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
  • 4144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 sqHv rI  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,YFuMek  
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, )F 6#n&2  
N m-{$U  
vrXmzq  
D1bS=> ;,"  
  class filler #V[ ?puE@  
  { POTW+Zq]  
public : |E-0P=h  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} N!DAn \g  
} ; }gL9G  
l5S (x Q  
S4kGy}{+i  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: RsU=fe,  
+uW$/_Y$  
fXMVl\ <  
QOIi/flK  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 9@C3jZ+9`H  
$enh>!mU  
u4B,|_MK  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vBsd.2t~  
>x)YdgJ*  
WMBntB   
!_s|h@  
二. 战前分析 hNUAwTH6  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 dz.]5R  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 iC&=-$vu  
HTI1eLZ2  
.z+?b8Q\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 1&c>v3 $2  
  /* --------------------------------------------- */ zLXmjrC  
vector < int *> vp( 10 ); %JDG aG'  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Rk^Fasg"  
/* --------------------------------------------- */ =nOV!!  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); :7p0JGd  
/* --------------------------------------------- */ eA&hiAP/  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); a&)0_i:r  
  /* --------------------------------------------- */ tA$,4B?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); I.tJ4  
/* --------------------------------------------- */ "|`8mNC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); K|];fd U  
{ yU1db^  
"5e~19  
>]Hz-2b  
看了之后,我们可以思考一些问题: ?*E Y~'I  
1._1, _2是什么? *=dFTd"#  
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。 vJ>A >R CB  
2._1 = 1是在做什么? "^gZh3  
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。 !zL 1XW)q  
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。 ^4]#Ri=U  
*x[B g]/  
N+l~r]: &  
三. 动工 ([UuO}m-  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Y5=~>*e  
%([$v6y  
q#v.-013r  
y?<[g;MuT  
template < typename T > VgZ<T,SuW  
class assignment Gk,{{:M:5  
  { MLY19;e  
T value; >1a- }>r  
public : Vj4 if@Z  
assignment( const T & v) : value(v) {} $/],QD_;"  
template < typename T2 > !798%T  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } p+;Re2Uyg  
} ; L@S"c (  
+%X_+9bd  
m(nlu  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 x@2rfs  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment  ?1r@r  
7GfgW02  
 wxsJB2  
twt Bt L  
  class holder lf0/ 0KH  
  { Vv' e,m  
public : MTb}um.($  
template < typename T > n0U^gsD4J  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 9~zh]deH  
  { Zqd&EOm  
  return assignment < T > (t); =b32E^z,  
} _@;2h`q ?  
} ; <?52Svi}}  
-QIcBzw;q  
BQSA;;n]  
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: yt>Pf <AI  
yNc>s/  
  static holder _1; <Nv w w  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写  -6~*:zg,  
BArsj  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); nen6!bw4  
而不用手动写一个函数对象。 E{T\51V]%  
b-]E -$Uz  
oHI~-{m3)  
ro@Zbm;P  
四. 问题分析 #i ?@S$  
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。 f Otrn  
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。 |C'w] QYm  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 /2>-h-zBjw  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 j6Jz  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 rRcfZZ~` M  
y;0.P?Il"  
五. 问题1:一致性 D\(,:_ge  
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?| 78+H|bH8  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 *IGxa  
\*LMc69  
struct holder n8[sR;r5f  
  { x@DXW(  
  // sl6p/\_w  
  template < typename T > {,IWjt &>  
T &   operator ()( const T & r) const ?MKf=! w  
  { X$ /3  
  return (T & )r; \q3H#1A  
} GOJi/R.{  
} ; m8 0+b8b  
 ~Zl`Ap  
这样的话assignment也必须相应改动: r4 +w?=`  
Ez?vJDd  
template < typename Left, typename Right > |r}%AN6+  
class assignment T~"tex]  
  { oCy52Bm.!  
