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
  • 8289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 rUEoz|e4a  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 S8*VjG?T\  
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, F(>']D9$.  
T=35?   
9w'3d @  
06"p ^#  
  class filler !<H[h4g  
  { !`q*{Ojx  
public : EF=.L{  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 4o8uWS{`  
} ; 5W"nn  
mA}-hR%  
Q}FDu,  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: J\<7M8   
0* < gGC  
L@2%a'  
#c@Dn.W  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ^prseO?A  
6kuN)  
&o{I9MD  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 La48M'u  
J;h4)w~9H3  
Z]DO  
CXks~b3SD  
二. 战前分析 Gc>bli<-  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 x^Tjs<#  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 @GqPU,RO  
1{4d)z UB  
[Av#Z)R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @iK=1\-2  
  /* --------------------------------------------- */ 0h-holUf}~  
vector < int *> vp( 10 ); biG=4?Xl  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Tl5K'3  
/* --------------------------------------------- */ sY+U$BYB>  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Kdh(vNB>  
/* --------------------------------------------- */ TJ[C,ic=D  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); D.Rk{0se8  
  /* --------------------------------------------- */ 3#huC=zbf  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); x?Z)q4  
/* --------------------------------------------- */ # eqt{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); qH!}oPeU'  
;ZX P*M9  
tW53&q\=  
ATCFdtNc  
看了之后,我们可以思考一些问题: 6eE%x?#  
1._1, _2是什么? g \)+ LX  
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。 \ }xK$$f2,  
2._1 = 1是在做什么? I"Y d6M% ;  
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。 4*MjDb  
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。 _a@&$NEox  
(rO_ Vfaa  
F>jPr8&  
三. 动工 pg~vteq5  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ?g%5 d  
E]w1!Ah M  
'Wjuv9)/  
H `y.jSNi  
template < typename T > v1<gNb)`  
class assignment `bu3S }m7  
  { Af1izS3  
T value; Cnd70tbD )  
public : $'e;ScH  
assignment( const T & v) : value(v) {} rB;` &)-  
template < typename T2 > eO;i1>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } vF"<r,pg  
} ; gP8Fe =]  
0fA42*s;  
]#R'hL%f  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ^@ s!"c  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment :J]S+tQ)  
WsRG>w3"  
/_y%b.f^  
*%1:="W*|  
  class holder DfwxPt#  
  { (1H_V(  
public : 9 \i;zpN\  
template < typename T > %F-/|x1#Q  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const TEz)d=  
  { 1rh\X[@  
  return assignment < T > (t); Onb*nm  
}  hh<5?1  
} ; +*'  
J XKps#,(#  
_?>!Bz m  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: XRXKO>4q  
)bRe"jxn7  
  static holder _1; iz]Vb{5n%  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @QI]P{   
y_J~n 9R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); *bRer[7y  
而不用手动写一个函数对象。 !iUdej^tx  
b9ysxuUdS  
*}R5=r0  
lnL&v' {  
四. 问题分析 9qD/q?Hh$  
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。 ~ z4T   
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。 v:1l2Y)g  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 58zs% +F  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~J?O~p`&  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 q88p~Ccoa  
h`+Gs{1qw  
五. 问题1:一致性 PbxuD*LQ.  
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?| Pd!;z=I  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 nP?=uGqCBq  
yq+<pfaqvK  
struct holder _?<Y>B, E  
  { t+}@J}b  
  // !VpZo*+   
  template < typename T > ^y'xcq  
T &   operator ()( const T & r) const q)gZo[]~  
  { W> .O"Ri  
  return (T & )r; idnn%iO  
} i,rP/A^q  
} ; Y<TlvB)w  
ONJW*!(  
这样的话assignment也必须相应改动: X@Eq5s  
}`6-^lj  
template < typename Left, typename Right > ^k&zX!W  
class assignment I9*o[Jp5  
  {  z:9  
Left l; xou7j   
Right r; Dntcv|%u  
public : $D5[12X  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Na: M1Uhb  
template < typename T2 > -cyJj LL*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } A> +5~u  
} ; T[xGF/  
RK(uC-l  
同时,holder的operator=也需要改动: j>gO]*BX~  
T'i9_V{  
template < typename T > toPA@V  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const hor ok:{  
  { Djx9TBZ5  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); OP |{R7uC  
} u~<>jAy  
HP|,AmVLl  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 =sRd5aMs  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 qTC`[l  
.  hHt+  
return l(rhs) = r; |[D~7|?  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。  ;Fcdjy  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Dn$zwksSs  
1pXAPTV  
template < typename Tp > \sHM[n F0  
class constant_t g_;5"  
  { W6'+#Fp  
  const Tp t; X^%I 3  
public : COv#dOw  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %#Wg>6  
template < typename T > ;w4rwL  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const V'c9DoSRI\  
  { Fdd$Bl.&XS  
  return t; 8"wA8l.  
