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy #qeC)T  
*eI{g  
template < typename Func > ImbA2Gcs  
struct func_return ;^|):x+O  
  { sd =bw  
template < typename T > m)Wq*&,o  
  struct result_1 Jm"W+! E  
  { >P//]nn  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; jB l$r{L  
} ; @#;*e] 1a  
\C4wWh-A  
template < typename T1, typename T2 > <2~DI0pp(  
  struct result_2 <qEBF`XP=  
  { :[0)Uu{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 9~jS_Y)"  
} ; -<M+$hK\  
} ; "bQi+@  
=YD<q:n4  
ukRmjHbLf  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Mc$rsqDz  
aIh} j,  
template < typename Func, typename aPicker > *B9xL[}  
class binder_1 GK[9IF#_>  
  { }>V=J aG  
Func fn; w\{#nrhYU  
aPicker pk; Ex skd}  
public : .L]5,#2([  
9<3fH J?vq  
template < typename T > #zBqj;p  
  struct result_1 u7j,Vc'~  
  { -= izu]Fb,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; $1Zr.ERL|(  
} ; =%s6QFR  
}w-M .  
template < typename T1, typename T2 > R~fk/T?  
  struct result_2 #&1gVkvp  
  { q03+FLEfC  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q{an[9To~P  
} ; T8x8TN"  
p(K ^Zc  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} tmoaa!yRnT  
B]E c  
template < typename T > u|6-[I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const oK$Krrs0&  
  { XODp[+xEEt  
  return fn(pk(t)); C ,|9VH  
} ?<Lm58p8  
template < typename T1, typename T2 > :"H? phk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g,W34*7=Q  
  { L 4Z+8*  
  return fn(pk(t1, t2)); {FS)f  
} #;?/fZjY  
} ; [x]~G  
Ih4$MG6QC  
fNfa.0 s  
一目了然不是么? Ajo IL  
最后实现bind oN%zpz;OR  
6NHP/bj<1V  
a'. 7)f[g}  
template < typename Func, typename aPicker > \fuz`fK:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 2)T;N`tNw  
  { md!!$+a%|  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `l/nAKg?W  
} LsaX HI/?b  
zmL VFGnS  
2个以上参数的bind可以同理实现。 YMU""/(  
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。 v~jm<{={g  
dQ9W40g1  
十一. phoenix 1eEML"  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: }pnp._j  
z( }w|  
for_each(v.begin(), v.end(), u3E =r  
( <5P*uZ  
do_ 5h0Hk<N  
[ 5X>~39(r  
  cout << _1 <<   " , " \NEk B&^n  
] l&:8 'k+%=  
.while_( -- _1), c_?^:xs:d  
cout << var( " \n " ) ,2+d+Zuh  
) -Fu,oEj{*  
); kM&-t&7  
$5&~gHc,  
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: T?6<1nU)  
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 $#2<f 6  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 FQ`1c[M@  
那么我们就照着这个思路来实现吧: "Z;({a$v  
-$I30.#  
<r`;$K  
template < typename Cond, typename Actor > X(rXRP#  
class do_while r;* |^>  
  { cAot+N+9|]  
Cond cd; 0a#v}w^ *  
Actor act; pV_zePyOn  
public : ^;.u }W  
template < typename T > :N"&o(^  
  struct result_1 qu dY9_  
  { [@8po-()L  
  typedef int result_type; 4[MTEBx  
} ; b-#lKW so  
M_.Jmh<&&  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} m%>}T 75C^  
^cSfkBh  
template < typename T > }#%Y eCA?  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -!O8V  
  { $`ptSR  
  do "#-iD  
    { (Z[c7  
  act(t); ZH8w^}  
  } (_CvN=A  
  while (cd(t)); ^FBu|e AkE  
  return   0 ; Kg2Du'WQ^  
} MSeg7/MF  
} ; =T&<z_L  
e84%Y8,0  
0GeL">v,:=  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). \AA9 m'BZ  
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。 Dq$1 j%4Y  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ~gGkw#  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 }1~9i'o%Z  
下面就是产生这个functor的类: #N >66!/V  
"::2]3e  
6NhGTLI  
template < typename Actor > %dq%+yw{%m  
class do_while_actor F kf4R5Y?  
  { 8>6<GdGL<n  
Actor act; "kBVHy  
public : ID! S}D  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} <)T~_s  
y Rl   
template < typename Cond > Bp5ra9*5+~  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9+s&|XS*  
} ; YM'4=BlJHv  
CI$z+ zN  
/2c(6h  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 s@7hoU-+  
最后,是那个do_ X;GU#8W  
ag47$9(  
alHA&YC{K  
class do_while_invoker ]&q<O0^'  
  { B@i%B+qCLv  
public : "-dA\,G  
template < typename Actor > q>>1?hzA  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const cc_'Kv!  
  { Pmd[2/][  
  return do_while_actor < Actor > (act); xT*c##  
} <!UnH6J.b  
} do_; kh2TDxa&  
PsXCpyY!s  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? FdzdoMY  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 |m"Gr)Gm  
最后来说说怎么处理break和continue j3/6hE>  
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。 REK):(i7P  
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