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
  • 4287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 6-#<*Pg  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 d S]TTU1  
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, J&Ig%&/  
g$ bbm}6S  
x}v]JEIf[Q  
 gP%S{<.?  
  class filler >xrO W`p ]  
  { D=Ia$O0.  
public : ?.Mw  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ERD( qL.J  
} ; f$#--*  
r+%:rFeX  
2..b/  
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: /$ Gp<.z  
vF yl,S5A  
c1 aCN  
"Kky|(EQ$$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); wJ#fmQXKJ5  
WqQAt{W/<  
&j=Fx F9o  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Kg lL@V7  
YZ>L\  
jZwv !-:  
ffyDi1Q  
二. 战前分析 OBrbWXp@  
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。 XG_h\NIL  
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 %]NaHf  
6{Y3-Pxg  
tuH8!.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Itq248+Ci  
  /* --------------------------------------------- */ 7> ~70  
vector < int *> vp( 10 ); <[iw1>  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); *Iy5 V7`KU  
/* --------------------------------------------- */ ,liFo.kT8%  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); PF=BXY1<UL  
/* --------------------------------------------- */ {2jetX`@h  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <X@XbM  
  /* --------------------------------------------- */ w7Fz(`\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); uu0"k<Tp  
/* --------------------------------------------- */ Pnf|9?~$H  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); udw>{3>  
G bW1Lq&"  
t~_j+k0K#  
`zf,$67>1  
看了之后,我们可以思考一些问题: +,oEcCi  
1._1, _2是什么? wxC&KrRF  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 (4:&tm/;  
2._1 = 1是在做什么? K>%}m,  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 +5:Dy,F =  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ~V#MI@]V~  
a^:on?:9  
aqL#g18  
三. 动工 3JhT  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: f@JMDJ  
( X(61[Lu  
5:S=gARz  
>i&"{GZ  
template < typename T > [/Q .MmnL  
class assignment {WokH;a/  
  { `Wc"Ix0  
T value; ZiR },F/  
public : ai,\'%N  
assignment( const T & v) : value(v) {} &8=wkG%  
template < typename T2 > JSXJlau  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 8&[Lr o9  
} ; I^}q;L![\  
++>HU{  
9)c{L<o}T  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 j:|um&`)  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment d,%e? 8x5  
Hlh`d N  
(RXOv"''=  
~7CQw^"R@  
  class holder \!-IY  
  { _LVwjZX[  
public : 5hxG\f#}?  
template < typename T > V]E# N  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const MH wjJ  
  { 4o/}KUu(*  
  return assignment < T > (t); rE->z  
} vR`#kxSdJ@  
} ; Go^a~Sf$  
:?uUh  
[N@t/^gRC  
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: tW^oa  
gu1:%raXd  
  static holder _1; ShP&ss  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 X283.?  
&^q!,7.J  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6[.#B!;9  
而不用手动写一个函数对象。  f$7Xh~  
#|92 +  
 w^Mj[v#  
2SjH7 '  
四. 问题分析 z (1zth  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 dM-qd`  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 egXHp<bqw  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `EBI$;!  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !xE /  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _cRCG1CJ  
TTYM!+T  
五. 问题1:一致性 X mmb^2I  
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?| LqYP0%7  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 wOMrUWB0  
Tasmbo^mAF  
struct holder VtTTvP3  
  { Ym% $!#  
  // 9#;GG3  
  template < typename T > ?&gqGU}  
T &   operator ()( const T & r) const 3p+V~n.+  
  { RJpRsr  
  return (T & )r; zh.^> `   
} o [ Je  
} ; "V= IG{.  