Left l; +D?d)lK  
Right r; {Hp?rY@  
public : mI9h| n  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  cD0  
template < typename T2 > ] |u}P2  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } "oz @w'rG  
} ; 7;CeQx/W)W  
sB0+21'R  
同时,holder的operator=也需要改动: cnLC>_hY  
=#BeAsFfO  
template < typename T > ~e{2Y%  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const *!Am6\+  
  { <$?:|  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -mY90]g  
} {!N4|  
&=HM}h  
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。 LvWU %?  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 GZZLX19s q  
,9?'Q;20  
return l(rhs) = r; 'Dat.@j  
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。 LWVO%@)w  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: !-N!8 0  
"3\RJ?eW:S  
template < typename Tp > 7e8hnTzl8<  
class constant_t P? 9CBhN  
  { EHzZ9zH\  
  const Tp t; "VT5WFj  
public : P*aD2("Z  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} EAY9~b6~c  
template < typename T > {q}: w{x9u  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 3M%EK2,  
  { _KZ(Yq>SdY  
  return t; *r-Bt1  
} } \823 U %  
} ; +B8Ut{l  
vnN_csJ#^  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 UD9h5PgT  
下面就可以修改holder的operator=了 $35Oyd3s<  
e. [+xOu`  
template < typename T > b%oma{I=.c  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const etTuukq_Z  
  { 50I6:=@\\  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); nn=JM7e\9  
} L1F){8[  
Rp@u.C <  
同时也要修改assignment的operator() l w%fY{  
[;?^DAnK2  
template < typename T2 > Yt#($}p  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ko5\*!|:lj  
现在代码看起来就很一致了。 8p5'}Lq  
)j9FB  
六. 问题2:链式操作 ]$L[3qA.  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 +\W"n_PPy  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 5vpf;  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ITsJjcYw  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 JQtH },T r  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct <!+o8z]  
yjSN;3t71  
template < typename T > `2@-'/$\I|  
struct result_1 xS(sRx+A  
  { $< aBawLZO  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; J BwTmOvQ  
} ; =?f}h{8x>  
,h>w%  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: kEXcEF_9P  
cYp}$  
template < typename T > Z ZiS$&NK8  
struct   ref )`Fr*H3{  
  { {$EXI]f  
typedef T & reference; I}q-J~s  
} ; #E ~FF@a  
template < typename T > r]E$uq bR  
struct   ref < T &> c3}}cFe  
  { w1}[lq@  
typedef T & reference; )R|7> 97  
} ; a>kD G <.A  
i]YQq!B  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: NRl"!FSD;"  
zJsoenU  
template < typename T > /F4:1 }  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 2Z97Tq  
  { ,S5#Kka~a  
  return l(t) = r(t); c !;wp,c  
} T9$U./69-L  
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。 kDz.{Ih  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 UP`q6] P  
"/ "qg  
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 ;CvGIp&y  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~H$XSNPi  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ex=~l O  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 =aekY;/  
最后的布局是: [_0g^(`  
                Add jG2w(h/"  
              /   \ [D,:=p`  
            Divide   5 N0piL6Js  
            /   \ D# $gdjZ  
          _1     3 4w?7AI]Ej  
似乎一切都解决了?不。 q1gf9` 0  
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。 G !~BA*  
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。 3(&.[o Z  
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: H|Nw)*.  
6+FON$8  
template < typename Right > b1#=q0Zl  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const t#q> U%!  
Right & rt) const Ocb2XEF  
  { w* I+~o-  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); c]]F`B  
} s6D-?G*u%8  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 j{^(TE  
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。 s/^k;qw  
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。 kmoJ`W} N  
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。 Z])_E 6.  
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。 . $k"+E  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ZFON]$Zk  
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: zfZDtKq  
:qbG%_PJ  
template < class Action > VMWg:=~$  
class picker : public Action }"-r;i  
  { |rvrSab)  
public : c|R/,/  
picker( const Action & act) : Action(act) {} jQb D2x6(  
  // all the operator overloaded _y9P]@Q7%  
} ; 1FJ[_ l  
Kzb@JBIF  
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。 9X%Klm 5w  
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: @5wg'mM  
W~tOH=9>  
template < typename Right > Oe YLL4H  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const @NIypi$T  
  { T]W -g  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8x" d/D  
} MT`gr  
@r?`:&m0  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > kut|A  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 G|lI=Q3f  
!_) ^bRd  
template < typename T >   struct picker_maker 3~Ln:4[6ID  
  { w#T,g9  
typedef picker < constant_t < T >   > result;  62jA  
} ; &[RU.Q!_H  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 8:% R |b  
  { DKl7|zG4  
typedef picker < T > result; J7GsNFL  
} ; fYy.>m+P1  
6\;1<Sw*  
下面总的结构就有了: ra>`J_  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 .LhmYbQ2WE  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 CiI: uU  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 _w;+Jh  
至此链式操作完美实现。 :Y>] 6  
L_mqC(vn  
G 7]wg>*  
七. 问题3 kDq%Y[6Z  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 3(+#^aw  
r%pFq1/'!  
