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
  • 5946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 GX!G>  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3</_c1~  
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, )hn6sXo+  
HSE!x_$  
{0Yf]FQb-a  
RNEp4x  
  class filler h,u, ^ r  
  { n`?aC|P2s  
public : )Pa'UGY  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Fx_z6a  
} ; H7&8\ FNa  
wtQ++l%{G  
Olt?~}  
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: qdJ=lhHM}  
wY{-BuXv  
TVtvuvQ2K  
 L2[($l  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Y|F9}hj(  
ios&n)W&  
O_ muD\  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7?!d^$B  
#_ ;lf1x!  
5FPM`hLT  
~OYiq}g  
二. 战前分析 6RU~"C  
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。 av8B-GQI*#  
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 iJ)_RSFK  
I3{PZhU.  
\g&,@'uh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2G & a{  
  /* --------------------------------------------- */ vFzRg5lH  
vector < int *> vp( 10 ); PfAgM1   
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); aB2F C$z  
/* --------------------------------------------- */ 6m/r+?'  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); DZ 3wCLQtK  
/* --------------------------------------------- */ J\} twYty  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); e }?db  
  /* --------------------------------------------- */ &.)^ %Tp\z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); &T?RZ2  
/* --------------------------------------------- */ n:I,PS0H<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); q5J5>  
.O5Z8 p  
*2>&"B09`  
'2A)}uR  
看了之后,我们可以思考一些问题: > ym,{EHK  
1._1, _2是什么? ihhDOmUto  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 q<x/Hat)  
2._1 = 1是在做什么? ;0]aq0_#(  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 n$A9_cHF7  
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。 6fE7W>la  
L Tm2G4+]  
U#7#aeI  
三. 动工 y;m|  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5zK4Fraf  
D=A&+6B@-  
1sy[ @Q2b  
9R!atPz9  
template < typename T > *?@?f&E/  
class assignment `f,/`''R  
  { ^2:p|:Bz!l  
T value; T= 80,  
public : 9!ngy*\x  
assignment( const T & v) : value(v) {} \Gef \   
template < typename T2 > rm'SOJVA  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } h ]5(].  
} ; (fH#I tf  
^)/0yB  
@Z_x.Y6  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 x;O[c3I  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment &N$<e(K  
LRxZcxmy  
do hA0  
EgEa1l!NSQ  
  class holder B6+khuG(  
  { *xAqnk   
public : B&M%I:i  
template < typename T > +q<jAW A  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const RXMISt3+{y  
  { Gq)]s'r2  
  return assignment < T > (t); l ~"^7H?4e  
} 93>jr<A  
} ; +%z> H"J.  
~Y[r`]X`"m  
EmWn%eMN  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: wq`s-qZu  
@Rze| T.  
  static holder _1; 3)wN))VBX  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3Y4?CM&0v  
]"As1"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0@0w+&*"@  
而不用手动写一个函数对象。 *->W^1eGM  
C\3rJy(VJ  
jxJ8(sr$  
_IHV7*u{;  
四. 问题分析 [o#oa k{U  
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。 *\a4wZ6<3  
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。 :wyno#8`-  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 W &W5lArr  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 IZ-1c1   
下面我们可以对这几个问题进行分析。 yf.~XUk^  
\[i1JG  
五. 问题1:一致性 Pl06:g2I  
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?| wc@X.Q[  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 y3Qsv  
;6 D@A  
struct holder e;q!6%  
  { wo{gG?B  
  // %g$o/A$  
  template < typename T > vkV0On  
T &   operator ()( const T & r) const LKB$,pR~1l  
  { nsC3  
  return (T & )r; ,.8KN<A2]'  
} H [\o RId  
} ; CI0C1/:@  
3AtGy'NTp  
这样的话assignment也必须相应改动: !;v|'I  
<8&au(I,vB  
template < typename Left, typename Right > e2TiBTbQaF  
class assignment x.6:<y  
  { !sP {gi#=  
Left l; <oV(7  
Right r; ORw,)l  
public : zT]8KA   
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BoWg0*5xb  
template < typename T2 > ;7V%#-  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } nPl?K:(  
} ; ql{ OETn#  
#&aqKV Y  
同时,holder的operator=也需要改动: OX!tsARC@  
L|xbR#v  
template < typename T > sf87$S0  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const j{A y\n(  
  { Qd$nH8EDY  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); }2.`N%[  
} ,!y$qVg'\f  
#OD/$f_  
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。 Jhhb7uU+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1};Stai'  
6SkaH<-&K  
return l(rhs) = r; 'Aq{UGN  
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。 Yujiqi]J;  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: aP+X}r  
(exa<hh  
template < typename Tp > <uw9DU7G  
class constant_t f+,qNvBY/  
  { DU/]  
  const Tp t; m@v\(rT.  