I ~U1vtgp  
这样的话assignment也必须相应改动: kVmR v.zZ  
9V'ok.B.x  
template < typename Left, typename Right > Ri   
class assignment #oYPe:8|m  
  { 6D\$K  
Left l; bHKTCPf  
Right r; $yn7XonS  
public : (yJY/|  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} B0M(&)!%  
template < typename T2 > ?DGe}?pX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } A,'F`au  
} ; 3 P=I)q  
H1t`fyri2  
同时,holder的operator=也需要改动: +GYO<N7  
,J$XVvwxF  
template < typename T > **G5fS.^W  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const k#g` n3L  
  { f,}(= u  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); /!i`K{  
} w=QlQ\  
1u~CNHm  
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。 sk%Xf,  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 69"4/n7B?  
u\y$<  
return l(rhs) = r; GXnrVI  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ;],Js1 m  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ke)}JU^"  
@zC p/fo3  
template < typename Tp > d:vuRK4+  
class constant_t S{Q2KD  
  { 94}y,\S~  
  const Tp t; -u$U~?|`  
public : U[R[VY7  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} sd5)We  
template < typename T > +^cjdH*  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const j[RY  
  { z 0}JiWR  
  return t; ^$AJV%3wI  
} %TeH#%[g>\  
} ; %MM)5MsB  
KU=+ 1,Jf  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 9 _b_O T  
下面就可以修改holder的operator=了 iAr]Ed"9|  
yno X=#`  
template < typename T > 5-RA<d#  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const V<i_YLYmJe  
  { <~Oy3#{  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); AX]cM)w  
} OQJ#>*?  
@$|8zPs  
同时也要修改assignment的operator() "(YfvO+  
#z5$_z?_  
template < typename T2 > 4M )oA|1w  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $vLGX>H  
现在代码看起来就很一致了。 v&)G~cz  
JKF/z@Vbe\  
六. 问题2:链式操作 "!9FJ Y  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 U1)!X@F{  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 =&"a:l  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ,ll<0Atg  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 @b9qBJfQ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 7NMy1'-q  
}3/|;0j$  
template < typename T > 6n:oEXM>  
struct result_1 ILIv43QKM(  
  { A D%9;KQ8  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; v hGX&   
} ; UZ;FrQ(l{  
z^o7&\:  
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: tPb<*{eG  
%w;wQ_  
template < typename T > j%)@f0Ng  
struct   ref yTR5*{?j  
  { "!R*f $  
typedef T & reference; aQj"FUL  
} ; pHzl/b8  
template < typename T > v[\GhVb  
struct   ref < T &> {yFMY?6rf  
  { ^8=e8O  
typedef T & reference; *pYawT  
} ; 0O?\0k;o  
#('GGzL6c  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: tI<6TE'!p#  
N *,[(q  
template < typename T > m>^vr7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const G2dPm}sZG  
  { nH}V:C  
  return l(t) = r(t); (7C$'T-ZK  
} @GWlo\rM6^  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 TPA*z9n+B  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 [M2xF<r6t  
|F +n7  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 _LFABG=  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: i8!err._  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 XZ"oOE0=  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >?jmeD3u  
最后的布局是: D^S"6v" z  
                Add MM*9Q`cB  
              /   \ @o6!  
            Divide   5 i(YR-vYK  
            /   \ ?L"x>$  
          _1     3 -Dwe,N"{2  
似乎一切都解决了?不。 {8556>\~  
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。 ybv]wBpM:  
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。 >@EwfM4[e  
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: }_D{|! !!T  
&MBm1T|Y  
template < typename Right > F$S/zh$)0  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const y]g5S-G  
Right & rt) const `( 'NH]^  
  { l%qfaU2  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Ckhw d  
} AZ SaI  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ,x utI  
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。 MhjIE<OI=  
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。 X([@}ren  
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。 75iudki  
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。 {<zE}7/2-  
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? wj8\eK)]L  
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: BkB9u&s^  
X=? \A{Y  
template < class Action > | Pqs)Mb]  
class picker : public Action ypNeTR$4  
  { ; hU9_e  
public : CoV @{Pi  
picker( const Action & act) : Action(act) {} .uB[zJc  
  // all the operator overloaded C't%e  
} ; 6n/KL  
;x&3tN/I  
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。 jX,A.  
