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
  • 6935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 hpPacN  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 hh&$xlO)(v  
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, $~W5! m  
&} `a"tYr  
=!xX{o?64  
q CYu@Ho  
  class filler wWiYxBeN  
  { Q}KOb4D  
public : J ou*e%  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} tqCkqmyC  
} ; ' BS.:^  
(;%T]?<9#  
@z{SDM  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Qz#By V:  
w K#*|  
yb ?Pyq.D  
Hz2Sx1.i  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); V|$PO Qa3  
j-W$)c3X  
{7z]+h  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 J:Qx5;b;  
/ Xb4'Qj  
Y%;X7VxU*  
C49\'1\6  
二. 战前分析 X.k8w\~  
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。 V<jj'dZfW  
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 J&,hC%]  
%oTBh*K'o  
fe98 Y-e  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); HbsNF~;  
  /* --------------------------------------------- */ X )tH23  
vector < int *> vp( 10 ); )`f-qTe  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~ILv*v@m  
/* --------------------------------------------- */ &{a!)I>  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 6AG]7d<  
/* --------------------------------------------- */ UGy3 B)  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); to</  
  /* --------------------------------------------- */ 3?]81v/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); h%ys::\zF  
/* --------------------------------------------- */ WcNQF!f  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); dB0#EJaE  
PENB5+1OK  
!V3+(o 1  
:VZS7$5  
看了之后,我们可以思考一些问题: d$3md<lIB  
1._1, _2是什么? >{tn2Fkg>  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 6{=U= *  
2._1 = 1是在做什么? wTU$jd1;+  
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。 w|s2f`!  
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。 n-cI~Ax+4  
T :X*  
O& Sk}^  
三. 动工 $jE<n/8  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: d 4;$=P  
QhJN/v  
A+* lV*@0  
Mh-"B([Z  
template < typename T > Sl, DZ!  
class assignment jc Mn   
  { o?>0WSLlm  
T value; XNJZ~Mowb  
public : #xGP|:m  
assignment( const T & v) : value(v) {} N'WTIM3W  
template < typename T2 > vHcl7=)Q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 6dr 'nP  
} ; l_Lz9k  
Y $v#>w_M  
G&{yM2:E  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 p7;K] AW  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {\`tt c>  
D!,5j_,j%  
K}re{y  
mnK<5KLg1  
  class holder JR.)CzC  
  { -(:T&rfTp  
public : v.Bwg 7R3  
template < typename T > A&t8C8,  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Za|iU`e\  
  { C78g|n{  
  return assignment < T > (t); |nx3x  
} xz!0BG  
} ; w)+1^eW  
AYfOETz  
Cy$~H  
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: [#uhMn^  
49=pB,H;H  
  static holder _1; }={@_g#  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 hHJvLs>^  
k4LrUd  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Rh^@1{yr  
而不用手动写一个函数对象。 -J+1V{  
~iH a^i?2*  
:a;F3NJ  
it\$Pih]  
四. 问题分析 O~V^]   
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。 q< q IT  
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。 yO%^[c?  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ?m]vk|>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Dnw^H.  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 XYWyxx5`  
%eDSo9Y  
五. 问题1:一致性 /'jX_ V_$|  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| + m-88  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 #ay/VlD@  
yl~;!  
struct holder _D{A`z  
  { erEB4q+ #O  
  // g@>llve{  
  template < typename T > :VlA2Ih&q  
T &   operator ()( const T & r) const u>lt}0  
  { TS6xF?  
  return (T & )r; ,M3hE/rb/  
} O00;0wu  
} ; i&>^"_4rc  
}jCO@v;  
这样的话assignment也必须相应改动: i;^lh]u  
Gb `)d  
template < typename Left, typename Right > S2'ai  
class assignment zBy} >Jx  
  { .yy*[56X  
Left l; HC$%"peN1b  
Right r; Wf3BmkZzz  
public : GbQi3%  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #9|&;C5',!  
