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
  • 3385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 xef7mx  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 : s3Vl  
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, cK/odOi  
5qko`r@#  
L zy|<:K+$  
 X;g|-<  
  class filler ,~w)@.  
  { <C xet~x  
public : 0:S)2"I58p  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,5WDYk-  
} ; 4 ETVyK|  
+?'acn  
zvg&o)/[  
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: yh!vl&8M  
mY9K)]8  
IA!Kp g W  
)2hoO_l:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); mK4A/bsE  
B&D z(Bs  
wtyu"=  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 XCoOs<O:@  
"yk%/:G+  
g#*N@83C  
*4E,| IJ  
二. 战前分析 2e=Hjf )  
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。 sq$|Pad[  
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 :gC2zv  
.(ir2g  
,)G,[ih  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); f|)t[,c  
  /* --------------------------------------------- */ Sq QB>;/p  
vector < int *> vp( 10 ); zKr(Gt8  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ualtIHXK)  
/* --------------------------------------------- */ 29oEkaX2o  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); wr(?L7 $+  
/* --------------------------------------------- */ hpu(MX\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 5[k35 c{  
  /* --------------------------------------------- */ WDq3K/7\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); C/=ZNl9"fn  
/* --------------------------------------------- */ 98"NUT  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); I5,Fh>  
QNY{ p k  
G 2##M8:U0  
dmne+ufB  
看了之后,我们可以思考一些问题: DQd&:J@?  
1._1, _2是什么? '(}BfDP  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 c-F&4V  
2._1 = 1是在做什么? V'B 6C#jT  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 n >'}tT)U  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 t$J-6dW  
9viC3bj.o  
AyUVsIuPT=  
三. 动工 *zcH3a,9"x  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 42M3c&@P  
apXq$wWq{D  
Jx]`!dP3  
i \~4W$4I  
template < typename T > s$;v )w$  
class assignment ofJ@\xS  
  { sx;1V{|g  
T value; wC19  
public : #X+)  
assignment( const T & v) : value(v) {} W$W7U|Z9y+  
template < typename T2 > SFHa(JOS  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } YG_3@`-<  
} ; ZHT.+X:_  
H:`r!5&Qb5  
BmZd,}{  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ji "*=i  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment OP@PB|  
_<8n]0lX3  
\*7Tj-#  
`k+k&t  
  class holder *k/_p ^  
  { B*{CcQ<5  
public : CzgLgh;:T  
template < typename T > +#O?sI#  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const g)zy^ aDf  
  { rei<{woX  
  return assignment < T > (t); X- zg  
} _.j KcDf  
} ;  j%lW+ [%  
B=f{`rM)~W  
yuND0,e  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 3E#acnqn*  
(g 8K?Q  
  static holder _1; 9%x[z%06  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 {_ocW@@  
{2,V3*NF  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [p(Y|~  
而不用手动写一个函数对象。 :)+cI?\#  
%P?W^mI  
DpA)Z ??  
t{$t3>p-t  
四. 问题分析  hHdC/mR  
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。 TO QvZ?_  
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。 SQ@@79A  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 +!X^E9ra  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 sGV%O=9?2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 e|`&K"fnq  
46*?hA7@r(  
五. 问题1:一致性 [;c#LJ/y  
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?| >8ePx,+!  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ZI1[jM{4^F  
K]RkKMT,  
struct holder A w83@U  
  { K%S k{'  
  // `74A'(u_  
  template < typename T > %hY+%^k.  
T &   operator ()( const T & r) const !x>P]j7A}Y  
  { 1<lLE1fk  
  return (T & )r; <jV_J+#  
} REw!@Y."  
} ; .Emw;+>  
) ~X\W\  
这样的话assignment也必须相应改动: _,5(HETE2  
sURHj&:t|  
template < typename Left, typename Right > ^}9Aq $R  
class assignment *K!V$8k=99  
  { )PZ'{S  
Left l; uRJLSt9m  
Right r; #qHo+M$"  
public : PZQ}G*p3  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /z6NJ2jb  
template < typename T2 > 2U i)'0  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } WnA]gyc  
} ; 'H:lR1(,  
}*;Hhbox  
同时,holder的operator=也需要改动: C)Mh  
IeE+h-3p  
template < typename T > &%rX RP  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const v@[MX- ,8  
  { (m})V0/`  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); s\_ ,aI  
} Wk`G+VR+  
tPc'# .  