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: c^R "g)gr  
<9x|)2P  
template < typename Right > fVYv 2  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const O O-Obg^  
  { ppu<k N  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [OFT!=.y &  
} t&-c?&FO\;  
fO83 7  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > z=4E#y `?U  
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。 \}Kad\)  
N@"e^i  
template < typename T >   struct picker_maker r<;Y4<,BZ  
  { F#o{/u?T  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 5a/3nsup5  
} ; \5b<!Nl  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > =nCV. Wf  
  { mo]>Um'F  
typedef picker < T > result; bBQHxH}vi  
} ; 9lX[rBZ  
V/)3d  
下面总的结构就有了: /x /W>J2  
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。 hysxHOL  
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。 6wb M$|yFj  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 nTsPX Tat  
至此链式操作完美实现。 3]>YBbXvE  
}'\M}YM  
E8o9ufj3  
七. 问题3 Y3xEFqMU  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 8g/r8u~  
R!WeSgKCs  
template < typename T1, typename T2 > cSj(u%9}  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O>ZJOKe  
  { hG3RZN#ejq  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); /Wy9 ".  
} TSsx^h8/  
l4OPzNc'  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: wDs#1`uTq  
+*RpOtss  
template < typename T1, typename T2 > P2)g%$ME  
struct result_2 l`];CALA4  
  { 1'5 !")r  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =IIE]<z  
} ; =PoPp  
hy:K) _  
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? @T-}\AU  
这个差事就留给了holder自己。 U9AtC.IG!  
    _[ `"E'  
YGLR%PYv"  
template < int Order > U3w*z6OG  
class holder; /zV0kW>N  
template <> tQ4{:WPG  
class holder < 1 > N?Ss/by8Sg  
  { S[uHPYhlA  
public : Vs[!WJ 7  
template < typename T > W/;qMP1"-  
  struct result_1 .]Z,O>N  
  { SiJX5ydz  
  typedef T & result; E9[8th,t  
} ; jdVdz,Y  
template < typename T1, typename T2 > Mq,_DQ  
  struct result_2 vGPaWYV  
  { )5bdWJ>l  
  typedef T1 & result; ?r~](l   
} ; Bb/aeLv  
template < typename T > jNseD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const YJwz*@l  
  { __||cQ  
  return (T & )r; BcoE&I?[m|  
} <kor;exeJ  
template < typename T1, typename T2 > %u|qAF2uS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~LzTqMHM  
  { >:P3j<xTv  
  return (T1 & )r1; RwwX;I"o%  
} x9CI>l  
} ; UJF }Ye  
Web8"8eD  
template <> !PrO~  
class holder < 2 > N:/$N@"Ge  
  { **O4"+Xi8  
public : H\!u5o&}`  
template < typename T > cjO,#W0&f  
  struct result_1 [G|2m_  
  { IN]bAd8"  
  typedef T & result; k .l,>s`!  
} ; @.iOFY  
template < typename T1, typename T2 > >heih%Ar0J  
  struct result_2 z*>CP  
  { cWM|COXL+  
  typedef T2 & result; I@q>ES!1H  
} ; `0Q:d'  
template < typename T > 7+u%]D!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const OiY2l;68  
  { 0?t!tugG  
  return (T & )r; @w:sNXz-  
} ;h3*MR  
template < typename T1, typename T2 > &f qmO>M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;3sT>UB  
  { $Y0bjS2J  
  return (T2 & )r2; M+^K,  
} #(*WxVE  
} ; 6YU2  !x  
C5RDP~au  
uf)W? `e~  
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> >。 Lou4M  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: |/lIasI  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: HNuwq\w  
J0p,P.G  
return l(i, j) = r(i, j); +;[`fSi  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) )3B5"b,  
L}a3!33)C  
  return ( int & )i; IL:"]`f*  
  return ( int & )j; A1ebXXD )  
最后执行i = j; \a]\j Zb  
可见,参数被正确的选择了。 t1Khf  
#CQ>d8&  
0XYO2 k  
{Rj'=%h  
_@prv7e  
八. 中期总结 }\ DQxHG  
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: j*:pW;)^  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?s"v0cg+  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 EShakV  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor YJ16vb9  
^]R0d3?>\  
Eq<#pX6  
56_KB.Ww~  
8:xQPd?3  
ycAQPz}=I  
九. 简化 5PL,~Y  
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。 -% f DfjP  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 \!V6` @0KC  
