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
  • 3392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 \ %Er%yv)  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;Ft_ Xiq  
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, XYtDovbv&  
N<1u,[+  
c rPEr  
~F^(O{EG  
  class filler QAigbSn]  
  { G[1:<Vg8  
public : sr+* q6W  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} vT V'D&x2  
} ; Amf gc>eJ  
t@[&8j2B>  
D.zEE-cGyb  
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: Vv4 w?K  
k/A8 |  
=B g  
a9C8Q l  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Ah,X?0+  
GsG.9nd  
!rzbm&@  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 )-q#hY  
dd#=_xe  
\jDD=ew  
kw&,<V77~  
二. 战前分析 eAh~ `  
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。 )mw#MTv<[  
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 +:3K?G -  
-&JUg o=  
t{#B td  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); FS7 _ldD  
  /* --------------------------------------------- */ >J+'hm@  
vector < int *> vp( 10 ); C?jk#T  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); >58N P1[k  
/* --------------------------------------------- */ j+He8w-4  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <rZ( B>$  
/* --------------------------------------------- */ K' xN>qc  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9P;}P! W  
  /* --------------------------------------------- */ xT7JGQ[|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); P` Hxj> {  
/* --------------------------------------------- */ InnjZ>$  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); @j*K|+X"  
G+2!+N\P  
u`I&&  
;i*<HNQ  
看了之后,我们可以思考一些问题: H`#{zt);  
1._1, _2是什么? p|!5G&O,  
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。 U5N/'p%)<  
2._1 = 1是在做什么? e&WlJ  
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。 ]v&)mK]n=o  
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。 \vj<9ke&  
#zflU99d  
1p&e:v  
三. 动工 ]hNio6CVm  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (}ObX!,  
Y5nj _xQJL  
Y 3W_Z  
LpwjP4vWJ  
template < typename T > ZbVo<p5* ]  
class assignment [=k$Q (.3  
  { 1h uU7xuf  
T value; THC7e>P4  
public : G`H4#@]  
assignment( const T & v) : value(v) {} Fk(nf9M%  
template < typename T2 > _L }k.  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } to-DXT.  
} ; lrq u%:q  
"Sm'TZx  
xN lxi  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {nvF>  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ctI=|K  
\*x'7c/qg  
=-wF Brw  
qWz%sT?C3L  
  class holder 3@#WYvD  
  { Er /:iO)_  
public : /-%0y2"7  
template < typename T > D d['e  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const $gZC"~BR  
  { qiEw[3Za]'  
  return assignment < T > (t); I'6 wh+  
} 8@b,>l$  
} ; |^l17veA@  
n hT%_se4  
{A<pb{<u  
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: fXNl27c-  
ca )n*SD  
  static holder _1; -rg >y!L  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 kA c8[Hn  
>6yA+?[:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); i7rO 5<  
而不用手动写一个函数对象。 p;#@#>h  
>\f'QQ  
v_U+wga  
i2bkgyzB.  
四. 问题分析 Xy(8}  
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。 3|++2Z{},  
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。 .J=<E  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 CuT~ Bj  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 LtrE;+%2oz  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ENoGV;WG  
-/^a2_d[  
五. 问题1:一致性 h"#[{$(  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| LDX>S*cL  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 wE*o1.  
9NXL8QmC8  
struct holder oU|yBs1  
  { :8( "n1^  
  // 4Ny lc.2mi  
  template < typename T > 6KH&-ffd  
T &   operator ()( const T & r) const lftT55Tki  
  { AFMIp^F  
  return (T & )r; dd?ZQ:n  
} Nqy)jfyex  
} ; le7!:4/8  
!+R_Z#gB  
这样的话assignment也必须相应改动: r<)>k.] !  
][D/=-  
template < typename Left, typename Right > V^S` d8?  
class assignment G q&[T:  
  { |$^a"Yd`9  
Left l; BYuoeN!  
