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
  • 4114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 SWQ5fcPu  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 kc @[9eV  
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, zG9Y!SY\-  
ryCI>vJz  
Y$Y_fjd_  
& )vC;$vD`  
  class filler jhu&& ==\f  
  { CkD#/  
public : ;SaX;!`39+  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Y&_&s7z  
} ; NqEA4C  
dBe`p5Z  
&A)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: A~ +S1  
s]mY*@a%  
dd%h67J2<  
WxJf{=-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); \ZhfgE8{%  
]Xf% ,iu  
'XofD}dm  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Q7C;1aO  
4*mS y  
6{+{lBm=y  
_5m#2u51i  
二. 战前分析 P*@2.#oO  
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。 t" 7yNs(I  
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 'd&0Js$^  
$w0lrh[+  
f<*Js)k  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); HXYRH  
  /* --------------------------------------------- */ 3a 1u  
vector < int *> vp( 10 ); Cc<,z*T  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); d,tU#N{Q6  
/* --------------------------------------------- */ mBJeqG  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); HU-QDp%*r7  
/* --------------------------------------------- */ xIGfM>uq  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ''^Y>k  
  /* --------------------------------------------- */ "/6:6`J  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); {W~q z^>u4  
/* --------------------------------------------- */ NeBsv= [-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ;?~$h-9)  
saAxGG  
 4)4+M  
-0eq_+oQ  
看了之后,我们可以思考一些问题: uy^   
1._1, _2是什么? V&|Ed  
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。 ?EpSC&S\  
2._1 = 1是在做什么? E)-r+ <l  
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。 }KKY6D|d>  
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。 %#Z/2<_  
.R8 HZ}3  
W$o2 7f  
三. 动工 #9 fWAF  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: X!},8}~J~  
*;U'[H3Q  
9lj!C '  
rgf#wH%hN  
template < typename T > GF:`>u{C  
class assignment @@g\2Gs  
  { y"<))-MH  
T value; pdb1GDl0q  
public : s(LT  
assignment( const T & v) : value(v) {}  6vTo*8D  
template < typename T2 > C"qU-&*v  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } H:JLAK  
} ; W85@v2b  
Dbaf0  
ow;R$5G  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *P!e:Tm)  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3!o4)yJWx  
$ RwB_F  
oi&Wo'DX  
vF/ =J  
  class holder  ,chf~-d  
  { ]$ b<Gs  
public : #W2[  
template < typename T > Y'3}G<'%  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const asgF1?r  
  { FNQX7O52  
  return assignment < T > (t); {8EW)4Hf  
} ExXM:1 e26  
} ; _uu<4c   
cj|*_}  
x/MZ(A%D  
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: Q_"\Q/=?Do  
o:dR5v  
  static holder _1; (5Tvsw`  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 }^K/?dM  
}T0K^Oe+eS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); p(m1O70 C  
而不用手动写一个函数对象。 qy!Ou3^  
YIp-Y}6  
sK=}E=  
a)! g7u  
四. 问题分析 ]Lqt( c  
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。 mN5 8r"!J  
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。 68'>Zbelb  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %im#ww L%  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ) I@L+  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 W {.78Zi9K  
|\uYv|sT  
五. 问题1:一致性 -,":5V26  
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?| 2 vKx]w  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 F[7x*-NO-  
k6?cP0I)5  
struct holder <<|H=![  
  { qq0?e0H  
  // Y &r]lD  
  template < typename T > M_D6i%b^  
T &   operator ()( const T & r) const lZt(&^T  
  { jB^OP1  
  return (T & )r; "] -],K  
} +MO E  
} ; ^!;=6}YR  
, Ut Hc]  
这样的话assignment也必须相应改动: -05U%l1e  
3@O0^v-  
template < typename Left, typename Right > gS"Q=ZK"  
class assignment r7!J&8;{K  
  { 9 K  
Left l; )3muPMaY  
Right r; $ A-b vL  
public : Gwd{#7FM`  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} HrqF![_  
template < typename T2 > XqR{.jF.  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } T"E(  F  
} ; ~k4W<   
^,2c-  
同时,holder的operator=也需要改动: 5y_"  
=!-5+I#e  
template < typename T > _& 4its  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ^^$vR[7  
  { #Y,A[Y5jX  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); .Tm- g#  
} bv\ A,+  
Zy wK/D  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 IB7tAG8  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 T2Z[AvNXFk  
<e6=% 9  
return l(rhs) = r; {=At#*=A  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 hZNEv|  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A:Rw@ B$  
~2N-k1'-'  
template < typename Tp > "L~@.W!@  
class constant_t ^[M~K5Y  
  { hrM"Zg  
  const Tp t; 5(}H ?  