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: N~ozyIP,  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 >aWJ+  
  +-*/&|^等 6HqK%(  
2. 返回引用。 .yP 3}Nl  
  =,各种复合赋值等 oV!9B-<  
3. 返回固定类型。 X*yl% V  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ::`j@ ]  
4. 原样返回。 YWZF*,4  
  operator, j5)qF1W,  
5. 返回解引用的类型。 9,c>H6R7  
  operator*(单目) Q8~pIv  
6. 返回地址。 ~3Y NHm6V  
  operator&(单目) _/=ZkI5  
7. 下表访问返回类型。 vxt^rBA  
  operator[] 1<p"z,c  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 *sG<w%%  
  operator<<和operator>> } R/  
W[m_IY  
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。 yN o8R[M  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: UiEB?X]-l'  
J@TM>R  
template < typename Left > #"M Pe4  
struct value_return *j* WE\  
  { fytx({I .a  
template < typename T > e](=)h|  
  struct result_1 D/Wuan?yPN  
  { z,7^dlT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; o%5bg(  
} ; uSQ*/h-<)0  
s?E:]  
template < typename T1, typename T2 > X m3t xp#  
  struct result_2 mC7Y *  
  { ;~bn@T-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; >D;hT*3  
} ; e`rY]X  
} ; RVsNr rZ  
yi?&^nX@9,  
7a<qP=J  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait N [u Xo  
`IoX'|C[h  
下面我们来剥离functor中的operator() Chup %F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: |@HdTGD  
7e<Q{aB  
return l(t) op r(t) I@ k8^  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Jq#Cn+zW  
return op l(t) l}2WW1b(  
return op l(t1, t2) \PONaRK|[z  
return l(t) op $(R) =4  
return l(t1, t2) op !q/lgpEi  
return l(t)[r(t)] [mPdT^h  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 20qVzXi  
Q ?t  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: dmy-}.pqN  
单目: return f(l(t), r(t)); k I~]u  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); \G@6jn1G(  
双目: return f(l(t)); SA1/U  
return f(l(t1, t2)); G~L?q~b  
下面就是f的实现,以operator/为例 `RcNqPY#S  
RX1{?*r]Z  
struct meta_divide 4g9b[y~U  
  { \ c&)8.r  
template < typename T1, typename T2 > C(|5,P#5  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) +_dYfux  
  { \xxVDr.  
  return t1 / t2; i 8Xz  
} ~a%hRJg  
} ; RKkI/Z0  
NR&9:?  
这个工作可以让宏来做: *"\Q ~#W  
J#DcT@  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ HJR<d&l;p  
template < typename T1, typename T2 > \ zYdtQjv  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; i@Zj 7#e*  
以后可以直接用 )<F\IM  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) L"I] mQvd  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ?ljod6  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Ne7{{1  
-<!17jy  
1>VS/H`  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 p8dn-4  
X); Zm7  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Td1ba^J  
class unary_op : public Rettype *v ^"4  
  { O + & xb  
    Left l; !(K{*7|h  
public : b6vYM_ Q  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} -0 da"AB  
oB R(7U ~0  
template < typename T >  MK"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q'% o;z*  
      { _-J@$d%  
      return FuncType::execute(l(t)); sC_UalOC_  
    } /2Lo{v=0[  
JlQT5k  
    template < typename T1, typename T2 > @:9fS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t} i97;  
      { 7&1~O#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); m2CWQ[u  
    } chmJ|  
} ; oz6+rM6MY  
i:M*L< +  
.00=U;H%`  
同样还可以申明一个binary_op Jav2A6a  
]}7rWs[|1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pEj^x[b`^  
class binary_op : public Rettype pptM &Y  
  { MlK`sH6  
    Left l; zWs*kTtA  
Right r; .*~u  
public : `u\z!x'  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DsJn#>?Kh  
zk'K.! `^  
template < typename T > J.mewD!%z  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ioNa~F&  
      { Va Yu%  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &^n> ZY,  
    } rk,1am:cg  
g~c|~u(W  
    template < typename T1, typename T2 > Tj21YK.mk  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~]W[ {3 ;  
      { O| J`~Lk  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); E< CxKY9  
    } mzE$aFu8  
} ; Mq :'-`  
plx/}ah8  
