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
  • 3820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 abCcZ<=|b  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 iR(A ^  
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, Zcz)FP#  
r+>E`GGQ  
VD +8j29  
SA{A E9y  
  class filler 'e\m6~u\hm  
  { "a6 wd  
public : ZQnJTS+Rd  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} lb&tAl"D  
} ; pH?VM&x  
OHqLMBW!!  
9 YU7R)  
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: Sy'/%[+goJ  
klKAwCQ,  
B.K"1o  
x"v5'EpL  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); fh )QX  
D_9&=a a'  
T2} I,{U  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [FC7+ Ey^  
}` Q'!_`  
Nj.(iBmr  
<{YP=WYW  
二. 战前分析 )~O{jd  
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。 i,S%:0c7)  
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 :4<+)r26  
V_~}7~ I  
()(@Qcc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); <=cj)  
  /* --------------------------------------------- */ "(/|[7D)  
vector < int *> vp( 10 ); Q9 kKk  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -t?S:9 [w  
/* --------------------------------------------- */ e&7GW9FSg  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); I4  Tc&b  
/* --------------------------------------------- */ H<%7aOwO2  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); *2 4P T7  
  /* --------------------------------------------- */ 5gGYG]*l  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Zx55mSfx:  
/* --------------------------------------------- */ X5qU>'?`  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); A! <R?  
k^]+I% ?Q  
.pi#Z /v  
=9YyUAJZ  
看了之后,我们可以思考一些问题: aAu upPu  
1._1, _2是什么? `wB(J%w  
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。 5D-xm$8C  
2._1 = 1是在做什么? . ~G>vVb  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 )+oDa{dZ  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (~}yt.7K  
qp  
kdQ=%  
三. 动工 QCa$<~c  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 6O$OM  
}N2T/U  
mmTc.x h  
r&1N8o  
template < typename T > *ta|,  
class assignment yXppu[=  
  { E} Uy-  
T value; :8E(pq|1PB  
public : +%?_1bGX>  
assignment( const T & v) : value(v) {} 8\. #  
template < typename T2 > 2p@Rr7  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } iIcO_ZyA  
} ; d|j3E  
c(ZkK  
uzho>p[ae  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3,oFT   
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment aMZ6C <N  
K}`.?6O  
&Zd{ElM  
~6kEpa  
  class holder zg)Z2?K|;u  
  { x?va26FV  
public : ["MF-tQ5  
template < typename T > s#)fnNQ ,  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const lmj73OB3  
  { Rw^4S@~T  
  return assignment < T > (t); #kA/,qyM  
} E:&=A 4 %  
} ; ]*%0CDY6`N  
7$Bq.Lc#z  
k U*\Fa*E  
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: 3PpycJ}  
P9G c)$6{p  
  static holder _1; d01bt$8>  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V. =!^0'A  
EXS 1.3>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $w)yQ %  
而不用手动写一个函数对象。 "CT'^d+  
$MfHA~^  
jGb+bN5U7  
K>lA6i7?  
四. 问题分析 c[3sg  
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。 +sQ=Uw#e  
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。 $ze%! C  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \n6#D7OV  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 >y(;k|-$  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 (pREo/T  
jXSo{  
五. 问题1:一致性  zy  
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?| Fv.}w_  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 {" Van,w  
U $# ?Lw  
struct holder ] RN&s  
  { 7xMvf<1P  
  // Eu l,1yR  
  template < typename T > :JV= Kt  
T &   operator ()( const T & r) const Ldf<  
  { g&`e2|[7  
  return (T & )r; GXYmJ4wR  
} c/^} =t(  
} ; L1VUfEG-  
#:3ca] k  
这样的话assignment也必须相应改动: i!*w'[G->Y  
g`d5OHvO o  
template < typename Left, typename Right > <wW#Wnc]  
class assignment 8uP,#D<wZ  
  { 4fT,/[k?  