public : N +_t-5  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} &.Qrs :U  
template < typename T > c9 _ rmz8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9vc2VB$  
  { %RRNJf}z  
  return t; K;H&n1  
} R"t,xM  
} ; Hd ={CFip  
+_oJ}KI  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 c]o'xd,T8\  
下面就可以修改holder的operator=了 D.u{~  
eJX9_6m-  
template < typename T > (vJNHY M  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const G}raA%  
  { |3"KK  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); \?k'4rH  
} :J&oX <nF^  
.|fH y  
同时也要修改assignment的operator() "JV_2K_i  
[]1C$.5DD  
template < typename T2 > 5e^ChK0Q  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } SZ'R59Ee<  
现在代码看起来就很一致了。 o|<!"AD7  
m&,(Jla  
六. 问题2:链式操作 ul>3B4  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 u `6:5k  
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。 c-6?2\]j@  
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。 ;h  
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。 6?J i7F  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct xfe+n$~ c  
nmKp[-5  
template < typename T > n;Vs_u/Nx  
struct result_1 Kis"L(C  
  { 33B]RGq  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; BW*rIn<?G  
} ; Iit; F  
. 3T3E X|G  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: UySZbmP48  
7ZWgf"1j  
template < typename T > &d^m 1  
struct   ref DsCcK3 k  
  { SoSb+\* @h  
typedef T & reference; >_T-u<E  
} ; c4eBt))}V  
template < typename T > m~0/&RA  
struct   ref < T &> HY:o+ciH'  
  { 6mxfLlZ  
typedef T & reference; kUrkG80q|  
} ; sS'm!7*(3  
M-Y_ Wb3  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: S3 Xl  
d|Lj~x|  
template < typename T > sWnLEw  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const z5*'{t)  
  { l}A93jSL  
  return l(t) = r(t); )=_,O=z$K  
} N2<!}Eyu  
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。 +Q"4Migbe@  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 dJNe+ MB`  
*_\_'@1|J)  
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 $c(nF01  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 1f=gYzuO)  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 uiR8,H9*M  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 0[W:d=C`a  
最后的布局是: t!7-DF|N  
                Add p947w,1![  
              /   \ <*cikXS  
            Divide   5 O k=hT|}Y  
            /   \ lA8`l>I  
          _1     3 f x+/C8GK  
似乎一切都解决了?不。 }`m/bgtFX  
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。 oE]QF.n#  
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。 Jij*x>K>y  
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: Bh-ym8D  
8&b,qQ~  
template < typename Right > 89(Q1R ?:  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const sdw(R#GE  
Right & rt) const ?hy&  
  { *VxgARIL  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /jJw0 5;L  
} WCixKYq  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 -m~#Bq  
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。 k~1?VQ+?M  
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。 uJ v-4H  
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。 a<bwzX|.  
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。 u.xnOcOH!  
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? \(2sW^fY  
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: sD#.Oq4&]y  
oW6XF-yM  
template < class Action > 40m-ch6Q  
class picker : public Action ^Xh^xL2cn  
  { -PR N:'T  
public : v mk2{f,g  
picker( const Action & act) : Action(act) {} r3UUlR/Do  
  // all the operator overloaded ln dx"prW  
} ; 86F1.ve  
>tW#/\x{  
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。 sLxc(d'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: &0JI!bR(  
n /m G|)Xt  
template < typename Right > Lt>IX")  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const O6^]=/wd  
  { @b2aNS<T  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); aAUvlb  
} =Jb>x#Y  
m!HJj>GEo  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > RPRBmb940  
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。 Z/+#pWBI!  