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。 _<&IpT{w+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 dX` _Y  
8&B{bS  
return l(rhs) = r; -_v[oqf$  
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。 zAS&L%^tV  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )9==6p  
> PfYHO  
template < typename Tp > (yn!~El3  
class constant_t {^5r5GB=*  
  { $D1Pk  
  const Tp t; Cj,fP[p#7  
public : dyD =R  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} E:L =>}  
template < typename T > j'I$F1>Te  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 3T%WfS+  
  { w*OZ1|  
  return t; R@u6mMX{N,  
} ;VNwx(1l`  
} ; x/R|i%u-s  
A{Jv`K  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。  0'%R@|  
下面就可以修改holder的operator=了 lmgMR|v  
7?dB&m6W  
template < typename T > KzG8K 6wZ  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =AUR]&_B  
  { 5JBenTt  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); fYl$$.  
} y/'2WO[  
y!h$Z6.  
同时也要修改assignment的operator() TY],H=  
8yF15['  
template < typename T2 > ZjF$zVk  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } IF(W[J  
现在代码看起来就很一致了。 pdngM 8n  
kzMCI)>"  
六. 问题2:链式操作 T4F}MVK  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Ky[/7S5E  
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。 t:9}~%~  
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。 LsS/Sk  
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。 9N:Bu'j&/  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct !-m (1  
c5+oP j  
template < typename T > {+0]diD  
struct result_1 ?kI-o0@O.  
  { s*>s;S?{|  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; kOmTji7  
} ; ><mZOTn e;  
k"uqso/  
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: )O#]Wvr  
! k)}p_e  
template < typename T > 5?&k? v@  
struct   ref :Ag]^ot  
  { :z_D?UQ  
typedef T & reference; L=O,OS+  
} ; Qx1ZxJz #  
template < typename T > / V+&#N  
struct   ref < T &> -v'7;L0K  
  { 9OuK}Ssf  
typedef T & reference; 7hZCh,O  
} ; ID & Iz  
,B(UkPGT  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: O8(;=exA  
bHH{bv~Z  
template < typename T > UO47XAO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const hZ Gr/5f  
  { wj!p6D;;S  
  return l(t) = r(t); iA3d[%tBb  
} ^hv  
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。 [cwc}f^  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 s-Q-1lKV,  
kSv?p1\@&P  
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 Q.7Rv XNw8  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: "IA[;+_"  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 S5*wUd*p#  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  TOdH  
最后的布局是: XAR~d6iZ  
                Add )HNbWGu  
              /   \ r483"k(7  
            Divide   5 H=?v$! i  
            /   \ JryDbGc8  
          _1     3 $)\%i=  
似乎一切都解决了?不。 HK) $ls  
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。 QDYS}{A:V  
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。 -%*>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: \u ?z:mV  
&&4av*\I  
template < typename Right > 0kS[`a(}J  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const GzWmXm  
Right & rt) const ?`V%[~4_I  
  { Q%KH^<  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "5C)gxI^  
} $%ZEP> ]  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 `Jhu&MWg  
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。 5<w"iqZ\?N  
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。 `=Pn{JaD  
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。 } R!-*Wk  
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。 ^Crl~~Gk`  
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? p)vyZY[  
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: y;<^[  
ugcWFB5|  
template < class Action > A]`63@-.  