template < typename T2 > p"%D/-%Gu  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } qBBCnT  
} ; 0QZT<Zs  
5/'Q0]4h  
同时,holder的operator=也需要改动: hxL?6mhY  
"ZGP,=?y2  
template < typename T > ,EEAxmf  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const +S4>}2N33  
  { tI{]&dev  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Uyb0iQ-,s  
} iZn0B5]ikj  
O^~IY/[  
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。 L3Y,z3/  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;9z|rWsF  
4u}Cki,vOK  
return l(rhs) = r; =_-u;w1D  
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。 2QaE&8vW  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: bp9RF d{  
DW7E ]o  
template < typename Tp > doL-G?8B  
class constant_t Zu|NF uFI  
  { J;_4 3eS  
  const Tp t; AA=Ob$2$  
public : i RrUIWx  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} D{B?2}X  
template < typename T > gEk;Tj  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const c@[Trk m  
  { Bz }nP9  
  return t; c_vGr55  
} ,A`|jF  
} ; EF :g0$  
`(HD'fud3  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 9Q,>I6`l  
下面就可以修改holder的operator=了 } KyoMs  
!rRBy3&  
template < typename T > z9S (<  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const k)I4m.0a5  
  { 7/~=[#]*  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;VKWY  
} *?t$Q|2Xr  
b+qd' ,.Z  
同时也要修改assignment的operator() 2JK '!Ry)  
f1aZnl  
template < typename T2 > htbE Q NW  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } C%Lr3M;S'  
现在代码看起来就很一致了。 tR>zBh_b  
i24k ]F  
六. 问题2:链式操作 W_M#Gi/ AL  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 X\;:aRDS  
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。 Im~DK  
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。 y-E'Y=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。 QO =5Q  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^ l#6Es  
P{A})t7  
template < typename T > :L@ ;.s  
struct result_1 ~o_JZ:  
  { O;RBK&P  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; j#p;XI  
} ; r&8aB85  
"e"#k}z9  
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: EF<TU.)Zf  
2|bt"y-5r  
template < typename T > kfnh1|D=aY  
struct   ref Qq:}Z7 H  
  { $(D>v!dp  
typedef T & reference; 0~U%csPHt  
} ; eaf-_#qb  
template < typename T > ]#G s6CsT|  
struct   ref < T &> eAW)|=2  
  { oVK:A;3T|  
typedef T & reference; a,oTU\m C  
} ; E$ \l57  
 E& cC2(w  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 9jImuSZ  
B<EqzP*#  
template < typename T >  ]+Whv%M  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ~!Sd|e:4  
  { 2*75*EQCH  
  return l(t) = r(t); U3&GRY|##  
} `\VtTS  
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!Ek EW\n  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 01o<eZ,  
BO*)cLQ  
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 Ee}|!n>  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Yd4X*Ua  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =7}1NeC`  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \ Ki3ls  
最后的布局是: Ac U@H0  
                Add hiVa\s  
              /   \ ({rcH.:  
            Divide   5 ]^"Lc~w8&  
            /   \ }Ecv6&G  
          _1     3 K*5gb^Ul  
似乎一切都解决了?不。 h.K"v5I*  
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。 Ew0)MZ.#  
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。 v`K%dBa  
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: 8gNTW7W/  
YT8q0BR]  
template < typename Right > IoOOS5a  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const |v7Je?yh  
Right & rt) const Pi"?l[T0  
  { 8lx}0U  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); w` +,  
} +H&/C1u  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 [c=W p  
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。 Ydrh+  
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。 2 %fcDEG/  
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。 # l9VTzi  
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。 m^XO77"  
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? yn!;Z ._  
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: s~Ivq+ipr;  
k -jFT3b$  
template < class Action > S6M7^_B4F  
class picker : public Action <6-73LsHcP  
  { Z]uc *Ed  
public : {,5 .svO  
picker( const Action & act) : Action(act) {} `5- ;'nX  
  // all the operator overloaded -Wa<}Tz  
} ; CP\[9#]:  
YZfi-35@g  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 c&bhb[  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: <b"^\]l  
jo&j<3i  
template < typename Right > &v0]{)PO  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const .t[u_tBL  
  { F1BvDplQ>G  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); wowf 1j-  
} >QYx9`x&  
Vfzy BjQ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =XQGg`8<LB  
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。 {wM<i  
XE_Lz2H`  
template < typename T >   struct picker_maker lfb+)s  
  { #akJhy@m$  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Xbmsq,*]  
} ; e+!xy&u@u  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > yHE\Q  
  { j xI;clr  
typedef picker < T > result; rNhS\1-  
} ; rF[-4t %  
c*\i%I#f2  
下面总的结构就有了: sHPAr}14  
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。 GmNCw5F  
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。 e~gNGr]L/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ^`#7(S)a/  
至此链式操作完美实现。 b0'}BMJ  
q 1xSylE  
;iYCeL(  
七. 问题3 *J^FV^E``  
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。 3}V (8  
<;#gcF[7>  
template < typename T1, typename T2 > +fY@q ,`  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Kh4rl)L*+%  
  { #@-dT,t  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); $W}:,]hoj  
} ;g8v7>p  
:4[>]&:u3  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: {.oz^~zs]g  
u= dj3q  
template < typename T1, typename T2 > ^7>~y(  
struct result_2 - s'W^(  
  { Q1*_l  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; I-8I/RRkmP  
} ; #*9 | \  
'wFhfZB1!B  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ?4wl  
这个差事就留给了holder自己。 Xk!{UxQKQ  
    TT9 \m=7  
%h0BA.r  
template < int Order > QsKnaRT  
class holder; {~]5QKg.  