Left l; 3PIZay  
Right r; Ew*_@hVC  
public : $k,Z)2  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K9njD#/  
template < typename T2 > kl?U 2A.=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } l<ag\ d  
} ; ;ug& v C  
|cEJRs@B  
同时,holder的operator=也需要改动: p^3 ]Q  
[ %cW ?@  
template < typename T > ZNuz%VO  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const zq>pK_WG  
  { |F=!0Id<  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); + 0{m(%i  
} e=<knKc Q  
^HgQ"dD <  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Q>8F&p?R  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 mKugb_d?  
r{!]` '8  
return l(rhs) = r; ]JVs/  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 )a AKO`  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  0w>V![  
!_ZknZTT  
template < typename Tp > wN>k&J  
class constant_t cY8X A6  
  { i ?&t@"'  
  const Tp t; 9utiev~3  
public : V(I!HT5.W  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ebw1 %W KC  
template < typename T > cXU8}>qY7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const \3JZ =/  
  { ~b}a|K  
  return t; hiq7e*Nsb  
} dw#K!,g  
} ; c7UmR?m  
4[m})X2(  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >L\$  
下面就可以修改holder的operator=了 *oopdGue  
m?'H 7cFR  
template < typename T > U_i%@{  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const \UA\0p  
  { eG&\b-%  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); d` %8qLIW  
} O#LG$Y n*  
HK&Ul=^VN|  
同时也要修改assignment的operator() nGQc;p5;  
%:2EoXN"  
template < typename T2 > 5pSo`)  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } zx` %)r  
现在代码看起来就很一致了。 l r80RL'_  
/kV3[Rw+  
六. 问题2:链式操作 [Jv0^"]  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 w0qrh\3du  
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。 wJyrF  
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。 B7 PkCS&X  
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。 :btb|^C  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct j/.$ (E   
8Na.H::cZ  
template < typename T > -#<6  
struct result_1 8T6LD  
  { H#H@AY3Y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 4'3do>!  
} ; F.{{gpI  
q^!_jMN5  
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: L\0;)eJ#M  
zs/4tNXw  
template < typename T > mj{B_3b5  
struct   ref ;f;A"  
  { ~8 >Tb  
typedef T & reference; 5OEo(&  
} ; }9:( l  
template < typename T > =MR.*m{  
struct   ref < T &> o\/&05rp]  
  { grD[7;1~:)  
typedef T & reference; z$g cK>@l  
} ; MB7UI8  
7Qdf#DG  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 8;PS>9<  
Cws;6i*=@  
template < typename T > )6+Z99w  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const f^JiaU4 [  
  { m(>MP/  
  return l(t) = r(t); (g" {A  
} 1O#]qZS}]  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 SjosbdD  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 vEy0DHEE  
Wd`*<+t]  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么  yqH  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: V}3'0  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 n[S-bzU^t  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 6jw9p+.  
最后的布局是: R*[X. H  
                Add fe!eZiE  
              /   \ 7MWd(n-  
            Divide   5 zA%YaekJ  
            /   \ Cn"_x  
          _1     3 P"(VRc6x  
似乎一切都解决了?不。 _0cCTQE  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 C/$bgK[ev  
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。 jJY{np  
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: oACbZ#/@n  
SFu]*II;{  
template < typename Right > !dQmg'_V  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const L< XAvg  
Right & rt) const A%[e<vj9  
  { 4,,DA2^!  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]OSq}ul  
}  \gsJ1@  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 zif&;)wV/  
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。 ZUyS+60  
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。 gt(^9t;  
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。 N \~}`({  
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。 XE>w&  
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? F9} zt 9  
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: DsB30  
E2xK GK   
template < class Action > +\doF  
class picker : public Action )/t&a$[  
  { t$Bu<frQ  
public : ,i jB3J  
picker( const Action & act) : Action(act) {} &SG5 f[  
  // all the operator overloaded 4U8N7  
} ; 4#Xz-5v  
r|63T%q!  