template < typename T1, typename T2 > k_>{"Rc  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !h!9SE  
  { ^kvH/Y&  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ef&@aB  
} >e;STU  
Jt6J'MOq  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ap^=CEf   
Q ~JKKq  
template < typename T1, typename T2 > 6# ";W2  
struct result_2 1omvE9 %zM  
  { >UY_:cW4%m  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 9M]"%E!s  
} ; h)8+4?-4 I  
AJfi,rFPg  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? `uVW<z{ l  
这个差事就留给了holder自己。 cl{W]4*$  
    k_<{j0z.  
X3{1DY3@u  
template < int Order > ~[TKVjyO  
class holder; *"FLkC4  
template <> 2?iOB6  
class holder < 1 > 6;frIl;  
  { z L'IN)7MU  
public : %D(prA_w  
template < typename T > -!,]Y10  
  struct result_1 jHlOP,kc  
  { 7/_ VE  
  typedef T & result; 'S7@+kJ  
} ; \Z20fh2  
template < typename T1, typename T2 > F9P0cGDs  
  struct result_2 5w)^~#  '  
  { QX.6~*m1  
  typedef T1 & result; =veOVv[Q&/  
} ; N5s|a5  
template < typename T > ?vn 0%e868  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const i `QK'=h[  
  { C2rj]t  
  return (T & )r; 7. 9s.*  
} ynZ[c8.  
template < typename T1, typename T2 > ;K\N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C6UMc} 9h  
  { ?lDcaI>+n  
  return (T1 & )r1; S~Iw?SK3  
} ^[}0&_L w  
} ; 0j!ke1C&C  
8V|jL?a~  
template <> ;Z1U@2./  
class holder < 2 > (SsH uNt.  
  { !Vr45l  
public : y C0f/O  
template < typename T > $dTfvd  
  struct result_1 9id~NNr7  
  { o1X/<.0+  
  typedef T & result; GGc_9?h  
} ; "Dl9<EZ  
template < typename T1, typename T2 > ?ey&Un"  
  struct result_2 MAe<.DHY  
  { `x$}~rP&)!  
  typedef T2 & result; 'CX.qxF1;p  
} ;  n22hVw  
template < typename T > +yb$[E*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const f'6qJk%J  
  { Uk *;C  
  return (T & )r; iCnUnR{  
} T dP{{&'9  
template < typename T1, typename T2 > 3H'nRK},  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const FK@ f'  
  { AIl$qPKj&  
  return (T2 & )r2;  pO/SV6N  
} vbA7I<;  
} ; A2|o=mOH  
))IgB).3M  
7t-*L}~WA  
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> >。 `@$"L/AJ  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: B}q  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: X}j'L&{F@  
0?F@iB~1F  
return l(i, j) = r(i, j); MeI2i  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) &@W4^- 9  
2&gVZz  
  return ( int & )i; !/4 V^H  
  return ( int & )j; rX!+@>4_L  
最后执行i = j; g/ l0}%  
可见,参数被正确的选择了。 &=z1$ih>2\  
o7Cnyy#:  
lv00sa2z  
F8S~wW=\w  
,dZ#,<  
八. 中期总结 ^%oG8z,L  
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: LZQFj/,Jg  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 +f\pk \Ith  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 i|c`M/) h:  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ST: v3*  
UN*dU  
r,3Ww2X-  
Fp5NRM*-!  
@cu}3>  
\za5:?[xB  
九. 简化 ?Rt 1CDu  
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。 x0u?*5-t  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 of+phMev  
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: &ppE|[{  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 m0I #  
  +-*/&|^等 -B*<Q[_  
2. 返回引用。 XW UvP  
  =,各种复合赋值等 R(2HY Z  
3. 返回固定类型。 iM?I /\  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2H?I'<NoC  
4. 原样返回。 }_a +X  
  operator, PTzp;.  