template <> l #C<bDw  
class holder < 1 > o_=4Ex "  
  { @Oz3A<M  
public : P=}dR&gk'  
template < typename T > !/H `   
  struct result_1 =?4[:#Rh  
  { ]O:u9If  
  typedef T & result; U.Vn|s(`z  
} ; xX<T5Ls  
template < typename T1, typename T2 > |1H9,:*%  
  struct result_2 fz VN;h  
  { o3Yb2Nw  
  typedef T1 & result; eu)""l  
} ; ;Q&9 t  
template < typename T > :''Swi<H  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pRlScD_};  
  { d^54mfgI  
  return (T & )r; +68age;dM  
} 6qmV/DL  
template < typename T1, typename T2 > ^GYVRD  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const POc<XLZB  
  { Q;l%@)m+~  
  return (T1 & )r1; N!<l~[rc  
} pk'd& .  
} ; uj\&-9gEi  
4VvE(f  
template <> Y5ei:r|^  
class holder < 2 > M`Wk@t6>  
  { q},,[t  
public : T1RY1hb|g>  
template < typename T > :{S@KsPqE  
  struct result_1 BZTj>yd  
  { @\gE{;a8  
  typedef T & result; dg*xo9Xi`  
} ; EJz!#f~  
template < typename T1, typename T2 > . WJ  
  struct result_2 Q~ Nq5[  
  { +B8oW3v# )  
  typedef T2 & result; bUy!hS;s  
} ; r9 1i :  
template < typename T > sqF.,A,  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const CD#U`jf  
  { F@ pf._c  
  return (T & )r; K&{ _s  
} Lwm /[  
template < typename T1, typename T2 > =B+dhZ+#S$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z= -fL  
  { p|qLr9\A  
  return (T2 & )r2; `'r~3kP*NT  
} 1x/R  
} ; 8kd):gZKZ  
HnFH|H<Uf  
QA~F  
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> >。 sAA;d  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: $z)egh(z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: >(YH@Z&;  
I5[@C<b  
return l(i, j) = r(i, j); Je"XIhBr  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :qR8 e J  
dR>$vbjh1Z  
  return ( int & )i; zA|lbJz=GY  
  return ( int & )j; =d~pr:.F  
最后执行i = j; ub1~+T'O  
可见,参数被正确的选择了。 MUtM^uY  
n/BoK6g  
 xi<}n#  
WSU/Z[\`H  
c;t3I},  
八. 中期总结 Zn*W2s^^{  
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: (}T},ygQ  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 |V}tTx1  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ?qHQ#0 @y]  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor =<#++;!I  
*\iXU//^)  
tNqSCjQ~_c  
J.g6<n  
v13\y^t  
Mw+ l>92  
九. 简化 JX>`N5s  
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。 $%&OaAg  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 {pre|r\  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: (B@\Dw8^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 )VG>6x  
  +-*/&|^等 _~>WAm<  
2. 返回引用。 }a UQ#x  
  =,各种复合赋值等 y'oH>l+n  
3. 返回固定类型。 \ ux {J  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) |Q%nnN  
4. 原样返回。 f/.f08  
  operator, xu]Kt+QnSk  
5. 返回解引用的类型。 FL$S_JAw  
  operator*(单目) 1B 0[dK2N  
6. 返回地址。 n#?y;Y\  
  operator&(单目) #IqRu:csp  
7. 下表访问返回类型。 V!@6Nv  
  operator[] FSkX95  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 !-SI &qy  
  operator<<和operator>> tk 5 p@l  
siV]NI ':|  
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。 sQr M"i0Y>  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ,k@i Nid  
"ZNy*.G|[  
template < typename Left > ?< Ma4yl</  
struct value_return |Z o36@s  
  { &`]T# ">  
template < typename T > RA+M.  