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。 4s e6+oJe  
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: gSa!zQN6  
3'Hz,qP  
template < typename Right > XDYQV.Bv  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const upLjkQ)_  
  { qyBC1an5,  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); BM~6P|&qD  
} ^e]O-,UBk  
*rgF[ :  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > P BVF'~f@j  
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。 fikDpR  
 0ij YE  
template < typename T >   struct picker_maker k:&vW21E  
  { 3(Ns1/;?,  
typedef picker < constant_t < T >   > result; SiYH@Wma  
} ; ?I8r2M]  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > cL<,]%SkE  
  { MQQQaD:v  
typedef picker < T > result; eslvg#Q  
} ; AdpJ4}|0  
!4a#);`G  
下面总的结构就有了: C2aA])7 D  
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。 ~ _hA{$  
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。 Ma'#5)D  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 cyLl,OA  
至此链式操作完美实现。 S0Ur{!9\#^  
3-=AmRxW't  
P5H_iH  
七. 问题3 x=Aq5*A0  
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。 *8J 0yv  
v}J0j  
template < typename T1, typename T2 > =:Yrb2gP_\  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0~z`>#W,  
  { )QW hzY  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 33 S CHQ  
} diNAT`|?#  
b9ud8wLE[  
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: 1S(n3(KRk$  
fLpWTkr0  
template < typename T1, typename T2 > h56Kmxxk  
struct result_2 5A$,'%d  
  { mr2Mu  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; !MrQ-B(  
} ; w=CzPNRHH!  
U{KnjoS  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? l[]cUE  
这个差事就留给了holder自己。 *T#^|<.XG  
    HYmUD74FR  
@( \R@`#  
template < int Order > 6yBd9=3K  
class holder; Y]*&\Ex"\  
template <> (/0dtJ  
class holder < 1 > 'Hzc"<2Y\  
  { 0l4f%'f  
public : -$kIVh  
template < typename T > ?E_;[(Mcr  
  struct result_1 Zwz co  
  { +I-BqA9  
  typedef T & result; u;]xAr1  
} ; :\I*_00!  
template < typename T1, typename T2 > B;F ~6i  
  struct result_2 q2r$j\L%  
  { Q-!gO  
  typedef T1 & result; +zd/<  
} ; YF-A8gXS  
template < typename T > 0{uaSR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )#8g<]q  
  { !yVY[  
  return (T & )r; 5~/EAK`  
} )[cuYH>  
template < typename T1, typename T2 > gwsIzYV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ZjMnGRP  
  { 4;W{#jk  
  return (T1 & )r1; j#2E Q  
} 9gdK&/ulR  
} ; w~'}uh  
s*_fRf:  
template <> Ue60Mf  
class holder < 2 > WR`NISSp  
  { )`(]jx!  
public : JBLUX,  
template < typename T > j}B86oX  
  struct result_1 }IZw6KiN  
  { -|^)8  
  typedef T & result; b1cVAfUP  
} ; +t%2V?  
template < typename T1, typename T2 > $/|) ,n  
  struct result_2 r#2Fk &Z9  
  { JB].ht  
  typedef T2 & result; z6l'v~\  
} ; 4p-"1 c$  
template < typename T > 9 &uf   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pqb`g@  
  { }% q-9  
  return (T & )r; nw% 9Qw  
} -aVC`  
template < typename T1, typename T2 > A)3H`L  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Q!qD3<?5  
  { +0z7}u\x  
  return (T2 & )r2; @!'}=?`  
} z'$1$~I  
} ; =EMB~i  
}mK,Bi?bj  
"O0xh_Nr  
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> >。 'sH_^{V2  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: {QylNC9  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: (YYg-@IO  
M2|h.+[Q  
return l(i, j) = r(i, j); tE {M  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) xQDQgvwa  
\.O&-oi  
  return ( int & )i; .,p=e$x]  
  return ( int & )j; ;s{' cN[.  