~8xh0TSi  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 )d(0Y<e @  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 XyM(@6,'  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) d&T6p&V$  
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。 =Xy`"i{`(  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Z1$];Q\cX  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 XMEK5Z9Dd  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 \q|7,S,5  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) "bR'Bt  
下面是修改过的unary_op |\%F(d330  
3> \fP#oQ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > uOl(-Zq@  
class unary_op #W@% K9  
  { ]LBvYjMY  
Left l; @?3vRs}h  
  KT];SF ^Y  
public : ]bN&5.|  
nl'J.dJe  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} yMbcFDlBr  
<Hh5u~  
template < typename T > ;4kx>x*H  
  struct result_1 te;Ox!B&  
  { @0ov!9]Rw-  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; &cu] vw  
} ; *hZ~i{c,7  
N$%61GiulT  
template < typename T1, typename T2 > >{ECyh;  
  struct result_2 &7($kj  
  { y Tw',N{  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w.D4dv_H  
} ; o9 i#N  
Qb?y@>-[  
template < typename T1, typename T2 > OgKWgvy  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V9zywM  
  { ]PlY}VOY  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); mX@j  
} mNx,L+ 3  
*9dV/TT~f[  
template < typename T > gp$EXJ=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W1?!iE~tO  
  { 2 {mY:\  
  return OpClass::execute(lt(t)); |I}A> XG  
} Kd/[ Bs%  
Ehb?CnV#J  
} ; >HcYVp~G  
TwM1M["3  
&@4.;u  
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 NWJcFj_  
好啦,现在才真正完美了。 p*pn@z  
现在在picker里面就可以这么添加了:  Iys6R?~  
66~e~F}z  
template < typename Right > %Lp2jyv.  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const MUbhEau?  
  { 3`&VRF8  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); V< i<0E  
} W>Mse[6`c  
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。 \;-=ODC  
J4gI=@e  
d&aBs++T  
#D`S  
*CeQY M  
十. bind ;Ze"<U  
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。 /B,B4JI)/  
先来分析一下一段例子 ?CH?kP  
0NQ7#A  
MV0<^/p|  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 4ef*9|^x#  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 _YH<YOrMh  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ]`zjRRd  
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。 YO@hE>  
我们来写个简单的。 n 5~=qQK2  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: CgVh\4,a  
对于函数对象类的版本: s.^c..e75C  
*nYB o\@g  
template < typename Func > CV!;oB&  
struct functor_trait M4TrnZ1D}  
  { qs!>tw  
typedef typename Func::result_type result_type; a?zR8$t|  
} ; EkRdpiLB  
对于无参数函数的版本: "?i>p z  
5U0ytDZ2/(  
template < typename Ret > ,dHP`j ?  
struct functor_trait < Ret ( * )() > z@!^ow)`J  
  { Y*Y&)k6 t  
typedef Ret result_type; lq1[r~  
} ; rGTWcJ   
对于单参数函数的版本: 3AvVU]@&Z@  
`]K,'i{R  
template < typename Ret, typename V1 > ;c>>$lr  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > |yLk5e~@-  
  { G$cxDGo  
typedef Ret result_type; nHSTeF I?  
} ; uDILjOT  
对于双参数函数的版本: d4d\0[  
&bB6}H(  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > oz%h)#;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > /"(b.&  
  { wX-RQ[2X  
typedef Ret result_type; myD{sE2A  
} ; ;US83%*  
等等。。。 5\VxXiy 0  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy %z1{Kus  
65lOX$*{-  
template < typename Func > Jf_]Z  
struct func_return c`-YIz)W  
  { De;,=BSp  
template < typename T > (tJ91SBl  
  struct result_1 >RM 0=bO  
  {  \C|;F  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; w3<Z?lj:  
} ; EtGH\?d~]  
+d=~LQ}*  
template < typename T1, typename T2 > 7. %f01/i  
  struct result_2 -<O JqB  
  { -dl}_   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0[lS(K  
} ; D2Y&[zgv  
} ; F b1EMVu  
ab{;Z 5O  
gC0;2  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *0O<bm  
>5c]aNcv  
template < typename Func, typename aPicker > otU@X 3<_  
class binder_1 _]P a>8X*  
  { _=uviMuE  
Func fn; %=BtOM_2  
aPicker pk; . /Y&\<  
public : s}jlS  
1sD~7KPg?  