Right r; ^RIDC/B=V6  
public : s?Wkh`b  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rjaG{ i  
template < typename T2 > OYYk[r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Zqi;by%  
} ; K^6fg,&  
"gIjU~'A  
同时,holder的operator=也需要改动: $bo,m2)  
\I-bZ|^  
template < typename T > n0 q$/Y.  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Jxo#sV-  
  { zWA~0l.2  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); l|jb}9(J  
} i3dV2^O  
cXDG(.!n7B  
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。 ]y kMh  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 =w,cdU*  
KtMD?  
return l(rhs) = r; V#Pz `D  
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。 (_ TKDx_  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: RCC~#bb  
bnZ`Wc*5b  
template < typename Tp > b<E0|VW  
class constant_t 9JtPP  
  { EJByYk   
  const Tp t; M[:},?ah0  
public : [&MhAzF  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -dO9y=?t  
template < typename T > .9uw@ Eq  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const x2M{=MExE.  
  { o0 &pSCK  
  return t; .E/NlGm[  
} SbYs a  
} ; zNh$d;(O$^  
.dw;b~p  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 :k&5Z`>)  
下面就可以修改holder的operator=了 _GtG8ebr  
1)N~0)dO  
template < typename T > p=jIDM'  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $ T2 n^yz  
  { `21$e  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); G5Z_[Q ~z  
} \L]T|]}(  
y%Wbm&h  
同时也要修改assignment的operator() gI5Fzk@:  
#U ?=D/  
template < typename T2 > nq,P.~l  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } d>bS)  
现在代码看起来就很一致了。 " ra C?H  
z$]HZ#aRE  
六. 问题2:链式操作 p6*|)}T_%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 dk@j!-q^  
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。 .!2Ac  
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。 \0bZ1"  
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。 mA" 82"   
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct JANP_b:t  
XJ*W7HD  
template < typename T > :yS Q[AJ"  
struct result_1 F7N4qq1  
  { #- z(]Y,y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;e#bl1%#  
} ; I]jK]]@  
LQ'VhNU  
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: UEh-k"  
WEZ)>[Xj?  
template < typename T > U66}nN9  
struct   ref 48W-Tf6v|  
  { \?K>~{)  
typedef T & reference; 5Vu@gRk_  
} ; a"pejW`m  
template < typename T > ffibS0aM  
struct   ref < T &> `7o(CcF6H  
  { k_A 9gj1  
typedef T & reference; 0o*  
} ; ;Y"*Z2U  
d_!l RQ^N  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 5;yVA  
Y:3\z?oV[  
template < typename T > FZJyqqA$_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 38HnW  
  { 6JZ$; x{j  
  return l(t) = r(t); <CM}g4Y  
} <cx,Z5W  
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。 Ag@R60#  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 d\ {a&\v  
*s}j:fJ  
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 r<XlIi  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: I]B[H6  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0ofl,mXW  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 cd?arIV5  
最后的布局是: Z`97=:W  
                Add |@lVFEl]  
              /   \ u4,b%h.  
            Divide   5 ^{(i;IVG  
            /   \ ;DN:AgXP  
          _1     3 .0H!B#9  
似乎一切都解决了?不。 AfOq?V  
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。 _!'sj=n]q  
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。 _0c$SK  
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: ja|XFs~  
?ybX &V  
template < typename Right > Pln*?o  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const jy2@t*  
Right & rt) const 9CW8l0  
  {  ~hxo_&  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); r1!]<=&\  
} GP,xGZZ  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 eVx &S a  
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。 #Ies yNKZ  
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。 9e xHR&>{  
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。 i@|.1dWh  
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。 xgQ]#{ tG  
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? KJLK]lf}d  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ko<iG]Dv'  
-ip fGb  
template < class Action > zMI0W&P M  
class picker : public Action ( O>oN~  
  { OJH:k~]0!  
public : eODprFkt}  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ^68BxYUoD\  
  // all the operator overloaded c?1 :='MC  
} ; xw%'R-  
eS{ xma  
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。 GOeYw[Vh  
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: U~Ai'1?xz  
$={WtR  
template < typename Right > [va7+=[1=  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ie+746tFW  
  { #:?MtVC  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $3C$])k  
} UIl^s8/  
~jqh&u$(  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =*u:@T=d5  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 Gr a(DGX  
VSI.c`=,  
template < typename T >   struct picker_maker yt-F2Z&  
  { <(%cb.^c=N  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ErDt~FH  
} ; )5M9Ro7  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > /`Wd+  
  { Hx]{'?   