public : d7bjbJwu  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} = ?N^>zie  
template < typename T > D$_8rHc\A  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const &R\XUxI  
  { .w FU:y4r  
  return t; lfMH1llx  
} 2_olT_#  
} ; \!X?zR_  
j3 P RAe  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Rx. rj~  
下面就可以修改holder的operator=了 tmxPO e  
BpXEK.Xw  
template < typename T > HRRngk#lV  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const f0F#Yi{fw  
  { VA]ZR+m  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); urxqek  
} tq E>Zx=X  
)b9I@)C  
同时也要修改assignment的operator() aVK()1v]  
[>uwk``_  
template < typename T2 > iy 3DX|]  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [oHOHp/V  
现在代码看起来就很一致了。 Pw #2<>  
M-91 JOt~  
六. 问题2:链式操作 ],V kp  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <<BQYU)Ig  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 )% |r>{  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /lUk5g^j  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 S^g]:Xh&  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct :A$wX$H01  
>#i $Tw  
template < typename T > xucIjPi]  
struct result_1 .%hQJ{vf-^  
  { wR1K8b".DC  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; T.euoFU{Z  
} ; k*9%8yi_ U  
{1HB!@%,(  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: rH^/8|}&s  
"11j$E9#\n  
template < typename T > <d<RK@2-  
struct   ref AuM:2N2  
  { e>(Wvb&4  
typedef T & reference; s_` V*`n&  
} ; ^*zW"s  
template < typename T > B$EK_@M  
struct   ref < T &> IHfSkFz`j  
  { i-Ljff  
typedef T & reference; I9s$bRbT  
} ; Q~CpP9%  
 XDvq7ZD  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,9$>d}N  
n=SzF(S[M  
template < typename T > :6sGX p  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 'XME?H:q a  
  { K/A ? ]y  
  return l(t) = r(t); 0 wYiu  
} u;{T2T  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 HO G=c!b  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 kOzt"t&  
:'b%5/ ^q  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 +"G(  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: |3W3+Rn!  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 7vdHR\#;$  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 qFGB'mIrFz  
最后的布局是: pJ$(ozV  
                Add jS}'cm-  
              /   \ A<1l^%i  
            Divide   5 FL~9</  
            /   \ >R) F}  
          _1     3 CYMM*4#  
似乎一切都解决了?不。 5]Z]j[8Y  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 } pSt@3o,  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 N)Qlkz$X  
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: ^w ]1qjGw  
jBGG2[hV  
template < typename Right > nEuct4BcL}  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Y~}QJ+`?  
Right & rt) const .M`LUb"!  