5. 返回解引用的类型。 'YZI>V*  
  operator*(单目) vZ[ $H  
6. 返回地址。 ZVdsxo<  
  operator&(单目) QN5yBa!Wz  
7. 下表访问返回类型。 Q{qj  
  operator[] iHE0N6%q  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 -7-Fd_F8  
  operator<<和operator>> BrNG%%n  
$Yx6#m}[M  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ?AV&@EX2C  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: W>` g;[ W  
e8d5(e  
template < typename Left > -5V)q.Og  
struct value_return e;A^.\SP  
  { A*7Io4e!  
template < typename T > L.09\1?.n  
  struct result_1 kyW6S+#-  
  { +A8=R%&b)[  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Kk!6B  
} ; >a&?AP #  
Y )u_nn'[  
template < typename T1, typename T2 > 5,HCeN  
  struct result_2 gdoJ4b  
  { g.[+yzuE6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; r#_7]_3  
} ; *[d~Nk%Y$  
} ; My]+?.Ru  
|8&-66pX  
!X5o7b)  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Lnh':7FQJx  
~In{lQ[QX  
下面我们来剥离functor中的operator() ; g Z%U  
首先operator里面的代码全是下面的形式: fKL'/?LD]  
)"(V*Z  
return l(t) op r(t) g2g`,"T  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) X'V+^u@W  
return op l(t) hl AR[]  
return op l(t1, t2) {l0,T0  
return l(t) op /]ku$.mr\  
return l(t1, t2) op //\ds71h  
return l(t)[r(t)] y#]}5gJ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 98ca[.ui  
6#E]zmXO2  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: K#GXpj  
单目: return f(l(t), r(t)); |7rR99  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); P['X<Xt8  
双目: return f(l(t)); IXGW2z;  
return f(l(t1, t2)); [ 3$.*   
下面就是f的实现,以operator/为例 =E;=+eqt  
\e?.h m q  
struct meta_divide w) =eMdj\o  
  { f!5F]qP>-  
template < typename T1, typename T2 > kx|me~I  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) -L@]I$Yo  
  { x  S   
  return t1 / t2; -1Djo:y  
} [X;>*-  
} ; %z(9lAe  
WwW"fkv  
这个工作可以让宏来做: NNwc!x)*  
|if'_x1V  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ |WB"=PE  
template < typename T1, typename T2 > \ WI,40&<  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0(wf{5  
以后可以直接用 uVN.=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >HE,'  
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 4Z*|Dsw  
(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。。。) riID,aut  
hZ!oRWIU%G  
e&d3SQ%  
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 E::L?#V  
.j:i&j(  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > joe9.{  
class unary_op : public Rettype 2*+ 3Rr J  
  { JYPxd~T/-  
    Left l; $np=eT)  
public : -r!42`S  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7nm}fT z7  
&kb\,mQ  
template < typename T > Q`N18I3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $9G3LgcS  
      { O'fk&&l  
      return FuncType::execute(l(t)); TW>?h=.z  
    } .\$Wy$ d  
d&hD[v  
    template < typename T1, typename T2 > ; vMn/  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const . =&Jo9  
      { ,aI,2U91  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); d;{y`4p)s  
    } (/'h4KS@  
} ; KZ]r8  
.%_)*NUZ  
$)Wb#B  
同样还可以申明一个binary_op @\ }sb]  
TfL4_IAG.  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > X&s7% ]n+  
class binary_op : public Rettype :ztyxJv1  
  { CQ<8P86gt  
    Left l; ai4PM b$p  
Right r; 7UnzIe  
public : JfkTw~'R  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P Q,+hq  
2sUbiDe-  
template < typename T > &RWM<6JP  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e|VJ9|;3  
      { :.DI_XN`  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); d4J<,  
    } tR<L`?4  
|-n ('gQ[  
    template < typename T1, typename T2 > e[}],W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t~ -J %$  
      { m*gj|1k  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0vDg8i\  
    } >&1um5K  
} ; <9`?Z-lJP  
_e*c  
m`c#:s'_  
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 SBX|Bcyk*  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Yc d3QRB  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) rhIGOk1k  
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。 ]/_G-2.R  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! iOll WkF  
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。。。 [%jxf\9jJ_  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 FOSbe]  
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) ) o xIzF  
下面是修改过的unary_op QNb>rLj52  
 |# V(p^  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ge$LIsE8  
class unary_op (`pNXQ0n  
  { Q<yAT(w  
Left l; *2=W5LaK.  