class picker : public Action Y,I0o{,g  
  { v/=O:SM}  
public : dDbPM9]5  
picker( const Action & act) : Action(act) {} YqX/7b+  
  // all the operator overloaded V^B'T]s  
} ; P0uUVU=B|  
\gaGTc2&  
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。 yz8ZY,9  
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: +RQlMAB  
K Art4+31  
template < typename Right > u'M \m7  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ' Z:FGSwT  
  { .9{Sr[P  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); tNg}: a|J  
} :\9E%/aAD  
z40uY]Ck  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Ic/D!J{Y  
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。 4CVtXi_Y  
s9svuFb  
template < typename T >   struct picker_maker $50A!h  
  { >Pj ?IE6  
typedef picker < constant_t < T >   > result; n,}\;Bp  
} ; ku3Vr\s  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Q laz3X,P  
  { ;4p_lw@  
typedef picker < T > result; H4p N+  
} ; ce-5XqzY@  
:5IbOpVM  
下面总的结构就有了: {eA0I\c(C  
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。 3tY \0y9  
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。 tQE=c 7/M  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 |LA@guN  
至此链式操作完美实现。 C1_':-4  
Tl"GOpH\]  
hbdq'2!Qr  
七. 问题3 |pxM8g1w  
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。 },G6IuH%  
?4v&TB@  
template < typename T1, typename T2 > a[d6@!  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k)j, ~JH  
  { F_0vh;Jo  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }tue`">h  
} H:byCFN-  
7(c7-  
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: ZdG?fWWA  
pv);LjF  
template < typename T1, typename T2 > OXc!^2 ^  
struct result_2 5Y77g[AX2-  
  { [~e{58}J|  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;  ;LEO+,6  
} ; ?/"Fwjau  
A'Q=Do E  
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? S%J$.ge  
这个差事就留给了holder自己。 b.HfxYt(  
    zIc%>?w  
<j CD^  
template < int Order > =(\ /+ 0-[  
class holder; $OEhdz&Fi  
template <> $M%<i~VXe&  
class holder < 1 > _Q&O#f  
  { XIQfgrGZ  
public : vX|i5P0)8  
template < typename T > nO-1^HUl  
  struct result_1 l0AVyA4RFV  
  { 8K(3{\J[V  
  typedef T & result; @~WSWlQW  
} ; U Px7u%Do  
template < typename T1, typename T2 > I !\;NVhv  
  struct result_2 :)7{$OR&  
  { ['1JN UX  
  typedef T1 & result; |S0]qt?  
} ; )X-~+X91 S  
template < typename T > n`'v8 `a]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "p,TYjT?R  
  { J*4byu|  
  return (T & )r; c j-_  
} uh,~Cv XU]  
template < typename T1, typename T2 > !{On_>` ,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `2}H$D  
  { :.xdG>\n3  
  return (T1 & )r1; *hugQh ]a  
} 8&d s  
} ; 2R W^Nqc9  
<$m=@@qg  
template <> 8M9LY9C  
class holder < 2 > VE_%/Fs,  
  { a+wc"RQ |  
public : f9`F~6$  
template < typename T > e[5= ?p@|  
  struct result_1 Z?XgY\(a(Q  
  { BgPwIK x  
  typedef T & result; 4i<V^go"  
} ; 8|9JJ<G7  
template < typename T1, typename T2 > [):&R1U  
  struct result_2 (<.uvq61  
  { ^Ob#B!=  
  typedef T2 & result; -wA^ao   
} ; 1w30Vj2<  
template < typename T > fDq`.ZW)s  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pUTC~|j%:  
  { +A 3Q$1F  
  return (T & )r; DM*GvBdR  
} hSBR9g  
template < typename T1, typename T2 > ]t4 9Efw  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const P:`tL)W_  
  { D7'P^*4_B  
  return (T2 & )r2; 'Cc(}YY0C  
} | .8lS3C  
} ; cwe@W PE2  
!21#NCw  
627xR$U~  
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> >。 n aQ0TN,  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: L%3m_'6QP  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: N sUFM  
vocXk_  
return l(i, j) = r(i, j); Stq [[S5P  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) HOEjLwH  
k@,&'imx  
  return ( int & )i; IV#kF}9$  
  return ( int & )j; YLEk M  
最后执行i = j; 6f$h1$$)^  
可见,参数被正确的选择了。 4sj:%% UE  
ISp'4H7R+N  
2f;fdzjk8K  
9/La _ :K  
_t9@ vVQ  
八. 中期总结 i]qVT)j  
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: {;iG}jK  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Hl@)j   
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 .6@qU}  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ?<Tt1fpG  
\P3[_kbf1  
'h?;i2[  
)^G&p[G  
'dnTu@mUT  
p@/i e@DX  
九. 简化 }s0?RH  
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。 ` 0YI?$G1  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 G!y~Y]e  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: \xQ10\u  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ,mu=#}a@}  
  +-*/&|^等 h4j{44MT  
2. 返回引用。 QasUgZ  
  =,各种复合赋值等 Z+zx*(X  
3. 返回固定类型。 F]#rH   
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) hXvg<Rf  
4. 原样返回。 D@M ZTb  
  operator, !9$xfg }  
5. 返回解引用的类型。 B/*`u  
  operator*(单目) fgb%SIi?  