  struct result_1 L&|^y8  
  { `6NcE-oJ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; EuVA"~PA  
} ; z -]ND  
hVZS6gU,x  
template < typename T1, typename T2 > 7a/ BS(kq<  
  struct result_2 &u<%%b|  
  { d?/g5[  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4] u\5K-  
} ; jQfnc:'  
} ; NSzTl-eS  
]R09-s 0$7  
3:OqD~,zy  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Cnu])R  
 ,HNk<W  
下面我们来剥离functor中的operator() "r@G V5ED  
首先operator里面的代码全是下面的形式: $RC)e 7  
elD|b=(-  
return l(t) op r(t) c4Q%MRR  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) X VH( zJ  
return op l(t) .F _u/"**  
return op l(t1, t2) 9A`^ (  
return l(t) op v[DxWs8q  
return l(t1, t2) op xj]^<oi<  
return l(t)[r(t)] %bG\  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ']^]z".H  
@aB7dtM  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: "{bc2# F  
单目: return f(l(t), r(t)); !b$~Sm)  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Z#kB+.U  
双目: return f(l(t)); G;pc,\MF  
return f(l(t1, t2)); Cf v1nU W  
下面就是f的实现,以operator/为例 :[C|3KKe"  
s,|v,,<+  
struct meta_divide V72?E%d0  
  { #2*R0_b  
template < typename T1, typename T2 > /p}pdXS  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Y$ KR\ m  
  { =|c7#GaiF  
  return t1 / t2; (@* %moo  
} 8&1xb@Nc7  
} ; }_+):<Db  
@RdNAP_6  
这个工作可以让宏来做: DoN]v  
#,"[sag  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ u0ZMrIJ  
template < typename T1, typename T2 > \ U4iVI#f  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; je%y9*V  
以后可以直接用 p~-)6)We?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) QZL,zI]LL  
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 j0=H6Y  
(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。。。) M@pF[J/  
4jVd  
I;{Ua *  
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 kFfNDM#D  
TyR@3H  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > SEM- t   
class unary_op : public Rettype +5:9?&lH  
  { wjKc!iB  
    Left l; ')WS :\J  
public : 2UBAk')O}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} T-js*  
sr<\fW  
template < typename T > u3jLe=Y'\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ++|e z{  
      { & }_tALg  
      return FuncType::execute(l(t)); $?OQtz@  
    } 7G Jhc  
1 a%1C`d  
    template < typename T1, typename T2 > #A< |qd  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !H9zd\wc  
      { LZJFp@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); <yw=+hz[u  
    } ,GtN6?  
} ; JUq7R%"h6  
T IyHM1+  
 Ozsvsa  
同样还可以申明一个binary_op AG G xx?I  
W7\UZPs5t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > NMN&mJsmh  
class binary_op : public Rettype 2Fbg"de3-  
  { ~KxK+ 6[ :  
    Left l; 9G[t &r  
Right r; ;_/!F}d  
public : WjvgDNk  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6x16?x  
x*:"G'zT  
template < typename T > u*T#? W?  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8;3I:z&muQ  
      { h,MaF<~  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &sJ6k/l  
    } ?:7$c  
OHH\sA  
    template < typename T1, typename T2 > <CS,v)4,nH  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @8cn<+"b  
      { i06|P I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); T4;gF6(0]  
    } 78IY&q:v&0  
} ; ]1q`N7  
\.=,}sV2Z  
L~Xzo  
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 :M@#.  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 X09i+/ICK  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) <4"Bb_U  
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。 LiEDTXRz  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! W;F=7[h  
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。。。 J2!)%mF$  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 c <X( S  
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) [3v&j_  
下面是修改过的unary_op OXV9D:bIa  
)jw!, "_4  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ?oU5H  
class unary_op NV\{$*j(|J  
  { 6MQyr2c  
Left l; v;s^j  
  j Oxnf%jl  
public : sQO>1bh  
yk2XfY  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} W: 3fLXk+  
 &/)To  
template < typename T > ql_,U8Jw  
  struct result_1 ii ^Nxnc=  
  { $KsB'BZy  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8y]{I^z}  
} ; Lv-M.  