} "A__z|sQ  
} ; SAs'u"EB  
+;#hED; 8  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 . )Fn]x"<  
下面就可以修改holder的operator=了 H:U1#bQQ:  
;G!X?(%+  
template < typename T > meR%);\  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const v|_?qBs"  
  { l,h#RTfry  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); IOF~V)8k=  
} HG@!J>YaD  
uI%h$  
同时也要修改assignment的operator() 5<IUTso5h  
;Iw'TF   
template < typename T2 > ec1snMY  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } gtJ^8khME  
现在代码看起来就很一致了。 6#N1 -@  
)_+"  
六. 问题2:链式操作 _kH#{4`Hw  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 la)f\Nk  
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。 )[9L|o5D  
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。 C,]Q/6'>  
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。 QC4_\V>[  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct tt|U,o  
AEPgQ9#E  
template < typename T > |Y(].G,  
struct result_1 4TG|  
  { dyWWgC%A  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ksDG8^9>]  
} ; "$0f.FO:i  
W$gSpZ_7  
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: K/Q;]+D  
&>I8^i  
template < typename T > LU?#{dZ  
struct   ref CvQ LF9|  
  { >z^T~@m7l  
typedef T & reference; ys+?+dY2  
} ; #l;Ekjfz  
template < typename T > I_pA)P*Q(6  
struct   ref < T &> 0)ST_2Ci  
  { U45/%?kE)  
typedef T & reference; 2d.I3z:[  
} ; 7 UQD02  
= 1}-]ctVn  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 9%zR ? u  
DVTzN(gO*~  
template < typename T > 4i~;Ql  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const qh.c#t  
  { J\;~(: ~  
  return l(t) = r(t); M?nnpO  
}  .)cOu>  
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。 &`>*3m(  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l*X5<b9  
6h+/C]4  
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 OPKX&)SE-  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Iu1P}R>C  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9s*Lzi[}  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 E\V>3rse  
最后的布局是: ni%^w(J3Q  
                Add ;"Ot\:0  
              /   \ @ K@~4!  
            Divide   5 pY8+;w EI  
            /   \ <mm}IdH  
          _1     3 )@K|Co  
似乎一切都解决了?不。 Z@ I%ppd  
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。 -3 W 4  
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。 8L=QfKr  
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: { @-Q1  
:A[bqRqe  
template < typename Right > ww\/$ |  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const k*!J,/=k  
Right & rt) const 'rR\H2b   
  { b7>;UX  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); xE6y9"}!h  
} s?`)[K'-  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /`s^.Xh  
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。 P@5^`b|  
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。 DV%tby  
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。 zkd#vAY(A  
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。 _K;rM7  
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? O-y"]Wrv  
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: ?QuFRl,ZJ  
^k)f oD  
template < class Action > kW,yZ.?f  
class picker : public Action T|{BT! W1E  
  { |f>y"T+1  
public : 9*2hBNp+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} !Uj !Oy  
  // all the operator overloaded +Nza@B d  
} ; cnIy*!cJs  
[9LYR3 p  
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。 vuAAaKz  
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: g|+G(~=e|  
P&F)E#Sa  
template < typename Right > N %?o-IY  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 6u.b?_u  
  { d3{Zhn@  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); be764do  
} Eui;2P~  
71 A{"  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > \7C >4  
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。 ?%LD1 <ya  
T@RzY2tz  
template < typename T >   struct picker_maker 7H[+iS0  
  { g Sa,A  
typedef picker < constant_t < T >   > result; #!hpe^t  
} ; }j:ae \(  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > S"eKiS,z  
  { 2 G"p:iPp  
typedef picker < T > result; QyN~Crwo  