6. 返回地址。 t-xw=&!w  
  operator&(单目) Bf&,ACOf  
7. 下表访问返回类型。 kfod[*3  
  operator[] sT.:"Pj$  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 t+R8{9L-  
  operator<<和operator>> 2>E.Q@c  
b*-g@S  
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。 M_o<6C  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: H#/}FoBiS  
1gq(s2izy  
template < typename Left > EF7Y4lp  
struct value_return _L?`C  
  { ZDmBuf q  
template < typename T > 07zbx6:t  
  struct result_1 }CR@XD}[  
  { ?a8 o.&`l  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; cU,]^/0Y  
} ; -ejH%CT  
[")3c)OH|  
template < typename T1, typename T2 > sqAZjfy@  
  struct result_2 T.1*32cX  
  { s!\:%N  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 1-@[th  
} ; we<m%pf  
} ; Iz'*^{Ssm  
#6])\  
29]T:I1d[  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait GqFDN],Wp  
,W"[q~  
下面我们来剥离functor中的operator() <NV[8B#k]  
首先operator里面的代码全是下面的形式:  !,rp|  
.xR J )9q  
return l(t) op r(t) CJ*8x7-t  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) g\ r%A  
return op l(t) 5*.JXx E;U  
return op l(t1, t2) @M[t|  
return l(t) op MHs2UN  
return l(t1, t2) op !/+'O}@-E  
return l(t)[r(t)] S4/CL4=  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] KrcL*j&^  
2}Ga   
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: }O_kbPNw  
单目: return f(l(t), r(t)); [P5+}@t  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); <ID/\Qx`q  
双目: return f(l(t)); D0'L  
return f(l(t1, t2)); _*d8:|qw  
下面就是f的实现,以operator/为例 =!rdn#KH  
/%E X4 W  
struct meta_divide h n:  
  { =Q#} ,T  
template < typename T1, typename T2 > *]<M%q!<6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) W@R\m=e2  
  { AE1EZ#  
  return t1 / t2; H Aq  
} zZ rUS'8  
} ; "E4;M/  
)%8 ;C]G;  
这个工作可以让宏来做: 2g>4fZ  
dso6ZRx  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _J'V5]=4  
template < typename T1, typename T2 > \ nVkPYeeT  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 2=P.$Kx  
以后可以直接用 ELh`|X  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :A+nmz!z  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 TqzL]'NS+  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ZCdlTdY   
ulY8$jB  
X rBe41  
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 a: C h"la  
N~c Y~a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,,U8X [A  
class unary_op : public Rettype Nqf6CPXE  
  { }/dGC;p"  
    Left l; l* ~".q;S  
public : dj>ZHdTn  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;,d^=:S6@  
(jR7D"I  
template < typename T > QqpXUyHp[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $K_G|Wyi  
      { 2)_Zz~P^f  
      return FuncType::execute(l(t)); ,hMd xZJd  
    } KwEyMR!  