最后执行i = j; dd<l;4(  
可见,参数被正确的选择了。 <{bxOr+  
w-# f^#  
@-L]mLY  
eh<mJL%T  
^}p##7t [  
八. 中期总结 -5 PVWL\  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 'UWkJ2:!  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 4F G0'J&hw  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 vVw@^7U  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor RPgz"-  
tx>7?e8E  
K&`1{,  
^ex\S8j  
:,aY|2si  
o}114X4q;  
九. 简化 &`v?oN9$  
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。 ;z.niX.fx  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Vez8 ~r3  
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: bV&9>fC  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 @QVg5  
  +-*/&|^等 cI\[)5&  
2. 返回引用。 =dDPQZEin  
  =,各种复合赋值等 -Q@f),  
3. 返回固定类型。 G Ixs>E'X  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) jL^@;"/XhC  
4. 原样返回。 =X7kADRq  
  operator, r5S/lp+Y+N  
5. 返回解引用的类型。 aF^N  Ye  
  operator*(单目) U?:P7YWy  
6. 返回地址。 zU ~ Ff"<  
  operator&(单目) 7GsKD=bl]  
7. 下表访问返回类型。 } #H,oy;Dz  
  operator[] 'Tjvq%ks   
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 sV a0eGc  
  operator<<和operator>> ?PMbbqa0  
!9_(y~g{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。 2wY|E<E  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: `hj,rF+4  
A5yVxSF  
template < typename Left > Mt-r`W3 q  
struct value_return +:;ddV  
  { lxL.ztL  
template < typename T > vnvpb! @Q  
  struct result_1 dE_Xd :>  
  { t!qLgJ5%y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Mi8)r_l%O  
} ; R#4l"  
rV%T+!n%c  
template < typename T1, typename T2 > l5Bm.H_  
  struct result_2 <N=k&\  
  { /o;L,mcx*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 9hIKx:XCg  
} ; .<`)`:n+B  
} ; Z\CvaX  
Deh3Dtg/k  
baII!ks  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait r$={_M$  
Bgm8IK)6  
下面我们来剥离functor中的operator() (46'#E z[F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Qi`3$<W>  
NLMvi!5w,  
return l(t) op r(t) 0AQ4:KV(Y  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) xOe1v9<  
return op l(t) hD ~/ywS&  
return op l(t1, t2) xO )c23Z)]  
return l(t) op O0#[hY,  
return l(t1, t2) op vzg^tJ  
return l(t)[r(t)] nd8<*ru$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _ l`F}v  
KNAvLcg  
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: N 3L$"g5^  
单目: return f(l(t), r(t)); @ar%`+_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); _  Lh0  
双目: return f(l(t)); eA!Z7 '  
return f(l(t1, t2)); 7@;*e=v  
下面就是f的实现,以operator/为例 8IlUbj  
YP02/*'  
struct meta_divide jum"T\  
  { dA h cA.  
template < typename T1, typename T2 > zVS{X=u  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) FLMiW]?x  
  { ]jhi"BM  
  return t1 / t2; 9xK>fM&u  
} 5?>4I"ne  
} ; l[T-Ak  
E'f7=ChNF  
这个工作可以让宏来做: caQ1SV^{9  
plWNuEW  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ C|&tdh :g  
template < typename T1, typename T2 > \ #EzhtuHxn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; s1 >8uW  
以后可以直接用 s5@BVD'}E  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) MF"*xr v  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 1yE',9?  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) q0+N#$g#  
*U1*/Q.  
CB#2XS>V  
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 :g|.x  
6-wpR  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ' bl9fO4v  
class unary_op : public Rettype 1-p#}VX  
  { #a}w&O";  
    Left l; lu{ *]!  
public : :5~Dca_iU4  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} { }/  
y ~  K8  
template < typename T > @H?OHpJ"`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RkG?R3e  
      { 5>9Q<*   
      return FuncType::execute(l(t)); }SSg>.48w  
    } bKS/T^UQ  
*/K[B(G  
    template < typename T1, typename T2 > 2@a'n@-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %.$!VTO"  
      { _K#7#qp2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); _ooHB>sH  
    } VzSkqWF/"  
} ; l5w^rj  
Lmjd,t  
J8~hIy6]  
同样还可以申明一个binary_op w~B1TfqNo  
_W(xO |,M  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'Q E8  
class binary_op : public Rettype )2).kL>  
  { )$^xbC#j`3  
    Left l; w]MI3_|'r(  
Right r; HCOsVTl,  
public : H,KH}25  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [Z/P[370  
8x1!15Wiz  
template < typename T > eFs5 l  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b$H bo;_   
      { uO1^Q;F  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ? /!Fv/  
    } R,D/:k'~k  
{($mLfC4  
    template < typename T1, typename T2 > Qf0P"s`  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %t_'rv  
      { qsp3G7\'=  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); TgV-U  
    } A&1EOQ=N  
} ; EO+Ix7w  
FiQ&g*=|  
6'*6tS  
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 fAStM:  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 a'` i#U  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 60~*$`  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 \KJTR0EB:>  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! !m\By%(  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 27gHgz}}  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 / w dvm4  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Z=-#{{bv  
下面是修改过的unary_op N''xdz3Z  
{!( htg;  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > WuVsW3@  
class unary_op C|H`.|Q  
  { KUX6n(u  
Left l; 3 a(SmM:  
  t#M[w|5?  