  { U0ns3LirP  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 'II vub#q  
} G-ZrM  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 R\i]O  
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。 ($,iAb  
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。 sL;z"N@PK  
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。 SIJ# ?0,  
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。 fjF!>Dy  
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? G<Th<JF)Q  
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: k^~@9F5k  
h7)VJY  
template < class Action > 6Eij>{v  
class picker : public Action FDZeIj9uF  
  { 1'gKZB)TG7  
public : /,-h%gj  
picker( const Action & act) : Action(act) {} knI*-  
  // all the operator overloaded @DUN;L 4  
} ; 2"B}}  
LJ:mJ#  
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。 7v.#o4nPK  
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: D6"~fjHh  
[+Yl;3 &]  
template < typename Right > (bM)Nd  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const  [ ((h<e  
  { ~k"eE V p  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0#2T0zk  
} xop-f#U*  
BvNl?A@]A  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > &*LA_]1@  
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。 d8VWi*  
YY1{v?[  
template < typename T >   struct picker_maker [w+yQ7P  
  { OYQXi  
typedef picker < constant_t < T >   > result; QfKR pnj(o  
} ; OcyiL)tv5  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > V!jK3vc  
  { .eZPp~[lAN  
typedef picker < T > result; d "QM;9  
} ; KY;uO 8Te  
,'/HcF?yf  
下面总的结构就有了: IF,i^,  
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。 $X{B* WF  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 nph7&[xQI  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :e5:\|5*5  
至此链式操作完美实现。 8ItCfbqa6  
S&;T_^|  
_#y(w%  
七. 问题3 \#IJ=+z   
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 d&$.jk8 2  
Y`E {E|J  
template < typename T1, typename T2 > Xs.$2  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1"~O"msb  
  { KqG/a  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); J7 Oa})-+'  
} WOe{mwhhj  
24.7S LXO  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: =0jmm(:Jh  
62k9"xSH  
template < typename T1, typename T2 > ^=heen<S%  
struct result_2 [<@A8Q5,y  
  { 8\W3Fv Q  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Lv`8jSt\  
} ; 71}L# nQ  
F|h ,a;2  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? TYmUPS$  
这个差事就留给了holder自己。 f0N)N}y  
    Q KDb  
c)n0D=  
template < int Order > 6@,'m  
class holder; Q T0IW(A  
template <> 6cgpg+-a  
class holder < 1 > )\:lYI}Wpm  
  { *cI6 &;y  
public :  !z "a_  
template < typename T > ->RF`SQu  
  struct result_1 nEa'e5 lg  
  { +0JH"L5!  
  typedef T & result; Pv/%s) &y&  
} ; /4f 5s#hR  
template < typename T1, typename T2 > pRDON)$  
  struct result_2 leX7(Y;!a7  
  { GakmROZ@9  
  typedef T1 & result; qQ?,|4)y  
} ; *BP\6"X  
template < typename T > 1z $}*`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const u\Erta`  
  { 2+r )VF:  
  return (T & )r; EnsNO_"e|  
} @poMK:  
template < typename T1, typename T2 > 4BUK5)B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const PL$(/Z  
  { !m/Dd0  
  return (T1 & )r1; v2W"+QS}u  
} Ej{eq^n  
} ; LYxlo<f  
$'I$n  
template <> d9Ow 2KrC  
class holder < 2 > y1jGf83  
  { 41+E UMc  
public : D+vl%(g  
template < typename T > $M8>SLd  
  struct result_1 aaa#/OWQZ  
  { .AmM%I4K  
  typedef T & result; VQW)qOR9  
} ; \Kzt*C-ZH  
template < typename T1, typename T2 > 88+\mX;A#  
  struct result_2 -T>wi J  
  { M$5%QM}  
  typedef T2 & result; :R_#'i  
} ; +ouy]b0`t  
template < typename T > >i#_)th"U!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const '%|20 j  
  { \"sSS.'  
  return (T & )r; *"9)a6T t+  
} jP7+s.j>  
template < typename T1, typename T2 > %imBGh  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const S|5lx7  
  { HDae_.  
  return (T2 & )r2; .WPR}v,.Z  
} ]&tr\-3  
} ; xYkgNXGs5  
@x>$_:]  
v %PWr5]  
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> >。 ^zluO   
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: N=?kEX O  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: i!+3uHWu`)  
" ih>T^|  
return l(i, j) = r(i, j); 5Z>pa`_$2  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Qd)cFL "v  
$8yGY  
  return ( int & )i; CR|&VxA  