template < typename T > Pow|:Lau!  
  struct result_1 r9?o$=T  
  { TNx_Rc}  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \F[n`C"Is  
} ; ?k"0w)8  
7 xUE,)?  
template < typename T1, typename T2 > 3Mw}R6g@#  
  struct result_2 &uPDZ#C-  
  { dnix:'D1  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Hv3W{|  
} ; +B#qu/By  
gNTh% e  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 1f<RyAE?5  
cu<y8 :U<  
template < typename T > ~,T+JX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L/)B}8m\  
  { *y{+W   
  return fn(pk(t)); goB;EWz  
} gd K*"U  
template < typename T1, typename T2 > F, zG;_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _1P`]+K\D$  
  { PzLJ/QER  
  return fn(pk(t1, t2)); YN/u9[=`  
} C *a,<`  
} ; q4) Ey  
GJvp{U}y9I  
n_J5zQJ  
一目了然不是么? Jns/v6  
最后实现bind <z',]hy  
+ZX .1[O  
Y3<b~!f  
template < typename Func, typename aPicker > X CzXS.  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) +|9f%f6vp  
  { Y_+ SA|s  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); y[7C% Wj  
} /,X7.t_-  
9l#gMFknI  
2个以上参数的bind可以同理实现。 IYLZ +>  
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。 $.9 +{mz  
'<W<B!HP5Z  
十一. phoenix !x8kB Di,  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: L $SMfx  
T!(sZf  
for_each(v.begin(), v.end(), 7x(v?  
( .D!WO  
do_ w]}f6VlEl  
[ ^( DL+r,  
  cout << _1 <<   " , " 6(>WGR  
] k&!6fZ)  
.while_( -- _1), $7Cgo&J  
cout << var( " \n " ) {U^j&E  
) <W2ZoqaV  
); xdqK.Z%  
fQO ""qh  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: U:\p$hL9  
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 BtzYA"  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 F*,5\s<  
那么我们就照着这个思路来实现吧: mVt3WZa  
ncj!KyU  
#hy+ L  
template < typename Cond, typename Actor > [8TS"ph>  
class do_while :mP9^Do2;  
  { <n\i>A3`,S  
Cond cd; qEZ!2R^`G  
Actor act; 1LX)4TCC  
public : 'mJ13  
template < typename T > R B%:h-t4  
  struct result_1 4dD2{M  
  { kf'=%]9#_T  
  typedef int result_type; djfU:$!j&  
} ; >9MS" t  
I3PQdAs~&h  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *x!LKIpv  
&Q~)]|t  
template < typename T > UhdqY]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .zIgbv s  
  { Hr&Ere8.4p  
  do ~5T$8^K  
    {  HD H  
  act(t); lCHo+>\Z  
  } ?aFZOc4   
  while (cd(t)); c})wD+1  
  return   0 ; u-:MVEm  
} LZa% x  
} ; xj7vI&u.  
T0Q51Q  
MO TE/JG  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). <%&_#<C)  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 hX3@f;[B2  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Q vJZkGX  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 =|"= l1  
下面就是产生这个functor的类: gvlFumg2  
(gU2"{:]J  
]w-.|vx  
template < typename Actor > F 3s?&T)[G  
class do_while_actor DN<M?u]  
  { ?<6@^X"  
Actor act; c$A@T~$  
public : -"tY{}z  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} kP?_kMOx  
qlvwK&W<QM  
template < typename Cond > TL@mM  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ^e%k~B^  
} ; =J xFp, Xr  
O"iak  
>jKjh!`)!e  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 1mix+.d  
最后,是那个do_ wPgDy  
Si R\a!,C  
h1-Gp3#  
class do_while_invoker p#=;)1  
  { ai9  
public : s [T{c.F  
template < typename Actor > /B[}I}X  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const U!Mf]3  
  { x,uBJ  
  return do_while_actor < Actor > (act); U6c@Et,  
} . pP7"E4]  
} do_; ,cD1{T\  
5k~\or 5_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? m9!DOL1pl  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 A_F0\ EN*  
最后来说说怎么处理break和continue }*Zo6{B-  
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。 - wWRm  
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