6(ol1 (U  
template < typename T >   struct picker_maker $1`2 kM5  
  { cSV aI  
typedef picker < constant_t < T >   > result; DN:EB @  
} ; l!u_"I8j5  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > g]0_5?i  
  { 3)ywX&4"L  
typedef picker < T > result; ^k9I(f^c-_  
} ; wI/iuc  
F7#JLE=  
下面总的结构就有了: =B@2#W#  
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。 {R6ZKB  
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。 $6SW;d+>n  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 R8'RA%O9J  
至此链式操作完美实现。 -nV9:opD  
I b5rqU\  
E~"y$Fqe  
七. 问题3 o?\?@H  
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。 / %io+94  
C;^X[x%h7$  
template < typename T1, typename T2 > ~Z' ?LV<t  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const c{w2Gt!  
  { qlPT Ll  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Z4ImV~m  
} $6poFo)U+  
f ) L  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: )l DD\J7  
},-H"Qs  
template < typename T1, typename T2 > _X x/(.O  
struct result_2 kE1TP]|  
  { * r7rZFS  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; >fQMXfoY  
} ; *\F~[  
d%n-[ZL  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? X!EP$!  
这个差事就留给了holder自己。 "3Y0`&:D  
    ey$&;1x#5  
-zfR)(zG  
template < int Order > LZxNAua  
class holder; 4BpZJ~(p  
template <> 7 HYwLG:\~  
class holder < 1 > @f3E`8  
  { :Zw2'IV  
public : AH~E)S  
template < typename T > R.<g3"Lm>  
  struct result_1 {E|$8)58i  
  { (TT}6j  
  typedef T & result; mQ"-,mMI  
} ; pOoEI+t  
template < typename T1, typename T2 > DZtsy!xA  
  struct result_2 [ub e6  
  { KF:78C  
  typedef T1 & result; 67FWa   
} ; 7WzxA=*#  
template < typename T > )zDCu`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4;2uW#dG"  
  { FGBbO\< /  
  return (T & )r; Yrq~5)%  
} PLBr P  
template < typename T1, typename T2 > mj7#&r,1l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 5*u+q2\F  
  { =>~:<X.,  
  return (T1 & )r1; E|shs=I  
} 8P\Zo8}v  
} ; ) ;Y;Q  
iuul7VR-%  
template <> Dk51z@  
class holder < 2 > 'i|YlMFIg  
  { >Y@H4LF;1x  
public : M x" \5i  
template < typename T > z},# ~L6$q  
  struct result_1 jq0O22 -R  
  { W: z;|FF  
  typedef T & result; Q\sK"~@3  
} ; ]JQULE)  
template < typename T1, typename T2 > m+z& Q  
  struct result_2 @d1Q"9}B  
  { +k R4E23:  
  typedef T2 & result; qwAT>4  
} ; &m;*<}X  
template < typename T > Bdpy:'fJn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l,aay-E  
  { ,64 -1!  
  return (T & )r; w7&A0M  
} k$:|-_(w  
template < typename T1, typename T2 > C\hM =%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const i SQu#p@  
  { B&"Q\'c  
  return (T2 & )r2; -MBxl`JU  
} _ jlRlt  
} ; j3ls3H&  
0jWVp- y  
4E}Yt$|  
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> >。 -m#)B~)  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: SUK?z!f <i  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: gI|~|-'  
=($xG#g`  
return l(i, j) = r(i, j); ,|/f`Pl  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Zx>=tx}  
\o3gKoL%  
  return ( int & )i; m+$VVn3Z}  
  return ( int & )j; <9b &<K:  
最后执行i = j; XL/u#EA0<  
可见,参数被正确的选择了。 sV*H`N')S  
wVtwx0|1  
ChQx a  
Lu%b9Jk  
G=bCNn<  
八. 中期总结 [()koU#w.  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 7F.4Ga;  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 .*Qx\,  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ql~J8G9  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor u_Z+;{]Pj  
e&>2 n  
F_P~x(X  
3o/[t  
 /G`]=@~  
|JsZJ9W+J  
九. 简化 Y}KNKO;  
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。 KqP#6^ _  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 )=(kBWM  
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: M869MDo  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 *qpSXmOz  
  +-*/&|^等 9: lFo=  
2. 返回引用。 ?Q;=v~-Q  
  =,各种复合赋值等 0b 54fD=  
3. 返回固定类型。 #4;wjcGWw  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) qZZK#,Qb  
4. 原样返回。 )QJUUn#  
  operator, (**oRwr%  
5. 返回解引用的类型。 ]eV8b*d6  
  operator*(单目) K:WDl;8 (d  
6. 返回地址。 'Z]w^<  
  operator&(单目) g 0E'g  
7. 下表访问返回类型。 I]_5}[I  
  operator[] :rP=t ,  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 PZzMHK?hP  
  operator<<和operator>> iU:cW=W|M\  
!bP@n  
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。 {K!)Ss  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: o{[qZc_%  