  return ( int & )j; kjKpzdbD  
最后执行i = j; JgjL$n;F  
可见,参数被正确的选择了。 dmMr8-w  
# *aGzF  
@Y<ZT;J  
A ** M"T  
3,cE/Ei  
八. 中期总结 1#X= &N  
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: "jN-Yd,z  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Y`_X@Q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 >b"z`{tE  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {O,M}0Eg  
 F3r  
lp%.n= '\  
JX,#W!d  
1AkHig,  
YM/3VD  
九. 简化 b)`#^uxxJ  
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。 rZCAj  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 tVh4v#@+  
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: .AI'L|FQ%c  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 [^BUhm3a  
  +-*/&|^等 Z.OrHg1  
2. 返回引用。 ``)1`wx$  
  =,各种复合赋值等 %oKc?'L0  
3. 返回固定类型。 lNeF>zz  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) >nW}zkfn  
4. 原样返回。 m~IWazj;A  
  operator, K1{nxw!`  
5. 返回解引用的类型。 &)}:Y!qiu  
  operator*(单目) >xMhA`l  
6. 返回地址。 t }C ^E  
  operator&(单目) >(4S `}K  
7. 下表访问返回类型。 r@ *A   
  operator[] -oT+;2\2  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 iwx0V  
  operator<<和operator>> F,2#;t4  
4O"kOEkKT>  
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。 >{) #|pWU  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ph (k2cb  
b2kbuk]  
template < typename Left > dC|#l?P  
struct value_return #$rT 4N c;  
  { $P9$ ,w4  
template < typename T > `V2j[Fz  
  struct result_1 QN8Hz/}\  
  { 5va&N<U  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; gJ~*rWBK:  
} ; U$J_:~  
/;m!>{({)  
template < typename T1, typename T2 > ;m:GUp^[  
  struct result_2 8VGXw;(Y,d  
  { (mr` ?LI}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; [|O6n"'  
} ; :=7;P)  
} ; BjJ gQ`X  
YHtI%  
L k+1r8  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait \I{A33i2w  
rX d2[pp  
下面我们来剥离functor中的operator() Y]0y -H  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ghR]$SG  
fB}5,22  
return l(t) op r(t) ,/U 9v~  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) uKzz/Y{  
return op l(t)  ,qqV11P]  
return op l(t1, t2) <:t\P.  
return l(t) op J%B?YO,  
return l(t1, t2) op zQfxw?~A  
return l(t)[r(t)] yC$7XSr=  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] BV:,b S  
j!n> d  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: +Z0E?,Oz  
单目: return f(l(t), r(t)); ~m&oa@*=y  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3<E$m *  
双目: return f(l(t)); v@SrEmg  
return f(l(t1, t2)); jM<Ihmh|  
下面就是f的实现,以operator/为例 -^"?a]B  
~H~4 fp b  
struct meta_divide FJiP>S[]  
  { z:7F5!Z  
template < typename T1, typename T2 > ?bA]U:  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 9}_f\Bs  
  { DYl{{L8@  
  return t1 / t2; haK5Oe/cE  
} IsL/p3|  
} ; ,gD i)]  
d7gSkna`5c  
这个工作可以让宏来做: = F<`-6  
7[ji,.7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ C(+BrIS*  
template < typename T1, typename T2 > \ EZW?(%b>H  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; h2 <$L  
以后可以直接用 4(ZV\}j1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >GRuS\B  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 %c{)'X  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) K.zs;^  
0~+ k  
vBXr[XoC  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 AV! cCQ  
t9{EO#o' k  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yh<aFYdk  
class unary_op : public Rettype =,]M$M  
  { 2F{IDcJI\  
    Left l; .[A S  
public : =c 4U%d2  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} J6P Tkm}^  
q;JQs:U!  
template < typename T > s:H1v&t,<  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gQwmYe  
      { cxdM!L; `  
      return FuncType::execute(l(t)); SO"P3X  
    } 1)ne-e  
#Xly5J  
    template < typename T1, typename T2 > MG>;|*$%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,//=yW  
      { =G6@:h=  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); |7'W)s5.  
    } Qg=~n:j  
} ; _A*0K,F-  
"Q4{6FH+mB  
#u^d3 $Nj  
同样还可以申明一个binary_op } d6^  
"?-s Qn  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > eH6cBX#P.  
class binary_op : public Rettype WkE;tC*  
  { l:HuG!  
    Left l; vD t? N9  
Right r; xH uyfQLk  
public : ww,'n{_  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} g> f394j  
$-73}[UA 4  
template < typename T > `PfC:L  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]vMft?  