typedef picker < T > result; .+"SDt oX  
} ; T'TxC)  
s`$px2Gw  
下面总的结构就有了: -}?ud3f<  
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。 tt7l%olw  
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。 VC6S4FU4K  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 @$(/6]4p  
至此链式操作完美实现。 +yYv"J  
8'kA",P  
&2!F:L  
七. 问题3 .7nr:P  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 &$ ?i  
"w\Iz]  
template < typename T1, typename T2 > W]v[Xm$q  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Je6=N3)  
  { pSq3\#Twr  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); )n[ oP%  
} GAlAFsB  
bh8IF,@a  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 32f lOi:  
Odo"S;)  
template < typename T1, typename T2 > ')ErXLP_  
struct result_2 &dV|~xA6N  
  { FB0y  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I2!0,1Q  
} ; h4GR:`  
2Q,8@2w;  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? :K3nJ1G&  
这个差事就留给了holder自己。 `aS9 o]t  
    <Dr*^GX>?  
,cvLvN8  
template < int Order > gJy Ft8Z<  
class holder; QPH2TXw  
template <> M-2:$;D  
class holder < 1 > "$Wi SR  
  { <9S?wju4W'  
public : KJwkkCE/=  
template < typename T > I]`>m3SJ  
  struct result_1 2wWL]`(E  
  { z:aT5D  
  typedef T & result; COw]1 R  
} ; 9 GdrJ~h  
template < typename T1, typename T2 > S!GjCog^J  
  struct result_2 TXi$Q%0W  
  { *XmOWV2Y_  
  typedef T1 & result; +|OkT  
} ; Bu'PDy~W,  
template < typename T > / 4K*iq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const EX[X|"r   
  { j/bebR}X  
  return (T & )r; sBuVm<H  
} g#V3u=I8~  
template < typename T1, typename T2 > ,~Y5vnaOQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const b&g9A{t  
  { $ ;/Ny)"  
  return (T1 & )r1; G6zFCgFJ^y  
} gz[Ng> D+  
} ; `he{"0U~S  
p;VqkSQ76  
template <> N,w;s-*  
class holder < 2 > qVFz-!6b  
  { |67j__XC  
public : U/M(4H3>H  
template < typename T > x7J|  
  struct result_1 rbnu:+!  
  { UcMe("U  
  typedef T & result; C"/]X  
} ; N1I1!!$K;%  
template < typename T1, typename T2 > [Bp[=\  
  struct result_2 5FHpJlFK,  
  { $2F*p#l(<Z  
  typedef T2 & result; :&dY1.<N+  
} ; j>M 'nQ,;d  
template < typename T > &b}!KD1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |,]#vcJP#b  
  { {=7W;uL  
  return (T & )r; V|{ )P@Q  
} #kX=$Bzk  
template < typename T1, typename T2 > joifIp_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const q+32|k>)  
  { ~Xnq(}?ok  
  return (T2 & )r2; dCcV$BX,K  
} P _t8=d  
} ; o><~.T=d&  
_c%]RE  
 UJoWTx  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 c?d+>5"VX  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 4i[3|hv'  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: +I2P{7  
J=TbZL4y}4  
return l(i, j) = r(i, j); B4&@PX"'>,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) IgC)YIhd  
4(&00#Yxg2  
  return ( int & )i; =[`wyQe`_  
  return ( int & )j; /'G'GQrr  
最后执行i = j; j2#Vdw|j  
可见,参数被正确的选择了。 qo.~5   
6(oGU4  
h GS";g[?  
KbH#g>.oB  
[kFX>G4  
八. 中期总结 ~sAINV>A  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: mn" a$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 quf,Z K5  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 tF&%7(EU3  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor f9JD_hhP'  
YFLWkdqAY  
+:It1`A~]  
+F 6KGK[  
2=!/)hw}  
n=t%,[Op  
九. 简化 *NDLGdQqz  
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{=-#9-4 &  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Q%QpG)E  
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: 4cJ7.Pez  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 #>~$`Sg  
  +-*/&|^等 h&yaug,.  
2. 返回引用。 NEZF q?  