} ; w{r ->Phe  
%(kq Hxc  
下面总的结构就有了: .i. |wY  
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。 vj_oMmjKw  
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。 k|lxJ^V#  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 BF_k~  
至此链式操作完美实现。 JPpYT~4  
&U,f~KJ  
UwM}!K7)G  
七. 问题3 [7Kn$OfP  
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。 T.|0;Eb  
wG|3 iFK  
template < typename T1, typename T2 > VAthQ<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +<q^[<pS  
  { B!N807  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); NrU -%!Aw  
} NV91{o(-7  
b1& {%.3[  
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: KYl^{F  
P"]+6sm&es  
template < typename T1, typename T2 > EjF}yuq[  
struct result_2 CVUJ(D&Q  
  { 1uH\Bn]p?  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I|ULf  
} ; G|MDo|q]  
+ zrwz\  
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? $yc,D=*Isi  
这个差事就留给了holder自己。 'qP^MdoE%~  
     HOD2/  
SKtEEFyIR_  
template < int Order > 7]^ }  
class holder; 2$Ji4`p}S  
template <> y-@!, @e  
class holder < 1 > g764wl  
  { WR-C_1-pT  
public : FvNO*'xP  
template < typename T > i&3 0n#  
  struct result_1 1Efl|lV  
  { "p; DQ-V  
  typedef T & result; !'gz&3B~h  
} ; "''<:K|  
template < typename T1, typename T2 > m0* B[  
  struct result_2 Y5NbY02E  
  { TZP{=v<  
  typedef T1 & result; mQvKreo~  
} ; m@Nx`aS?  
template < typename T > N 4v)0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2(rZ@Wl  
  { &B2c]GoW  
  return (T & )r; w2,T.3DT  
} =%u|8Ea*`  
template < typename T1, typename T2 > NY;UI (<]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const q7]WR(e  
  { #,PAM.rH  
  return (T1 & )r1; "@?|Vv,vn  
} a "DV`jn  
} ; 1h#k&r#*3  
qN0#=X  
template <> M+E5PZ|_  
class holder < 2 > &Kv evPF  
  { wW<"l"x,  
public : "^= [*i  
template < typename T > 9e)+<H  
  struct result_1 d-<y'GYw  
  { t? A4xk  
  typedef T & result; y;Zfz~z  
} ; mce`1Tjw  
template < typename T1, typename T2 > p)^:~ ll  
  struct result_2 )eFFtnu5  
  { z-gwNE{  
  typedef T2 & result; &0eB@8{N  
} ;  ke#;1  
template < typename T > 4@V] zfu^Q  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5p|@)  
  { }>w  
  return (T & )r; Ntn md  
} 4QN;o%,  
template < typename T1, typename T2 > Z :9VxZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const j~E +6f \  
  { HV9SdJOf  
  return (T2 & )r2; 5An0D V5  
} /kA19E4  
} ; H/3Zdj 9  
\zI&n &T  
DqMK[N,0  
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> >。 P{Z71a5  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: a!:8`X~[/$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W^ :/0WR  
z^/GTY  
return l(i, j) = r(i, j); ]Z-oUO Z<k  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0GYEt  
"k<:a2R  
  return ( int & )i; 1 (i>Vt.+  
  return ( int & )j; 6{$dFwl  
最后执行i = j; bQy%$7UmX,  
可见,参数被正确的选择了。 P082.:q"  
2E2}|: ||&  
'^l^gW/|\  
i f<<lq  
]X~g@O{>_  
八. 中期总结 )h0E$*  
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: =]QH78\3  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 7Hl_[n|  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 dn\F!  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 0Mu8ZVI{  
1mJ_I|98  
uvDoo6'  
1bJ]3\  
~snF20  
PS(j)I3  
九. 简化 n+qVT4o  
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。 & fSc{/  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 E)O|16f|>  
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: P"x-7>c>Y  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 }#G"!/ZA0:  
  +-*/&|^等 _Hu2[lV  
2. 返回引用。 bjBeiKH  
  =,各种复合赋值等 )c*k _/ 4  
3. 返回固定类型。 5g1M_8e'+  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) K`,d$  
4. 原样返回。  A<Z 5  
  operator, p$nK@t}  
5. 返回解引用的类型。 fHd!/%iG  
  operator*(单目) {* j^g6;  
6. 返回地址。 "Wk{4gS7l  
  operator&(单目) r^A#[-VyNP  
7. 下表访问返回类型。 *fl{Y(_OO  
  operator[] 6#)Jl  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 T_x+sv=|X!  
  operator<<和operator>> @qPyrgy  
NVJ&C]H6  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 v"r9|m~'  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 0R}Sw[M.  