U;Yw\&R,  
template < typename T1, typename T2 > Tqx  
  struct result_2 <,&t}7M/:  
  { 2bOFH6g  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; J>+~//C  
} ; KN.WTaO  
v;Rm42k  
template < typename T1, typename T2 > A/~^4DR  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const oK2jPP  
  { J+qcA}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Nbt.y 'd  
} M{X; H'2  
Htce<H-P  
template < typename T > lh;;%@1DM  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n7bML?f'  
  { "]yfx@)_  
  return OpClass::execute(lt(t)); IG4`f~k^  
} 0He^r &c3  
E>YE3-]  
} ; 9gETWz(3I  
fczH^+mI  
!PEP`wEKdp  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug e @|uG%  
好啦,现在才真正完美了。 -D wO*f  
现在在picker里面就可以这么添加了: -'j|U[&N\  
*,Sa*-7(  
template < typename Right > `m-7L  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const E~`<n]{G-C  
  { LC0g"{M  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ]KQBek#DD  
} ]fU0;jzX  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。  SB^xq  
+QEiY~i  
YvFt*t  
3Sn# M{wH  
gnw?Y 2  
十. bind UQJ  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 3moDu  
先来分析一下一段例子 o#V{mm,{Pm  
,BlNj^5f  
knRs{1}Pw{  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ^x}k1F3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 W9jxw4)  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 *;~i\M9_  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 |G P1[Q{  
我们来写个简单的。 ?rQIUP{D7  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !Gh*Vtd8-  
对于函数对象类的版本: f+4j ^y}  
)/BbASO$)Z  
template < typename Func > Ji0FHa_  
struct functor_trait u9R@rQ9r  
  { EskD)Sl   
typedef typename Func::result_type result_type; OTWp,$YA=  
} ; @}_Wl<kn  
对于无参数函数的版本: Z':w X  
"Pzh#rYY~W  
template < typename Ret > WI-I+0sE  
struct functor_trait < Ret ( * )() > _{?-=<V'_  
  { m 8P`n  
typedef Ret result_type; j2=|,AmC  
} ; n?8xRaEf  
对于单参数函数的版本: 1oL3y;>iL  
h&:XO9dY  
template < typename Ret, typename V1 > ?GeMD /]  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > azl!#%  
  { vm8ER,IW)  
typedef Ret result_type; C]ef `5NR]  
} ; ??,/85lM  
对于双参数函数的版本: VB}^&{t)!  
Ev0=m;@_  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > u56WB9Z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > \y+@mJWa  
  { X`fer%`  
typedef Ret result_type; I$oqFF|D  
} ; Pr#uV3\  
等等。。。 }EN-WDJD\  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy W]M Fq5.  
>ui;B$=  
template < typename Func > v`r*Yok;`  
struct func_return |L(h+/>aWX  
  { l|K$6>80  
template < typename T > HD>UTX`&mc  
  struct result_1 >yqFO  
  { I"HA( +G  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; f^G-ba  
} ; Er<!8;{?  
oVIc^yk5a  
template < typename T1, typename T2 > RdLk85<n  
  struct result_2 `':G92}#  
  {  OF O,5  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mD;ioaE  
} ; !u|s8tN.U  
} ; xi15B5 _Ps  
!Mj28  
3% O[W  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Fq'Ds[wd5  
{Hzj(c~S?  