  ) \ 4 |  
public : jXWNHIl)@  
_W|R;Cz]  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -AC`q/bCD  
9^!wUwB  
template < typename T > x<s|vgl|  
  struct result_1 *0~M  
  { n$YE !D'  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2m\m/O  
} ; F@1d%c  
"<x&pQZ%  
template < typename T1, typename T2 > ~0ooRUWU7  
  struct result_2 k}zd' /b  
  { \B&6TeR  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Xem5@ (u  
} ; e />:K' {  
qOi5WX6F/  
template < typename T1, typename T2 >  ,gmH2.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )\0q_a  
  { ec?V[v  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 88g47>{X  
} }/p/pVz  
+0"x|$f~  
template < typename T > KmL$M  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 87<9V.s 2  
  { # k9 <  
  return OpClass::execute(lt(t)); +#s;yc#=2  
} f;wc{qy  
xr.XU'  
} ; ~ezCu_  
q@kOTkHv)  
B+Z13;}B  
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 "yW&<7u1  
好啦,现在才真正完美了。 SX+4 HJB  
现在在picker里面就可以这么添加了: %$TEDr!  
#Qd' + M  
template < typename Right > k" YHsn  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const x@m<Ym-  
  { j{;|g%5t  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ) * TF"  
} 9U^$.Lb  
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。 $O9Xx  
W2eAhz&  
~@Kf2dHes  
FJT1i@N  
_]=9#Fg7{  
十. bind CZ3].DA|z  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 9!}q{2j  
先来分析一下一段例子 G52Z)^  
ErDL^M-`  
MCU9O  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Q0~j$Jc  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ^.vmF>$+I  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6>,# 6{?jl  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 C),7- ?  
我们来写个简单的。 a4&:@`=  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: TsHF tj9S  
对于函数对象类的版本: EgNH8i  
n+;vjVS%  
template < typename Func > 3wC R|ab}  
struct functor_trait n3ZAF'  
  { cJ/]+|PQ  
typedef typename Func::result_type result_type; //.>>-~1m  
} ; U -EhPAB@  
对于无参数函数的版本: "K?Q  
,w2WS\`%  
template < typename Ret > b/<mRQ{  
struct functor_trait < Ret ( * )() > [AR>?6G-  
  { K\&o2lo]  
typedef Ret result_type; 1b3(  
} ; iF9_b  
对于单参数函数的版本: 1h=D4yN  
z(H?VfJo  
template < typename Ret, typename V1 > q4ipumy*  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > l}}UFEA^  
  { ;S JF%@x  
typedef Ret result_type; vT7g<  
} ; _]|Qec)  
对于双参数函数的版本: <9ifPSvJ  
B4yh3cf  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > )X5(#E  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > EGS%C%>l/o  
  { = .`jjDJ  
typedef Ret result_type; J`oTes,  
} ; v <Hb-~  
等等。。。 z[9UQU~x?  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy I:$"E% >=  
{QQl$ys/  
template < typename Func > #$'FSy#  
struct func_return Wx]d $_  
  { |!LnAh  
template < typename T > d ?hz LX  
  struct result_1 J%Mnjk^_\S  
  { 'RTtE  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; QCpM|,drS  
} ; 3t(c_:[%  
|J3NR`-R  
template < typename T1, typename T2 > (C S8(C4[  
  struct result_2 OM:v`<T!z  
  { 3nFt1E   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; EJm4xkYLj1  
} ; E4HU 'y~  
} ; &q>zR6jne  
Q$a  
^8K/xo-  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 H+l,)Se  
B?6QMC;  
template < typename Func, typename aPicker > iiNSDc  
class binder_1 `.^ |]|u  
  { u) *Kws  
Func fn; WRpyr  
aPicker pk; eVt1d2.O  
public : ?CY1]d  
x(~<tX~  
template < typename T > IR$ (_9z  
  struct result_1 NL!9U,h5|  
  { NK/4OAt%  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; wss?|XCI  
} ; SUE ~rb  
Q_O*oT(0  