  =,各种复合赋值等 >K-O2dry*  
3. 返回固定类型。 c.&vWmLSGE  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) jRB:o?S  
4. 原样返回。 cY#TH|M  
  operator, zv#i\8h^p  
5. 返回解引用的类型。 ;'ts dsu}  
  operator*(单目) `"(7)T{  
6. 返回地址。 /R k5n  
  operator&(单目) 3Luv$6  
7. 下表访问返回类型。 :":W(O  
  operator[] OU9=O>  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0+r/>-3]  
  operator<<和operator>> HK&F'\'}  
X/i8$yqv  
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。 :n'QN Gj  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ,)GCg@7B  
$z@e19gT  
template < typename Left > Ks X@e)8u  
struct value_return j@kBCzX  
  { ?e]4HHgU]  
template < typename T > A1%V<im@Z  
  struct result_1 kf-ZE$S4  
  { N4fuV?E`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; EN J]  
} ; wqE ]o= k  
P). @o.xl  
template < typename T1, typename T2 > )CdglPK  
  struct result_2 O:lD>A4{  
  { f 21w`Uk48  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 1 ,D2][  
} ; 6tG9PG98q9  
} ; Q1&: +7 %  
Q:-H U bB  
>PySd"u  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |.(o4<nx.  
|nD2k,S<?  
下面我们来剥离functor中的operator() "5dh]-m n  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 4sZ^:h,1  
R"O9~s6N  
return l(t) op r(t) 1P2%n[y  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Q `E{Oo,  
return op l(t) %Si3t2W/  
return op l(t1, t2) zG& N5t96X  
return l(t) op KM0#M'dXy  
return l(t1, t2) op HNU[W8mg8  
return l(t)[r(t)] c}v:X Slh7  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] S8"X7\d{  
b55|JWfC`  
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: 6Mk@,\1  
单目: return f(l(t), r(t)); `$@1NL7>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /~ V"v"7E  
双目: return f(l(t)); rKJ%/7m  
return f(l(t1, t2)); Uut,cQ". d  
下面就是f的实现,以operator/为例 v S%+  
e@8I%%V,  
struct meta_divide },i?3dSvl  
  { te:"1:e  
template < typename T1, typename T2 > D;d;:WT5  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) wau81rSd  
  { 79x^zqLb  
  return t1 / t2; *^.b}K%  
} -BoN}xE4  
} ; I}k!i+Yl  
B[$KnQM9Y  
这个工作可以让宏来做: o~iL aN\+  
g_n=vO('X  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ OvK_CN{  
template < typename T1, typename T2 > \ j./bVmd.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; eyAg\uuih  
以后可以直接用 &S|laq H  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) JHO9d:{-  
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 2d3wQ)2  
(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。。。) Nr(WbD[T  
8sbS7*#  
m,up37-{  
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 cJ[n<hTv  
b<5:7C9z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Vn8Qsf1f  
class unary_op : public Rettype ,vN#U&RS  
  { 1km=9[;w'  
    Left l; %0u7pk  
public : h/_z QR-  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} mZM5aTQ3  
W%h<@@c4,  
template < typename T > k8*=1kl"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t}oxHEa V  
      { BO h  
      return FuncType::execute(l(t)); CWDo_g $  
    } dR=SW0Oa{  
^NnZYr.  
    template < typename T1, typename T2 > ~RMOEH.o  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U`8)rtYw  
      { uox;PDK  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 2qn~A0r  
    } -#Wc@\;  
} ; f%|g7[  
T%]: tDa  
JTs.NY <z  
同样还可以申明一个binary_op D l"y|  
?ke C   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Nv ew^c)x  
class binary_op : public Rettype _@RW7iP>  
  { t(_XB|AKm  
    Left l; 4l3N#U0Q  
Right r; }h]:I'R!  
public : bC@b9opD  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R0=/ Th -  
$u"K1Q 3  
template < typename T > <QJmdcG  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i$NnHj|  
      { }3i@5ctQ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); |6;.C1\,  
    } Q,DumOq  
hZJ Nh,,w  
    template < typename T1, typename T2 > 4^i*1&"  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lq9c2xK  
      { o1g[(zky  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~&q e"0  
    } My1E@<  
} ; y1AS^'  
=AAH}  
d6n6= [*  
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 0loC^\f  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 U$J]^-AS  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) yqYX<<!V  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 !C+25vup  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! onmO>q*  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ?O3 G  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Ln: y|t  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) rms&U)?  