>_`D3@Rz  
template < typename Left > [DxefYyI  
struct value_return ZSRR lkU  
  { "P'&+dH8  
template < typename T > `8(h,aj;  
  struct result_1 o? i.v0@!K  
  { v] T(z L|  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 5 Y Q  
} ; 1_NG+H]x9  
lP*  
template < typename T1, typename T2 > vV.~76AD5  
  struct result_2 >4/L-y+  
  { :@ E1Pun?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; |jk-@ Z*  
} ; &QTeGn  
} ; c',:@2R  
&'(a$ S>v  
Q+d.%qhc  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait *NW QmC~  
;4G\]%c)E{  
下面我们来剥离functor中的operator() t @(9ga(  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /> 3  
KR=d"t Qw  
return l(t) op r(t) 2]D$|M?$~  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) qB F!b0lr  
return op l(t) R6!cK[e]4  
return op l(t1, t2) {jhmp\PN  
return l(t) op "%E-X:Il#  
return l(t1, t2) op y|6@-:B.  
return l(t)[r(t)] `~ _H=l9{  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] S,9NUt  
Ug7`ez4vw  
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}vONXpAX  
单目: return f(l(t), r(t)); * -KJh_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ypD<2z^  
双目: return f(l(t)); ,\lY Px\P[  
return f(l(t1, t2)); 0+}EA[  
下面就是f的实现,以operator/为例 {}_Nep/;  
TCHqe19?  
struct meta_divide :}@C9pqr2  
  { dG\U)WA(p  
template < typename T1, typename T2 > ]<kupaRQ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1E5a(  
  { "x(>Sj\%I  
  return t1 / t2; O3kg  
} ~h)@e\Kc  
} ; 6?V<BgCC  
+M'aWlPg,  
这个工作可以让宏来做: mRhd/|g*  
&yx NvyA[u  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ AH2 _#\  
template < typename T1, typename T2 > \ oX'0o 'c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; +0XL5( '2  
以后可以直接用 =db'#m{$  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) I@0z/4H``  
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 zoZ<)x=;  
(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。。。) H2qf'  
iHAU|`'N)  
b7B+eN ?z  
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 E/mubA(&  
?YF${  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $#%U\mI z  
class unary_op : public Rettype [%@2o<  
  { lPM3}52Xu  
    Left l; D]IBB>F  
public : &5\^f?'b7  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8Y2xW`  
l0gY~T/#3  
template < typename T > qWsylC23  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >Z+"`"^o}  
      { Q [r j  
      return FuncType::execute(l(t)); 'yp>L|  
    } 60!1 D>,  
;LCTCt`  
    template < typename T1, typename T2 > LHh5 v"zjG  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vQ:wW',i  
      { o:2Q2+d  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); D.'h?^kA  
    } JD6aiI!Su  
} ; C5P$ &s\  
w8O" =},  
IY=/` g  
同样还可以申明一个binary_op AXwaVLEBQ  
NS`07#z^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > u!Xb?:3uj  
class binary_op : public Rettype & _; y.!  