public : MV<)qa T  
|qpm  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} EO'+r[Y  
2O(k@M5E?  
template < typename T > TS=%iMa  
  struct result_1 + ,]&&  
  { ~xam ;]2  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ++w{)Io Z  
} ; bg3kGt0  
0F!Uai1  
template < typename T1, typename T2 > eiOAbO#U  
  struct result_2 dG3?(}p+  
  { `o_i+?E  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,f>^ q"  
} ; U#Kw+slM  
RU.j[8N$  
template < typename T1, typename T2 > tvJl-&'N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M2:3 k  
  { ~>]Ie~E: (  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); o}36bi{  
} .}R'(gN\6  
x6T$HN/2  
template < typename T > y54RD/`-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kVWrZ>McK  
  { =*4^Dtp  
  return OpClass::execute(lt(t)); Rp zuSh  
} M9Z9s11{H  
,9:v2=C_  
} ; <6N3()A)%1  
U GOe(JB  
$ ga,$G  
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 >SZuN"r8`  
好啦,现在才真正完美了。 1:h(8%H@"  
现在在picker里面就可以这么添加了: @uxg;dyI~  
kyB>]2  
template < typename Right > <+ <o X"I  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 5*"WS $  
  { u8~5e  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); s0Y7`uD^  
} C`oB [  
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。 a<pEVV\NB~  
iee`Yg!EOH  
-RThd"  
IxlPpS9Wx  
H'2o84$  
十. bind 9zehwl]~  
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。 HRd02tah  
先来分析一下一段例子 f`J[u!Ja  
IgF#f%|Q  
\iwUsv>SB  
int foo( int x, int y) { return x - y;} w/0;N`YB  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 %eu_Pr6X  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 n u>6UjV  
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。 -fz(]d  
我们来写个简单的。 RoD9  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: su=]gE@  
对于函数对象类的版本: 2IDn4<`  
3A b_Z  
template < typename Func > SkXx: @  
struct functor_trait #4sSt-s&  
  { SMm$4h R  
typedef typename Func::result_type result_type; G>^ _&(c@2  
} ; T 6rjtq  
对于无参数函数的版本: tUFXx\p  
VS<w:{*  
template < typename Ret > 0vz!)  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5sMyH[5zY  
  { sr.!EQ]  
typedef Ret result_type; 2f0_Xw_V_  
} ; 6[1lK8o  
对于单参数函数的版本: Bv=:F5hLG  
8g 2'[ci$q  
template < typename Ret, typename V1 > Bk4|ik}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > <C7/b#4>\  
  { cT^x^%  
typedef Ret result_type; gG6BEsGa,  
} ; 3n TpL#  
对于双参数函数的版本: ^t)alNGos  
A `=.F  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > cA B^]j  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ^$\#aTyFK  
  { x@"`KiEUs  
typedef Ret result_type; ML_[Z_Q<z  
} ; yCye3z.  
等等。。。 Zv1/J}+  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy BO=j*.YKy  
Q%RI;;YyA  
template < typename Func > IQ}YF]I;  
struct func_return ZGWZ2>k  
  { wo!;Bxo N  
template < typename T > d[Rs  
  struct result_1 so\8.(7n  
  { g`zC0~D2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; >!2d77I  
} ; [ U?a %$G>  
Ja6PX P]'  
template < typename T1, typename T2 > k;y5nXIlN  
  struct result_2 ?t];GNU`l  
  { SSI('6Z/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -qndBS  
} ; \rf2O s  
} ; <q#/z&F!  