s&>U-7fx"  
    template < typename T1, typename T2 > y7iHB k"^:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &bh%>[  
      { \FE  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); n'WhCrW  
    } bSK> p3  
} ; e}F1ZJz  
uyE_7)2d  
Z@Tb3N/[  
同样还可以申明一个binary_op P4h^_*d  
J5i$D0K[  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > #CRAQ#:45(  
class binary_op : public Rettype &:]ej6 V'[  
  { &]d-R  
    Left l; Mg7nv\6  
Right r; 71g\fGG\  
public : khXp}p!Zm  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :6N'%LKK  
>q+q];=(  
template < typename T > } `X.^}oe  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qp]-:b  
      { 4hymQ3 g  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); <KBzZ !n5  
    } '4T]=s~N  
Cp`>dtCd  
    template < typename T1, typename T2 > {[ E7Cf  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <B3v4 f  
      { e9F\U   
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); -GqMis}c  
    } :o2^?k8k&#  
} ; Ao2m"ym  
r.JY88"  
dg(fD>+  
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 sKIpL(_I$  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 l^LYSZg'R8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) RyAss0Sm^  
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。 &efwfnG<  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! |aaoi4OJ  
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。。。 *[@k=!73  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^Z6N&s#6  
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) ]>:LHW  
下面是修改过的unary_op <`rl[C{  
; aI`4;  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > XBTtfl &  
class unary_op kS\A_"bc  
  { A,WZ}v}_  
Left l; D>HX1LV  
  b `TA2h  
public : Sz"rp9x+  
\Y?ByY  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} vv9=g*"j  
4a]$4LQV  
template < typename T > 0\Q/$#3  
  struct result_1 @~Uu]1  
  { H*h7Y*([  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; vz~QR i*  
} ; X}-) io  
(F wWyt  
template < typename T1, typename T2 > R cz;|h8  
  struct result_2 2G(RQ\Ro*  
  { OJ/l}_a  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )S,Rx  
} ; Kt 0 3F$  
X}Oo5SNgff  
template < typename T1, typename T2 > "IvFkS=*Q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /W vgC)  
  { H J8rb  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); WZ3GI l  
} IwR/4LYI  
nO{m2&r+  
template < typename T > 3Dm`8Xt  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z-Ndv;:  
  { .o&Vu,/H  
  return OpClass::execute(lt(t)); ]W7e2:Hra  
} LzS)WjEN  
2,3pmb  
} ; %]iDhXLr  
LRuB&4r8  
q#mw#Uw-  
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  MoFAQe  
好啦,现在才真正完美了。 (9_O ||e e  
现在在picker里面就可以这么添加了: \'BA}v &/  
@gn}J'  
template < typename Right > {zri6P+s  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const lV*dQwa?i  
  { 74c[m}'S  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); _T{ "F  
} y>5??q  
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。 %:DH _0  
 V/8"@C  
}%@q; "9`  
*?-,=%,z/  
Hkv4^|  
十. bind vpoYb  
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。 J'=iEI  
先来分析一下一段例子  3 cb$g  
n;F/}:c_a  
Y]33:c_;Mo  
int foo( int x, int y) { return x - y;} T"tR*2HwSd  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 l, [cR?v  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 &Se!AcvKF  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 6N<v&7cSB  
我们来写个简单的。 CHojF+e  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: g9XAUZe  
对于函数对象类的版本: :|V`QM  
z87_/(nu  
template < typename Func > uDWxIP,m  
struct functor_trait \a}_=O  
  { TJhzyJ"t  
typedef typename Func::result_type result_type; G""L1?  
} ; V(^aG=TaW:  
对于无参数函数的版本: ;L{#TC(]J]  
! /qQ:k-.  
template < typename Ret > dh~ cj5  
struct functor_trait < Ret ( * )() > qIC9L"I  
  { cj5; XK  
typedef Ret result_type; a(a 2xa  
} ; Hx|<NS0}_  
对于单参数函数的版本: \H -,^[G3  
_x&fK$Y)B  
template < typename Ret, typename V1 > /KCJ)0UU  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 5x} XiMM  
  { M`=bJO:  
typedef Ret result_type; L4x08 e  
} ; ~*-%tFSv  
对于双参数函数的版本: G8Qo]E9-/  
I.qP$j  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > -{=c T?"+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ,o{|W9  
  { .vm.g=-q  
typedef Ret result_type; u[>hs \3k  
} ; hHoc>S6^M  
等等。。。 1/l;4~p7'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy [Dv6z t>  
D |lm,  
template < typename Func > f]*_]J/  
struct func_return t]QGyW A]  
  { Tam\,j  
template < typename T > j0]|$p  
  struct result_1 @[vwqPOL  
  { 2!y%nkO*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; H)Kt!v8  
} ; aglW\L T^  
Z ^w5x:  
template < typename T1, typename T2 > JOA_2qa>\  
  struct result_2 \B$Q%\-PX  
  { (K}Md~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; , id`=L=  
} ; $:aKb#l)  
} ; "V>7u{T  
 Du*O|  
_]Ei,Ua  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 U_/<tWl\[3  
ju@5D h  
template < typename Func, typename aPicker > bO:m^*  
class binder_1 N)0I+>, ^  
  { :2\H>^u V  
Func fn; yzml4/X  
aPicker pk; 5X'com?T  
public : k/|j e~$  
BWz7m9 T  
template < typename T > 9m:qQ1[\  
  struct result_1 ?_NhR   
  { nKoc%TNqe  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ?D^l&`S  
} ; o#IQz_  
1HBdIWhHv.  