template < typename T1, typename T2 > 4| Ui?.4=  
  struct result_2 2]ti!<  
  { ::"E?CQLV  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; i@zY9,b  
} ; V3.t;.@  
zxKCVRJ  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} %}b8aG+  
LM.`cb;?G  
template < typename T > Cs1>bpY*R6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -t3i^&fj8  
  { 3&*'6D Tg  
  return fn(pk(t)); tZho)[1  
} ]J@/p:S>  
template < typename T1, typename T2 > P!<[U!<hH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,rO[mNk9@  
  { Z[ZDQ o1  
  return fn(pk(t1, t2)); g7V_ [R(6  
} <B[G |FY,  
} ; m ,tXE%l  
'HaD~pa  
4JO@BV>t  
一目了然不是么? +jV_Wz  
最后实现bind $f-hUOuyo  
li/aN  
^^}Hs-{T  
template < typename Func, typename aPicker > VKrShI  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) -[]';f4]M  
  { 3-x%wD.  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); w*~Tm>U  
} LP<<'(l`  
|t6~%6^8  
2个以上参数的bind可以同理实现。 3,6Ox45  
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。 $H*/;`,\[  
-=5)NH t  
十一. phoenix .j?kEN?w  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #n7Yr,|Z  
`ROG~0lN(  
for_each(v.begin(), v.end(), <avQR9'&  
( 5H !y46z  
do_ Tr.hmGU  
[ 5D' bJ6PO  
  cout << _1 <<   " , " '`l K'5;  
] l(:kfR~AC  
.while_( -- _1), 2\@Z5m3B  
cout << var( " \n " ) &/WAZs$2n  
) _>_j\b  
); @ 4UxRp6+  
QLr9dnA  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: e7k%6'@  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor O<N#M{kc.  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 KIus/S5 RC  
那么我们就照着这个思路来实现吧: O\Eqr?%L)  
>K)2NLW\xA  
I=rwsL  
template < typename Cond, typename Actor > Iti0qnBN5  
class do_while 7"Mk+'  
  { >^SEWZ_[  
Cond cd; m 7 LUrU  
Actor act; n-afDV  
public : 4 I@p%g&  
template < typename T > ,8VU&?`<}  
  struct result_1 a!,r46>$H  
  { oF|N O^H  
  typedef int result_type; 3W&S.$l  
} ; gH7z  
APSgnf  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} b?VV'{4  
H3O@9YU  
template < typename T > dULS^i@@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1}g:|Q  
  { %SA!p;  
  do reiU%C  
    { -x]`DQUg  
  act(t); 9-lEtl%  
  } K* vU5S  
  while (cd(t)); $8 =@R'  
  return   0 ; wk $,k  
} (! KG)!  
} ; ;ojiJ ?jU  
]<trA$ 0  
` \ZqgX4  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). iHBB,x  
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。 74J@F2g}?  
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。 "/+zMLY  
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。 Qn+:/ zA;  
下面就是产生这个functor的类: b2) \ MNH  
7P**:b  
<$i4?)f(  
template < typename Actor > <bUe/m  
class do_while_actor ,+1m`9}  
  { X.#oEmA ,P  
Actor act; ;L"!I3dM)  
public : |:[9O`U)s  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Zi ESlf$  
zG9|K  
template < typename Cond > ?IhB-fd>@  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Sc$UZ/qPT  
} ; " ;NRzY  
-$-8W  
~~qWI>. 4  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Pq p *  
最后,是那个do_ -Zc![cAlO  
Q!'qC*Gyfn  
Ew,T5GG  
class do_while_invoker fZN><3MO>  
  { uzU{z;  
public : -_0?_Cb  
template < typename Actor > a. %LHb  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const fi%r<]@  
  { p{tK_ZBy]c  
  return do_while_actor < Actor > (act); %s=Dj2+  
} #I0pYA2m  
} do_; jAhP> t:  
lK(Fg  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? e XV@.  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 \k@$~}xD,  
最后来说说怎么处理break和continue cy3Td28,  
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。 dt,3"J  
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