Wa~=bH  
template < typename Left > o}{5i Tg=  
struct value_return !d T4  
  { 5~S5F3  
template < typename T > -tU'yKhn  
  struct result_1 ?&uu[y  
  { =i3n42M#  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ` G kX  
} ; {2gwk8  
,/U6[P_C5  
template < typename T1, typename T2 > dD@(z: 5M\  
  struct result_2 J9 I:Q<;  
  { *=xr-!MEk  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;  _','9|  
} ; c1gQ cqF  
} ; U%/+B]6jP  
'0,^6'VWOV  
2+WaA ,   
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait H6gSO(U  
&,)&%Sg[  
下面我们来剥离functor中的operator() IvNT6]6 P  
首先operator里面的代码全是下面的形式: iJ|uvPCE  
Y|/ 8up  
return l(t) op r(t) VS|2|n1<6  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) YHl;flv  
return op l(t) J,6yYIq  
return op l(t1, t2) HOJV,9v N  
return l(t) op :MDKC /mC  
return l(t1, t2) op @KUWxFak  
return l(t)[r(t)] /<BI46B\  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] *n"{J(Jt`  
A_UjC`  
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: ll?X@S  
单目: return f(l(t), r(t)); (Awm9|.{+  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); G]aOHJ:.  
双目: return f(l(t)); kvj#c  
return f(l(t1, t2)); U`s{Jm  
下面就是f的实现,以operator/为例 W(/h Vt  
HLi%%"'  
struct meta_divide 7o}J%z  
  { JjS?  
template < typename T1, typename T2 > cl/_JQ&  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) h FBe,'3M  
  { ] }X  
  return t1 / t2; Vf1^4 t  
} Dum9lj  
} ; N4HqLh23H  
@|T'0_'  
这个工作可以让宏来做: Z$? #  
^d73Ig:8q  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ kAGBdaJ"  
template < typename T1, typename T2 > \ Jfl!#UAD|n  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; +qdEq_ m  
以后可以直接用 3T0"" !Q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) j_ 7mNIr  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 f`66h M[  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) )BfAw  
z([</D?  
mXs; b 2r^  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 M rb)  
<QGXy=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _h1mF<\ X^  
class unary_op : public Rettype S$X Sei_q  
  { [=`q>|;pOv  
    Left l; J9S>yLQK  
public : 6D_D';o  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} o3}3p]S\  
IO:G1;[/2L  
template < typename T > FML(4BY,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Wh{tZ~c  
      { %e} Saf  
      return FuncType::execute(l(t)); bi;1s'Y<D  
    } g< .qUBPKX  
Rbv;?'O$L  
    template < typename T1, typename T2 > ;YL i{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z;)%%V%o  
      { h2J x]FJ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); eh#(eua0/  
    } vs{s_T7Mz]  
} ; R0-j5&^jju  
lU8Hd|@-  
b5n'=doR/I  
同样还可以申明一个binary_op lsNd_7k  
-d:Jta!}{  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kylVH! @l  
class binary_op : public Rettype @pU)_d!pJ  
  { Q#zmf24W  
    Left l; SMK_6?MZ  
Right r; "kqPmeI  
public : y4fdq7i~}9  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "g8M0[7e3  
uY'HT|@:{  
template < typename T > "C`Ub  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [}]Q?*_  
      { S>1Iky|  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); GWip-wI  
    } KKf   
P7/X|M z  
    template < typename T1, typename T2 > FaJ&GOM,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M\Kx'N  
      { m`r(p"  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3=ymm^  
    } u> 7=AlWF-  
} ; 9'q*:&qq  
<Q?F?.^e  
UFuX@Lu0  
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 $iz|\m  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _:27]K:  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) x-3\Ls[I  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 !%0 * z  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! o{[YA} xc  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 IPo?:1x]s  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。  ; 4~hB  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Y:a]00&)#Y  
下面是修改过的unary_op H7:] ]j1  
]OzUGXxo~  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I,8Er2;)  
class unary_op C;urBsC  
  { uGlUc<B\*  
Left l; 3m)y|$R  
  um0N)&iY  
public : P";'jVcR  
83q6Sv  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^y%T~dLkp'  
n.0fVV-A  
template < typename T > ZJs$STJ*  
  struct result_1 o " #\ >  
  { CeC6hGR5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~/P[J  
} ; vRO _Q?  