      { S0cO00_ob  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); hrK^oa_[W  
    } IT|CfQ [D  
aL}_j#m{  
    template < typename T1, typename T2 > v3Kqs:"\  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pm+[,u!i  
      { 3( kZfH~  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); X +R_TC  
    } }dCnFZ{K3  
} ; l"/Os_4O  
E:AXnnGKO  
T28#?Lp6]  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 4j5plm=  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 XT)@)c7j  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `KN{0<Ne  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 %BJ V$tO  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! " PPwJ/L(  
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。。。 2cL<`  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 u}$3.]-.?T  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) kmwFw>#  
下面是修改过的unary_op (#~063N,#  
+}]xuYzo  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > hdzaU&w  
class unary_op p6p_B   
  { hI$an%Y(  
Left l; A]1](VQ)4  
  o'G")o  
public : <pCZ+Yv E"  
3f0RMk$pH  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ~9=g"v  
V.qB3 V$  
template < typename T > oT OMqR{"  
  struct result_1 %0 S0"t  
  { v2NzPzzyb  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; S"*wP[d.9  
} ; ynhH5P|6,  
5n<Efi]j  
template < typename T1, typename T2 > A#}IbcZ|b  
  struct result_2 *=rl<?tX  
  { @L0.Z1 ).  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _:J! |'  
} ; q4{ 6@q  
yd $y\pN=<  
template < typename T1, typename T2 > K\#+;\V  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~_Aclm?  
  { S[Et!gj:  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /n_N`VJ7H  
} HjrCX>v  
lq74Fz&(  
template < typename T > &12.|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 92EvCtf  
  { R"jX9~3Ln  
  return OpClass::execute(lt(t)); $4m{g"xL  
} z?7pn}-  
Lq:Z='Kc  
} ; qbjRw!2?w  
o4xZaF4+  
ral0@\T  
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 >Gkkr{s9  
好啦,现在才真正完美了。 =Z2sQQVS  
现在在picker里面就可以这么添加了: tq{ aa  
rc"yEI-``"  
template < typename Right > qSON3Iid  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 2!A/]:[F  
  { d:3G4g  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); WK-WA$7\  
} 6H@=O 1W  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ]O^!P,l)"  
 V}&  
_15r!RZ:1  
w1[F]|  
a!;?!f-i  
十. bind ?g 1%-F+  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 I%|W O*x  
先来分析一下一段例子 US-P>yF  
pl5!Ih6  
M*nfWQ a  
int foo( int x, int y) { return x - y;} dI3U*:$X  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 k z<We/  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 )!'SSVaRs  
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。 @X:P`?("^  
我们来写个简单的。 bV}43zI.  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: vI4St;  
对于函数对象类的版本: t ;(kSg.  
wJip{  
template < typename Func > {{j?3O//  
struct functor_trait Wcbb3N$+  
  { +PjH2  
typedef typename Func::result_type result_type; vV8}>  
} ; 0e&Vvl4DK  
对于无参数函数的版本: |dXmg13( -  
S~hNSw (-  
template < typename Ret > -[Q%Vv!8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > &q>=6sQvf  
  { 3eD#[jkAI;  
typedef Ret result_type; rk `x81  
} ; +h"RXwlBM  
对于单参数函数的版本: |d K_^~;o  
't]=ps  
template < typename Ret, typename V1 > ,JX/` 7y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ygh*oVHO  
  { S Bs_rhe  
typedef Ret result_type; ;a2TONW   
} ; 42mdak}\  
对于双参数函数的版本: C*=#=.~~{  
p "u5wJ_  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Ji gc@@B.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > .M!HVq47m  
  { d n3sh<  
typedef Ret result_type; K[O'@v  
} ; s#>Bwn&b)  
等等。。。 j*xxOwf  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy {x  s{  
ULj'DzlfH  
template < typename Func > iXeywO2nP  
struct func_return zmF_-Q`c  
  { F|9 W7  
template < typename T > Qn_*(CSp  
  struct result_1 *s} dtJ  
  { "9aiin  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ; 7k@_  
} ; Mz_*`lRN  
|}t[- a  
template < typename T1, typename T2 > /aP4'U8ov  
  struct result_2 W&qE_r  
  { %&0_0BU  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8V?O=3<a  
} ; HsO4C)/  
} ; \:, dWL u  
Cwl#(; @  
0& 54xP  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 `L/\F,  
NLf6}  
template < typename Func, typename aPicker > l*rli[No  
class binder_1 D=i)AZqMPp  
  { y ~7]9?T  
Func fn; G$ ( B26  
aPicker pk; Ou>L|#=!  
public : %3!DRz  
g4^=Q'j-  
template < typename T > Yjx*hv&?  