  { 2w+U$6e C  
    Left l; lnS(&`oh\=  
Right r; L7'%;?Z  
public : UMV)wy|j  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @;vNX*-J  
z{9=1XY  
template < typename T > +l`65!"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'Qa5n\HX$  
      { eD%H XGe  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 96d~~2p  
    } 1y J5l,q  
(Uk>?XAr  
    template < typename T1, typename T2 > i AdGgK  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X) V7bVW  
      { [4sEVu}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); y$X(S\W  
    } (n,u|}8Y  
} ; 4({( i  
8S\RN&T$  
u*3NS$vH  
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 UtnZNdl v  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 nq"evD5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `vd= ec  
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。 ' +j<n[JLC  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! _AFQ>j  
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。。。 62)d22  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 EIjI!0j  
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)  MJ`N,E[  
下面是修改过的unary_op $9 +YNgW>  
&-%>q B|*  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 1B|8ZmFJj  
class unary_op Z$ p0&~   
  { ,apNwkY  
Left l; !\FkG8  
  tF*szf|$-  
public : M|q~6oM  
-(i(02PX  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]mQw,S)/"  
!gF9k8\Yr$  
template < typename T > W+Xz$j/u  
  struct result_1 O}Hf62"  
  { Wy4$*$  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; {ox2Tg?  
} ; CS 8jA\  
8S]".  
template < typename T1, typename T2 > (hB?  
  struct result_2 "9IYB)Js  
  { (-0ePSOG  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ZrO!L_/  
} ; +x=)/;:  
33'Y[4  
template < typename T1, typename T2 > "T2"]u<52  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L[g0&b%%-  
  { *>NX%by)  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); PRkS Q4  
} b&#DnZcf  
iDoDwq!l_  
template < typename T > #*9-d/K  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  7I=C+  
  {  J@_ctGv  
  return OpClass::execute(lt(t)); %' $o"  
} T f4tj!t-  
8j5<6Cv_  
} ; a(IY\q[Wh  
)@gZ;`n  
7j$Pt8$  
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 #>[a{<;Kn  
好啦,现在才真正完美了。 tz^/J=)"  
现在在picker里面就可以这么添加了: Y^KTkS0D  
: i~W } r  
template < typename Right > eS+g|$cW  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ~g#r6pzN-  
  { 4dawg8K`9  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #3$\Iu  
} izgp*M,  
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。 WIr2{+#  
'G&{GVbXY  
r%@Lej5+  
\f:z+F!6R  
7ZxaPkIu&%  
十. bind urBc=3Rz  
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。 r H8@69,B  
先来分析一下一段例子 B9R(&<4  
8uNULob  
7O5`v(<9n>  
int foo( int x, int y) { return x - y;} *\}}Bv+9  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 g{IF_ 1  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 \1"'E@+  
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。 /E;y,o75  
我们来写个简单的。 d}'U?6 ob  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 1Xu?(2;NF  
对于函数对象类的版本: XV3C`:b  
*N'K/36;  
template < typename Func > {-3LIO  
struct functor_trait O7d$YB_'  
  { A4C+5R  
typedef typename Func::result_type result_type; t.T UmJ  
} ; H}hFFI)#Oo  
对于无参数函数的版本: :bu>],d-8'  
&;yH@@Z  
template < typename Ret > r;BT,jiX  
struct functor_trait < Ret ( * )() > XfPFo6  
  { 7?j;7.i s(  
typedef Ret result_type; IU FH:w]  
} ; M<O{O}t<  
对于单参数函数的版本: Vd^g9  
E`int?C!  
template < typename Ret, typename V1 > W>_]dPBS/  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?eH&'m}-  
  { "@R>J ?Cc+  
typedef Ret result_type; )J]9 lW&y  
} ; $rIoHxh. y  
对于双参数函数的版本: l^GP3S  
k.<]4iS  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5=Xy,hmnC  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > W1fW}0   
  { @NhvnfZ  
typedef Ret result_type; K<?nq0-  
} ; o#) {1<0vg  
等等。。。 x:-.+C%  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Z4<L$i;/jN  
A?_=K  
template < typename Func > ZkL8e  
struct func_return ]]7 mlQ  
  { O[tvR:Nh  
template < typename T > glDcUCF3  
  struct result_1 v+p {|X-  
  { 0a8/B>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {3;AwhN0H  
} ; ;g{qYj_  
!!@A8~H  
template < typename T1, typename T2 > +$4(zP s@  
  struct result_2 L,y6^J!  
  { Z^ }mp@j>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; infl.  