<</ Le%  
qw%wyj7  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 FiJU *  
f0lK ,U@P  
template < typename Func, typename aPicker > 'uA$$~1  
class binder_1 #~88[i-6  
  { T $;N8x[  
Func fn; zd3%9rj$  
aPicker pk; (!`]S>_w9  
public : Kf7v_T /  
E; Z1HF R  
template < typename T > 27KfT] =  
  struct result_1 QZ51}i  
  { 6*H F`@(  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; b:}+l;e5 2  
} ; ]):kMRv  
G_a//[p  
template < typename T1, typename T2 > -%x9^oQwY  
  struct result_2 ^aG=vXK`b  
  { :.M"M$MRp8  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0<T/P+|  
} ; GT"gB$Mh  
y7CrH=^jc  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} d4zqLD$A  
wm r8[n&c  
template < typename T > >Kc>=^=5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B}y-zj; T  
  { $w$4RQk3n  
  return fn(pk(t)); RGim):1e  
} m^)h/s0A  
template < typename T1, typename T2 > n7 S~n k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xc+h Fx  
  { 7Q9zEd" d  
  return fn(pk(t1, t2)); wN ![SM/+  
} :2fz4n0{/  
} ; Qm\VZ<6/5  
G_] (7  
E|Lv_4lb=  
一目了然不是么?  !mX 2  
最后实现bind lU<n Wf  
!Z6GID})p  
LAwl9YnG:  
template < typename Func, typename aPicker > jpCQ2XD:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Sgt@G=_o  
  { Px)/`'D  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); zV }-_u.  
} v5 yOh5  
ZdD]l*.\i  
2个以上参数的bind可以同理实现。 y^oSVj  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 e>kw>%3bl9  
\5%T'S@5  
十一. phoenix C9q`x2  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: (Js'(tBhiU  
W1s4[rL!Ht  
for_each(v.begin(), v.end(), ^xGdRa U#  
( ;Vad| -  
do_ %@{);5[  
[ e FPDW;  
  cout << _1 <<   " , " K/y#hP  
] 'lU9*e9  
.while_( -- _1), @Kd lX>i  
cout << var( " \n " ) TY,w3E_  
) U&6!2s-  
); * SG0-_S  
G!54 e  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: }cll? 2  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ]~z2s;J{/  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 wL2d.$?TEg  
那么我们就照着这个思路来实现吧: otXB:a  
'W~O ?  
xcz1(R  
template < typename Cond, typename Actor > =J,aBp  
class do_while mB$r>G/'  
  { 0j1I  
Cond cd; j+n1k^jC  
Actor act; %cD7}o:u  
public : AR?J[e  
template < typename T > J*8fGR%  
  struct result_1 /0 ,#c2aq  
  { ?R0sY ?u  
  typedef int result_type; M[0@3"}}  
} ; B_[^<2_  
H;<hmbN?d  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ' hL\xf{  
f4zd(J  
template < typename T > & h9ji[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X+{4,?04+  
  { GP uAIoBo  
  do ;""V s6  
    { /r|^Dc Nx  
  act(t); un[Z$moN"  
  } +E QRNbA  
  while (cd(t)); ]OHzE]Q  
  return   0 ; a Kb2:1EQ  
} 2-u>=r0L  
} ; 5-}4jwk  
" 7RQrz  
L&lNpMT  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). v[ru }/4  
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。 iwL\Ha  
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。 |-I[{"6q$@  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 1P4jdp=~  
下面就是产生这个functor的类: V2%FWo|  
:t]YPt  
<?,o {  
template < typename Actor > &@A(8(%  
class do_while_actor 5 %q26&  
  { |J2R w f  
Actor act; G7`7e@{  
public : 6d,jR[JP  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} gmWRw{nS+  
rZ1${/6  
template < typename Cond > .8l\;/o|  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?DkMzR)u  
} ; ,'F;s:WM,  
DPi%[CRH  
M=e]v9  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 m"~$JA u  
最后,是那个do_  8OZc:/  
3t(nV4uDF  
cgm]{[f  
class do_while_invoker .wx; !9  
  { 1,Uv;s;{  
public : 6Ez}A|i  
template < typename Actor > N9Yc\?_NU_  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const A--Hg-N|  
  { h{yqNl  
  return do_while_actor < Actor > (act);  s6 w</  
} |~W!Y\l-  
} do_; 5Y"lr Y38  
mKPyM<Q  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? J-A CV(z=q  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Txfu%'2)e  
最后来说说怎么处理break和continue B+wSLi(  
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。 |SZRO,7x  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五