  struct result_1 g)nsP  
  { FMh SHa/B  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; RX3P %xZ  
} ; bVaydJ*  
x8|sdZFxo  
template < typename T1, typename T2 > `KgIr,Q)  
  struct result_2 HG{r\jh  
  { W{B)c?G]  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ~ (I'm[  
} ; 2|8e7q:+*  
Hx5t![g2K!  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}  74i  
}}y~\TB~}  
template < typename T > ~`~mnlN  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const . Lbu[  
  { JI##l:,7r  
  return fn(pk(t)); 9Kf# jZ  
} {]ie|>'=C  
template < typename T1, typename T2 > h2<Y*j  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JL.noV3q$  
  { =wE1j  
  return fn(pk(t1, t2)); '[V}]Z>-  
} x=s=~cu4,  
} ; 5F&xU$$a-  
8$4@U;Vh;  
Y=94<e[f"  
一目了然不是么? no ).70K  
最后实现bind M@%$9N)gd  
KElzYZl8  
99)md   
template < typename Func, typename aPicker > 3z5w}qN] M  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) W(.q. Sx>  
  { >..C^8 "  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Uskz~~}G  
} :.u[^_   
tgz  
2个以上参数的bind可以同理实现。 <Wqk5mR  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 bLSXQStB  
N{rC#A3  
十一. phoenix 8Evon&G59  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 4K{<R!2I  
1HPYW7jk@"  
for_each(v.begin(), v.end(), <e)5$Aj  
(  # ub!  
do_ u6tD5Y  
[ NWx.l8G  
  cout << _1 <<   " , " ;]/>n:[ E  
] "kH Ft|%@  
.while_( -- _1), zPWJ=T@N  
cout << var( " \n " ) o$ disJ  
) CI%4!K;{  
); iPoh2  
n^kszIu~  
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: N!RkV\:X  
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 V) Oj6nD]  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 OZ,%T9vP  
那么我们就照着这个思路来实现吧: { [Sd[P  
m 3k}iIU7  
~Q4 emgBD  
template < typename Cond, typename Actor > [3&Y* W  
class do_while DSb/+8KT  
  { 'Ll,HgU;  
Cond cd; 6h8fzqRzc  
Actor act; L&*/ s&>b  
public : sA!,)'6  
template < typename T > >M1m(u84#  
  struct result_1 AiMD"7 )c  
  { E}&Z=+v}  
  typedef int result_type; F^knlv'  
} ; kWkAfzf4a  
0qND2_  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} k#*tf:R  
q].n1w [  
template < typename T > &tKr ?l  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const WcE{1&PXx  
  { L!fiW`>0G  
  do *p&c}2'  
    { 8Df(|>mK  
  act(t); TttD}`\.  
  } +aa( YGL  
  while (cd(t)); {Vg8pt  
  return   0 ; gtizgUS7  
} MGoYL \  
} ; YbX3_N&  
4O~E4" ]  
)}{V#,xz@  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). l,(Mm,3  
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。 `/+%mKlC|[  
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。 2`|1 !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。 }\p>h  
下面就是产生这个functor的类: \Pv_5LAo  
^7cZ9/3  
wTT_jyH)  
template < typename Actor > g`(' k5=  
class do_while_actor =SY5E{`4p  
  { OB-2xmZW  
Actor act; N001c)*7Q  
public : IO, kGUS  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} i Eh -  
>%vw(pt  
template < typename Cond > G|WO  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; v\LcZt`}  
} ; m@qM|%(0x  
Qf?5"=:#  
$m$tfa-  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 lP9XqQ(  
最后,是那个do_ hX?rIx  
( Lp~:p  
-85]x)JE  
class do_while_invoker ~hJ/&,vH!  
  { ;THb6Jz/+  
public : M!KHBr  
template < typename Actor > 8UA bTqB-  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ulcm  
  { X<6Ro es2  
  return do_while_actor < Actor > (act); !>%U8A  
} OI=LuWGQE1  
} do_; 7.-g=Rcz  
ZjlFr(  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? cy0 %tsB|  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 \ow3_^Bk  
最后来说说怎么处理break和continue u9d4zR  
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。 bo;;\>k  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八