wAW5 Z0D  
template < typename T1, typename T2 > ?5 7Sk+  
  struct result_2 I2 P@L?h  
  { <UQbt N-B\  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; '."ed%=MC  
} ; 3$9W%3  
HA>OkA/  
template < typename T1, typename T2 > n7-6- #  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^ r,=vO  
  { y h9*z3  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9qG6Pb  
} Jg| XH L)  
d-dEQKI?;  
template < typename T > N<injx  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R*2E/8Ia  
  { \P`hq^;  
  return OpClass::execute(lt(t)); >\3V a  
} &KRX[2  
c\ lkD-\  
} ; JcxThZP~  
<GaS36ZW  
y_lU=(%Jd  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug r<^HmpUJ  
好啦,现在才真正完美了。 B_m8{44zM  
现在在picker里面就可以这么添加了: >I&5j/&}+  
@6T/Tdz  
template < typename Right > g7W"  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const |8tilOqI  
  { I&W=Q[m  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); hx]?&zT@  
} N[ Og43Y  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 A2jUmK.&  
q5)O%l!  
ut7zVp<"  
[K0(RDV)%  
K(,F~ .<  
十. bind YteO 6A;  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 4@# `t5H  
先来分析一下一段例子 ._{H~R|  
%Y*Ndt4  
wcY? rE9  
int foo( int x, int y) { return x - y;} JrRH\+4K  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 j HJ`,#  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 u5f9Jw}  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 j\^CV?}sm'  
我们来写个简单的。 a HR"n|7{  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: y/ ef>ZZ  
对于函数对象类的版本: Gu\q%'I  
9m~p0ILh  
template < typename Func > *wB1,U{  
struct functor_trait .5ha}=z  
  { .jWC$SVR  
typedef typename Func::result_type result_type; zue~ce73J  
} ; ^sLdAC  
对于无参数函数的版本: Cd}<a?m,  
VQ9/Gxdeo  
template < typename Ret > n[Y~]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5uj?#)N  
  { );&:9[b_  
typedef Ret result_type; H%Q7D-  
} ; ;u46Z  
对于单参数函数的版本: l?n\i]'  
JO6)-U$7UG  
template < typename Ret, typename V1 > |imM# wF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > hy"\RW  
  { }*pi<s  
typedef Ret result_type; ?QdWrE_  
} ; aQ\$A`?  
对于双参数函数的版本: 57  
[ ~c|mOk  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > a'yK~;+_9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > LIF7/$,0  
  { )W _v:?A9  
typedef Ret result_type; 68C%B9.b'  
} ; |"CZT#  
等等。。。 5(Q%XQV*P  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy y,,dCca  
-ifFbT+x  
template < typename Func > 4yA+ h2  
struct func_return 0rs"o-s<  
  { N]=q|D  
template < typename T > 8\A#CQ5b  
  struct result_1 eF-."1  
  { qHlQ+:n  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .~~T\rmI  
} ; " C Qa.%  
=wV<hg)C  
template < typename T1, typename T2 > m'=Crei  
  struct result_2 e)? .r9pA;  
  { =|y9UlsD  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,Ae6/D$h/  
} ; ytJ/g/,A0i  
} ; xHLlMn4M  
r1{@Ucw2  
">,|V-H  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ag;pN*z  
tGE$z]1c@  
template < typename Func, typename aPicker > 9`X\6s  
class binder_1 hT&Y#fh  
  { >rmqBDKaQ  
Func fn; ZdWm:(nkU  
aPicker pk; ~t~k2^)|"  
public : Q1I6$8:7  
3J|F?M"N7  
template < typename T > 5 ,B_u%bb  
  struct result_1  a a/(N7  
  { A>;bHf@  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; :g=qz~2Xk  
} ; &>W$6>@  
j[G  
template < typename T1, typename T2 > $2M$?4S/T  
  struct result_2 Nv}=L : E  
  { WH@,kH@  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; U- (01-  
} ; Kaqc74Mv  
Vl=l?A8  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} a;qryUyG  
=M [bnq*\  
template < typename T > -[9JJ/7y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `*cxH..  