template < typename Func, typename aPicker > FA}y"I'W  
class binder_1 ;.3 {}.Y  
  { 3shd0q<  
Func fn; P}"uC`036  
aPicker pk; )8_MkFQe  
public : 7 /XfPF  
!>EK %OO  
template < typename T > %;b]k  
  struct result_1 +3]V>Mv  
  { ;e6- *  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; __`6 W1  
} ; S%df'bh$  
oH(=T/{  
template < typename T1, typename T2 > o~26<Lk  
  struct result_2 ^n*:zmD  
  { c uHF^l  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^#4Ah[:XA  
} ; Oe lf^&m  
UD ;UdehC  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} +IG=|X  
%#E$wz  
template < typename T > Hh* KcIRX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^m-w@0^z  
  { 'Ej+Jczzpp  
  return fn(pk(t)); 3|bbJ6*.<  
} bRK\Tua 6  
template < typename T1, typename T2 > Hd_,`W@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0e(4+:0  
  { +6:jm54  
  return fn(pk(t1, t2)); i'[! 'HY  
} :jFZz%   
} ; $0Un'"`S  
Em(Okr,0  
>LJ<6s[=  
一目了然不是么? 3;3 cTXR?=  
最后实现bind .H Pa\b\L>  
ba^/Ar(B  
\6%`)p  
template < typename Func, typename aPicker > 6_>(9&g`zV  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 2Mj_wc   
  { >tm4Rg~y  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); PCnu?e3F  
} g9j&\+h^  
wxy@XN"/i+  
2个以上参数的bind可以同理实现。 -Sa-eWP  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 z-h?Q4;  
h;):TFiC  
十一. phoenix 2Q;rSe._`  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: C=JS]2W2  
x|)pZa  
for_each(v.begin(), v.end(), ^7YZ>^  
( Jv?EV,S/e  
do_ S{N=9934_  
[ Ey{p;;H  
  cout << _1 <<   " , " SNSHX2  
] A[m<xtm5K  
.while_( -- _1), co-1r/ -O  
cout << var( " \n " ) 2x~Pq_?y  
) M,<UnAVP-  
); aI 1tG  
?%$~Bb _  
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: ~Gl5O`w(  
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 FT!Xr  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 :"cKxd  
那么我们就照着这个思路来实现吧: rA}mp]  
15d'/f  
-K/c~'%'*  
template < typename Cond, typename Actor > f6 s .xQ  
class do_while 9U Hh#  
  { * bUOd'vh  
Cond cd; gy xC)br  
Actor act; ua,!kyS  
public : #44}Snz  
template < typename T > [}dPn61  
  struct result_1 tTT :r),}$  
  { $GYy[8{:V  
  typedef int result_type; 1p=bpJC  
} ; `cPZsL  
2a*+mw  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *E+VcU  
eOx8D|^W  
template < typename T > @U9`V&])F[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dFmpx%+p  
  { e$E>6Ngsr  
  do jwSPLq%  
    { ,.0B0Y-X  
  act(t); D;[%*q*  
  } /4|_A {m{m  
  while (cd(t)); =MwR)CI#  
  return   0 ; Y(gai?  
} |XV`A)=f  
} ; N?O^"  
stiYC#bI:  
AuZISb%6  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). b*ja,I4  
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。 ;te( {u+  
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。 taMcm}*T1  
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。 a)I>Ns)  
下面就是产生这个functor的类: pJuD+v  
[~c_Aa+6N  
v# e*RI2}  
template < typename Actor > +.zX?}  
class do_while_actor _7~q|  
  { x=kJl GT  
Actor act; z m]R76  
public : {a15s6'd  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} g |H  
dx+xs&  
template < typename Cond > U>@AE  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; u"m TS&  
} ; JP^\   
*Ea)b -  
AQ,"):ofvT  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 i)$ySlEh  
最后,是那个do_ |>'q%xK  
pCC^Hxa  
/IF?|71,m  
class do_while_invoker ^m AxV7k  
  { Q$sC%P(y  
public : q(A_k+NL  
template < typename Actor > j8aH*K-l{  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const h6n!"z8H  
  { ,<Wt8'e  
  return do_while_actor < Actor > (act); y>7 r;e  
} p,!IPWo  
} do_; q_98=fyE6  
R<ORw]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? lCTXl5J5  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Zr=B8wuT  
最后来说说怎么处理break和continue ?FwHqyFVlQ  
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。 L >)|l  
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