} ; )u))n#P  
} ; zp\8_U @  
|,9JNm$  
#/PAA  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 afjtn_IB  
X%yO5c\l2  
template < typename Func, typename aPicker > ]7-&V-Ct*  
class binder_1 F, U*yj  
  { SGb;!T *  
Func fn; =*p/F  
aPicker pk; *8~86u GU  
public : (c0A.L)  
;iDPn2?6?x  
template < typename T > N0hE4t  
  struct result_1 2,ECYie^  
  { )`^p%k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6'\6OsH  
} ; dJ"iEb|4  
hW{j\@R  
template < typename T1, typename T2 > *s@Qtgu  
  struct result_2 U qG .:@T  
  { +`3!I  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; V_plq6z  
} ; + QQS={  
o7IxJCL=Q  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}  hi g2  
[+O"<Ua  
template < typename T > 'SQG>F Uy  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [O: !(G je  
  { SG6sw]x  
  return fn(pk(t)); j*~T1i  
} L^Jk=8  
template < typename T1, typename T2 > =zwOq(Bh W  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~]ZpA-*@Ut  
  { N !TW!  
  return fn(pk(t1, t2)); (O0Urm  
} R|i/lEq  
} ; Da"j E  
<n3!{w3<  
C6rg<tCH  
一目了然不是么? NcY608C  
最后实现bind }9nDo*A"}  
9"g6C<  
K~ ;45Z2  
template < typename Func, typename aPicker > 2NB L}x  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) i<pk6rO1  
  { mKYeD%Pm*  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 3sd"nR?aX  
} odIZo|dv  
42]pYm(jk3  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ;WldHaZ9r  
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。 aZ\UrV4,  
2t $j  
十一. phoenix @LJpdvb  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 'M3">$N  
mrX^2SR  
for_each(v.begin(), v.end(), EbqcV\Kb  
( ayAo^q  
do_ >}(CEzc8  
[ J,b&XD@m  
  cout << _1 <<   " , " z0/} !  
] ^e+a  
.while_( -- _1), fxgr`nC  
cout << var( " \n " ) mFHH515  
) `5H$IP1XhA  
); `"%T=w  
[Y`,qB<B  
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: q%ow/!\;  
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 $0arz{Oh  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +f[ED4E>'(  
那么我们就照着这个思路来实现吧: I$8" N]/C  
m*mm\wN5  
vVL@K,q  
template < typename Cond, typename Actor > `9 {mr<  
class do_while [e1S^pI  
  { s|D>-  
Cond cd; W\18{mbuy  
Actor act; (ND4Q[*6  
public : 1h.)#g?{  
template < typename T > }.z&P'  
  struct result_1  [~&XL0  
  { fHZTXvxoL  
  typedef int result_type; n`4K4y%Dy}  
} ; w |l1'   
KM`eIw>8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }2ZsHM^]%  
Ko^c|}mh*!  
template < typename T > Vx @|O%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <x!GE>sf+  
  { UUMtyf  
  do itzyCw2|#  
    { <7Ae-!>x  
  act(t); IJ/sX_k  
  } e${)w-R/e  
  while (cd(t)); }W ^: cp  
  return   0 ; ~b:Rd{  
} T 6~_Q}6  
} ; T7f ${  
H OBP`lf  
bMU(?hb  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). z~A]9|/61v  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 @JRNb=?a  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 3"{.37Q  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ~xoF6 CF  
下面就是产生这个functor的类: 77Bgl4P  
pFJB'=c  
k#5}\w!  
template < typename Actor > c5mZG7-  
class do_while_actor U"50_O  
  { +d|mR9^([  
Actor act; asC_$tsMe  
public : +CI1V>6^  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} F-*2LMe  
'FYJMIs  
template < typename Cond > *s;|T?~i  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; O2"gj"D  
} ; 2./ 3 \n2  
+Y+Y6Ac[}  
){Ob,LEU&  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 "kc/J*u-3  
最后,是那个do_ M|] "W  
Ka`=WeJ|  
Yf[Qtmh]I  
class do_while_invoker PdVfO8-  
  { GHmv} Z  
public : c,*9K/:  
template < typename Actor > ?)\a_ Tn  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ,()0' h}n  
  { y1/o^d+@  
  return do_while_actor < Actor > (act); r0m*5rd1  
} &Ni`e<mP  
} do_; @UdfAyL  
lqb/eN9(t  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? IVW1]y  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 i.:. Y  
最后来说说怎么处理break和continue ~i.k$XGA  
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。 $2%f 8&  
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 或 注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五