下面是修改过的unary_op G.N3R  
i4-L!<bJ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R.fRQ>rI  
class unary_op 0b|!S/*A3  
  { cCeD3CuRA%  
Left l; #&/*ll)  
  }i[jJb`bY  
public : kjmF-\  
D\TL6"wo  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} _1hqD EM  
'nLv0.7*  
template < typename T > Kfr?sX  
  struct result_1 - Z|1@s&  
  { <)&ykcB  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ULJI` I|m  
} ; \\T I4A^#  
)I <.DN&  
template < typename T1, typename T2 > `BvcI n4do  
  struct result_2 i a|F  
  { ^aC[Z P:  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1ERz:\  
} ; N,O[pTwj  
}I;W  
template < typename T1, typename T2 > b 9?w _  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #A/jGv^  
  { PM|K*,3J  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); BAPi<U'D  
} f(C0&"4e  
Fivv#4YO  
template < typename T > x O)nS _I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'D-imLV<<  
  { FxUH ?%w  
  return OpClass::execute(lt(t)); EbW7Av  
} }Bb(wP^B.  
J^W.TM&q$,  
} ; B|%;(bM2C  
_S[H:b$?  
QVP $e`4  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug *0iP*j/]  
好啦,现在才真正完美了。 J+;.t&5R  
现在在picker里面就可以这么添加了: G ;z2}Ei  
X3"V1@-i4$  
template < typename Right > 87HVD Di  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ZNUV Bi  
  { wb{y]~&6K  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); "L ,FUo^&  
} V^0*S=N  
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。 b2 ),J  
dv,8iOL  
1S=I(n?E  
@wg*~"d  
'*T7tl  
十. bind FCI T+ 8K  
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。 CEUR-LK0  
先来分析一下一段例子 H p,r @  
S<>e(x3g]  
,wq.C6;&  
int foo( int x, int y) { return x - y;} $$8"i+,K  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 X{ Nif G  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 R1S Ev$  
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。 YZoudX'"  
我们来写个简单的。 w@"|S_E  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: R#r?<Ofw4  
对于函数对象类的版本: O,bj_CWx  
@^P=jXi<  
template < typename Func > c#l (~g$D+  
struct functor_trait ny MA%9,B  
  { p<![JeV  
typedef typename Func::result_type result_type; iWvgCm4  
} ; P_qxw-s  
对于无参数函数的版本: 2V  
J|I|3h<T  
template < typename Ret > wPW9bu  
struct functor_trait < Ret ( * )() > #ucOjdquq  
  { `*~:n vU  
typedef Ret result_type; H_$"]iQ  
} ; N),Zb^~nw  
对于单参数函数的版本: <H 3}N!  
)ei+ewVZ  
template < typename Ret, typename V1 > mG2}JWA  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > rL%xl,cn<  
  { 8Mp  
typedef Ret result_type; !,1~:*:  
} ; A5nu`e9&  
对于双参数函数的版本: }we"IqLb  
Nl(Aa5:!  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > xXyzzr1[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ^%_LA't'R  
  { bhg"<I  
typedef Ret result_type; 3kJAaI8   
} ; $i3/||T,9  
等等。。。 N/y.=]  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy \(Hg_]>m  
Maq{H`  
template < typename Func > SR\#>Qwx_  
struct func_return $+rdzsf)+/  
  { K{ 0mb  
template < typename T > 9aXm}  
  struct result_1 .2u%;)S  
  { N-5lILuJJ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; kiXa2Yn*(d  
} ; \;g{qM 8  
HM<V$ R  
template < typename T1, typename T2 > j7i[z>:Y  
  struct result_2 D'</eJ  
  { <iTaJa$0m  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; c[Y7tj%y  
} ; t<$yxD/R  
} ; ; xs?^N|  
VGe/;&1h  
0$P40 7  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  ) .#,1  
9m8`4%y=  
template < typename Func, typename aPicker > LtC kDnXk  
class binder_1 e+2!)w)[  
  { ?SS?I  
Func fn; AR)&W/S)7,  
aPicker pk; ogPxj KSI  
public : r{Xh]U&>k  
B_:K.]DK`  
template < typename T > BPC$ v\a  
  struct result_1 JP[BSmhAV  
  { h NP|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; %(n4`@  