  { 3-qr)h  
  return fn(pk(t)); !v_|zoCEj  
} Ru!iR#s)!  
template < typename T1, typename T2 > *:LK8U  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x$.^"l-vX  
  { L;NvcUFn  
  return fn(pk(t1, t2)); yT"Eq"7/Y#  
} dI@(<R  
} ; {14fA)`%  
qJa H ,  
{ VfXsI  
一目了然不是么? r|fL&dtr  
最后实现bind Ls$D$/:q?  
_~J {wM  
"R1NG?; q  
template < typename Func, typename aPicker > #64-~NVL_  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) (pCrmyB  
  { FQ7T'G![  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); < #}5IQ5`Z  
} ~IfJwBn-i  
tGh~!|P  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Ms5ap<q#  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 HI R~"It$  
vkx7paY_  
十一. phoenix n,V[eW#m'L  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: c"n\cNP<  
F^t DL:  
for_each(v.begin(), v.end(), wc NOLUl  
( HJLG=mU  
do_ G )trG9 .a  
[ gx8ouOh  
  cout << _1 <<   " , " k"T}2 7  
] FxtQXu-g  
.while_( -- _1), F|o:W75  
cout << var( " \n " ) iohop(LZ  
) 7{)G_?Q&  
); 9Zt`u,;  
5j<mbt}  
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: :uq\+(9  
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 ,]ma+(|  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 tqvN0vY5  
那么我们就照着这个思路来实现吧: D9 CaFu  
J6s`'gFns  
qo90t{|c  
template < typename Cond, typename Actor > 'KS,'%  
class do_while nQX:T;WL@  
  { uD$u2  
Cond cd; hk(ZM#Bh  
Actor act; <EB+1GFuI  
public : B:;pvW]  
template < typename T > 8>2.UrC  
  struct result_1 j9x<Y]  
  { fcRxp{*zO  
  typedef int result_type; 'RQ+g}|Ba!  
} ; [LjT*bi  
L%*!`TN  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} hYT0l$Ng  
W#4 7h7M  
template < typename T > @;zl  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w;[NH/A^a  
  { _(W+S`7Z  
  do \}u Y'F  
    { 7 S#J>*  
  act(t); UqFO|r"M  
  } ^pAAzr"hv  
  while (cd(t)); E"\<s3  
  return   0 ; B4c]}r+  
} -LoZs ru  
} ; 8`q:Gz=M\  
rxgbV.tx  
=r?hg GWe  
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。 Z58 X5"  
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。 (Ft+uuG  
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。 LvH 4{B  
下面就是产生这个functor的类: Gv!2f  
~NrG` D}  
EnKR%Ctw  
template < typename Actor > 'NXN& {  
class do_while_actor ?/wm(uL  
  { {NmWQyEv  
Actor act; T6y\|  
public : 'Vzp2  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}  acajHs  
[i21FX  
template < typename Cond > `quw9j9`C\  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; a+[KI  
} ; G}9Jg  
~WeM TXF>y  
I*:%ni2  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 !1jBC.G1  
最后,是那个do_ Go`vfm"S  
e8>})  
A2I9R;}  
class do_while_invoker lLX4Gq1  
  { =57>!)  
public : oA7tE u   
template < typename Actor > :;RMo2Tl  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const YFLZ%(  
  { s [RAHU  
  return do_while_actor < Actor > (act); dc+>m,3$  
} 2.`\  
} do_; Fd%#78UEo}  
#5Qpu  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? |PvPAPy)uu  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 vONasD9At  
最后来说说怎么处理break和continue .wEd"A&j  
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。 *<$*"p  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八