template < typename T1, typename T2 > /^ d!$v  
  struct result_2 8+b ?/Rn0  
  { =}12S:Qhj  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q>FuNdUk  
} ; -ty_<m]  
+bj[.  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} pFu3FUO*;  
p:,(r{*?  
template < typename T > `GG PkTN  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ye9-%~sjX  
  { \\qw"w9  
  return fn(pk(t)); TT(d CHft  
} 8^H <dR  
template < typename T1, typename T2 > }b#KV?xgW  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =;1MpD  
  { iG[an*#X  
  return fn(pk(t1, t2)); #eqy!QdePf  
} Z'%k`F  
} ; sQT0y(FW  
%h ?c  
t._W643~  
一目了然不是么? V9 pKb X  
最后实现bind Jmln*,Ol7  
/&>6#3df-  
6 ]@H.8+  
template < typename Func, typename aPicker > W@^O'&3d  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) (~r"N?`  
  { H\f.a R=  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); s!q6OVJ-  
} +fd^$Qd%K  
Z[baQO  
2个以上参数的bind可以同理实现。 :bLLN  
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。 mis cmD  
yIwAJl7Xf  
十一. phoenix ^/wvHu[#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ;a/Gs^W  
:[iWl8  
for_each(v.begin(), v.end(), ?~e 8:/@  
( 6xs_@Vk|d  
do_ P9/5M4]tt  
[ b!Q|0X.?  
  cout << _1 <<   " , " \: H&.VQ"  
] 7m6@]S6  
.while_( -- _1), 5FJ<y"<6  
cout << var( " \n " ) -{i;!XE$SR  
) ZM/*cA!"  
); d v@B-l;  
vdloh ,  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: y K~;LV  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor /wB<1b"  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 he0KzwBF  
那么我们就照着这个思路来实现吧: m$xL#omD  
GZ# 6}/;b  
;E /:_DWPD  
template < typename Cond, typename Actor > Ey$J.qw3  
class do_while >|L,9lR_b  
  { CwQgA%) !i  
Cond cd; @Iz vObK  
Actor act; bv`gjR  
public : KH)(xB=  
template < typename T > &k+G^ !=s#  
  struct result_1 OPR+K ?  
  { )A9K9pZj  
  typedef int result_type; A0sydUc  
} ; [vkz<sL"  
HDU tLU d  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} `Q V}je  
6R V]9  
template < typename T > =.,]}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3Xgf=yG:M  
  { 76a+|TzR  
  do B5>h@p-UV  
    { %"~\Pu*>  
  act(t); z5PFppSQ  
  } K^bzZa+a  
  while (cd(t)); 1\:puC\)  
  return   0 ; TSXa#SKp  
} hc}d S$=C  
} ; OI"vC1.5  
O;c;>x_dA  
)=TD}Xb  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ,Ju f  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 !>T.*8  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 .8hB <G  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ItGi2'}  
下面就是产生这个functor的类: ^& ZlV  
)NJD+yQ%  
;o]'7qGb  
template < typename Actor > WmTSxneo  
class do_while_actor Mw2?U>h1  
  { _7>$'V{  
Actor act; +L1%mVq]y  
public : Jr m<u t  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} l-4T Tg  
{s!DRc]ln  
template < typename Cond > dABmK;  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; `#B|l+baq  
} ; $wUFHEl  
N*w/\|  
;rWgt!l  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 mDz{8N9<FG  
最后,是那个do_ F2!C^r,~L  
DK 4 8  
P.mz$M  
class do_while_invoker MjCD;I:C.  
  { q y73  
public : wjW>#DE  
template < typename Actor > nPh 5(&E  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const K5gh7  
  { 1 zIFQ@  
  return do_while_actor < Actor > (act); :4s{?IY)l  
} DJ;il)^  
} do_; (&R /ns~  
f<WP< !N%  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ]b!o(5m  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 :xISS  
最后来说说怎么处理break和continue 89T xd9X  
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。 TUoEk  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八