} ; k:af  
0xH$!?{b  
template < typename T1, typename T2 > -V<i4X<|,+  
  struct result_2 P 0,]Ud  
  { "WK.sBFz4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; DGp'Xx_8  
} ; sHAzg^n}r  
l=kgRh  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =#uXO<   
`qX'9e3VP+  
template < typename T > ) D(XDN  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !a?o9<V  
  { lOYwYMi  
  return fn(pk(t)); Nnx"b 5I}n  
} ~!Onz wmO  
template < typename T1, typename T2 > lHZf'P_Wx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const oXfLNe6>L  
  { y8 `H*s@  
  return fn(pk(t1, t2)); nuXaZRH  
} tpA7"JD  
} ; 2D&tDX<  
DUY#RJf  
eF:6k qg  
一目了然不是么? :* @=px  
最后实现bind ?6~RGg  
HQTB4_K\  
i7*4hYY  
template < typename Func, typename aPicker > llQDZ}T  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 4l[f}Z  
  { -s4qm)\  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7nfQ=?XNK  
} 3 u-j`7  
K*p^Gs,  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Fb[<YX"  
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。 Pxy(YMv  
f`H}Y!W(  
十一. phoenix 6-<,1Q'D  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Xg#Dbf4  
[WC-EDO2lb  
for_each(v.begin(), v.end(), fs7JA=?:  
( a&4>xZU #  
do_ }fL8<HM\'c  
[ rVFAwbR  
  cout << _1 <<   " , " A5B 5pJ  
] ,8EeSnI  
.while_( -- _1), b8Y1.y"#  
cout << var( " \n " ) ) T 3y,*  
) w/>k  
); aW$7:<A{  
Vz51=?75  
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: $Omc Ed  
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 l% K9Ke  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 //f[%j*>  
那么我们就照着这个思路来实现吧: d),@&MSN  
n"d~UV^Uw  
V'\4sPt  
template < typename Cond, typename Actor > }=;N3Q" #y  
class do_while DJT)7l{  
  { 23&;28)8  
Cond cd; 86.!s Q8b  
Actor act; J4xt!RW!  
public : '+Ts IJh  
template < typename T > +#,t  
  struct result_1 $l-j(=Md  
  { 1m|1eAGS{  
  typedef int result_type; Q(E$;@   
} ; h$4V5V  
V=QvwQlZ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 3zMmpeq  
E}.cz\!.  
template < typename T > j?3J-}XC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]oXd|[ G  
  { ib*$3Fn~  
  do u,4,s[  
    { 2lE { P  
  act(t); !f yE Hk  
  } 82efqzT  
  while (cd(t)); XZJ}nXy  
  return   0 ; ?(;ygjyx  
} /QD}_lh;,  
} ; pjrVPi5&t  
6@; w%Ea  
]l}8  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Xj?j1R>GB  
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。 _f{'&YhUU  
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。 ^5QSV\X  
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。 g6;O)b  
下面就是产生这个functor的类: ukzXQe;l1  
Op\l  
b> &kL  
template < typename Actor > ~|R"GloUw  
class do_while_actor `"Tx%>E(U  
  { V92e#AR  
Actor act; \[ +ZKj:  
public : 6n45]?  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} r]kLe2r:B  
/N{xFt/?  
template < typename Cond > J$]d%p_I  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; T[~ak"M  
} ; qf(!3  
>eWHPO  
6(<M.U_ft  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 vEW;~FLd  
最后,是那个do_ &&Vz=6N  
MpGWt#  
AIN_.=]"?  
class do_while_invoker 8{epy  
  { &yp_wW-  
public : mY |$=n5X  
template < typename Actor > & i)p^AmM  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const pU<->d;->  
  { 0E o*C9FP~  
  return do_while_actor < Actor > (act); y~]>J^  
} "e@JMS  
} do_; [1G4he%  
zT0FTAl ^  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? li$(oA2  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ;_1D-Mf  
最后来说说怎么处理break和continue xud =(HLl  
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。 oju4.1  
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
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