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
  • 6479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 cu|q &  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $R36`wk  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, `o'sp9_3  
nwH|Hs riU  
1uzfV)  
!XceiQu  
  class filler J1MnkxJmpQ  
  { #R| 4(HlL  
public : b~echOj  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;}  /t P  
} ; 1h{_v!X  
X)5O@"4 ?  
mz '8  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ^T>.04";x  
?id^v 7d  
w` :KexD+  
.1M>KRSr,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); uS.a9 Q(  
k Er7,c  
:D-vE7  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4}j}8y2)H  
5@5="lNjS  
N`fY%"5U>  
LnIJ wD  
二. 战前分析 X / "H+l  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 FiL JF!  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 1N*~\rV*?  
<3OV  
'-{jn+,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2V 'Tt3  
  /* --------------------------------------------- */ ]P^ +~  
vector < int *> vp( 10 ); 6Wp:W1E{`  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =wc[ r?7  
/* --------------------------------------------- */ (>23[;.0  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); :{<HiJdp  
/* --------------------------------------------- */ #xB%v  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); GV/FK{v5  
  /* --------------------------------------------- */ w"J(sVy4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ~coG8r"o  
/* --------------------------------------------- */ S?$T=[yY)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ~o$=(EC  
Kz;VAH  
c8MNo'h  
*x!5I$~J  
看了之后,我们可以思考一些问题:  UI'eD)WR  
1._1, _2是什么? B$j,:^  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 =r8(9:F!  
2._1 = 1是在做什么? q ~lW  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 H*IoJL6  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 QB>e(j%  
!s:|Ddv  
@"0qS:s]X  
三. 动工 aleIy}"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i"@?eq#h  
V;=T~K|)>  
!h\3cs`QU  
;?9~^,l  
template < typename T > g!UM8I-$  
class assignment hz|$3*q  
  { uOx$@1v,  
T value; m? hX=  
public : ap!<8N  
assignment( const T & v) : value(v) {} !)]3 @$#  
template < typename T2 > A`Nb"N$H13  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 4g9VE;Gd  
} ; up?8Pq*  
*V}}3Degh  
wVTo7o%U  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 va.wdk g  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ),eiJblH  
:OM>z4mQ  
\I=:,cz*,  
+tF,E^  
  class holder .^,vK7  
  { _{aVm&^kA  
public : M 5h U.3.L  
template < typename T > }sZ]SE  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const /k,p]/e  
  { l=yO]a\QZ  
  return assignment < T > (t); ADDpm-]  
} HT'dft #  
} ; H#D=vx'  
 W~4|Z=f  
KpL82  
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: xXtDGP  
JC-L80-  
  static holder _1; lbY>R@5  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V SxLBwXf  
)yk LUse+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Sn]A0J_  
而不用手动写一个函数对象。 W0|?R6|  
T+fU +GLD  
~zx-'sc?  
d?>sy\{2  
四. 问题分析 1<F/boF~  
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。 =Ev } v  
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。 i || /=ai  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 &uM?DQ`o8  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 dxA=gL2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 k&2I(2S  
03xQ%"TU<  
五. 问题1:一致性 f &H` h  
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?| n| %{R|s  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 = FQH  
TBpW/wz/  
struct holder S}+n\pyQ  
  { -4;u|0_  
  // ~(c<ioIf  
  template < typename T > "o1/gV  
T &   operator ()( const T & r) const Msf yI B  
  { z y.Ok 49  
  return (T & )r; :V [vE h  
} )}R0'QGd  
} ; 2Y,s58F  
wo/H:3^N  
这样的话assignment也必须相应改动: `is6\RH  
!tVV +vT#  
template < typename Left, typename Right > i^8Zp;O"f  
class assignment 4-o$OI>  
  { @!-= :<h  
Left l; 22GtTENd1h  
Right r; gaJS6*P#  
public : h )w<{/p(  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =3@^TW(j  
template < typename T2 > JS4pJe\q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } |Q{l ]D  
} ; Z?~7#F~Z`  
C][`Dk\D{  
同时,holder的operator=也需要改动: vi'K|[!?  
r6A7}v  
template < typename T > UuN(+&oD-  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const I|:*Dy,~  
  { <J- aq;p  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 9QpKB c  
} #2}S83 k  
:ZUy(8%Wl  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 k;%}%"EVZ  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 q+N}AKawB  
&B) F_EI  
return l(rhs) = r; Ws=J)2q  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。  Z/64E^  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: (T@ov~ @  
te1lUQ  
template < typename Tp > k&Sg`'LG8  
class constant_t 'h:4 Fzo<  
  { Dv$xP)./  
  const Tp t; .EI/0"^  
public : J%nJO3,  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} CxO) d7c  
template < typename T > X%;,r 2g  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const .AKx8=f  
  { 3M^ /   
  return t; [ML4<Eb+ x  
} ?)9 6YX'  
} ; Dj[D|%9a  
5ewQjwW0  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Ouj5NL  
下面就可以修改holder的operator=了 ;$86.2S>B  
Dgdh3q;  
template < typename T > k|w6&k3  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const R (6Jvub"I  
  { /GEqU^ B  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :r|dXW  
} JAgec`T%  
|u03~L9G  
同时也要修改assignment的operator() &fW;;>  
-QRKDp  
template < typename T2 > &We'omq  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } R(csJ4F  
现在代码看起来就很一致了。 B-o"Y'iXs  
#x'C  
六. 问题2:链式操作 xe 6x!  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 "3Ec0U \s  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 m(9E{;   
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 L-Z1Xs  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 1y>P<[  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct '*K/K],S]  
 ,5<-\"{]  
template < typename T > [3j]r{0I  
struct result_1 y1P?A]v  
  { ~jJu*s$?  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; gp;(M~we  
} ; nPKf~|\1{  
<;= X7l+  
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: X\M0Q%8  
J`\%'pEn  
template < typename T > B~z& "`  
struct   ref WWD\EDnS  
  { *#~3\{  
typedef T & reference; anv_I=  
} ; G3KiU($V  
template < typename T > lQoa[#q  
struct   ref < T &> No j6Ina  
  { bw+~5pqM  
typedef T & reference; >/Slk {  
} ; 7qu hp\  
.0Cpqn,[  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: <TDgv%eg0  
?eeE[F  
template < typename T > ,)%nLc  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9-9`;Z  
  { c_%vD~6W-  
  return l(t) = r(t); F7a\Luae  
} `$Q $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。 24]O0K  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 o:m:9dn  
}(ot IqE  
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 >a Q; 8  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: P oC*>R8  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =TU"B-*  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 GN(PH/fO9  
最后的布局是: )R,*>-OPJL  
                Add H!HkXm"  
              /   \ tXwnK[~x  
            Divide   5 4_)@Nq  
            /   \ v cqL  
          _1     3 Gh|q[s*k  
似乎一切都解决了?不。 'Ko T8g\b  
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。 2#ypM9  
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。 aZ- )w  
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: zPZy#7/A  
?2QssfB  
template < typename Right > -S Z^;t  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const q^k6.5*"  
Right & rt) const ; *r5 d+]  
  { 9^>nZ6  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `nn;E% n  
} BIS5u4  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ga0W;Vq&X  
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。 kx*=1AfU+Y  
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。 vxY7/_]  
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。 Y[@$1{YS  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 m8#+w0p)  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? nQb{/ TqC'  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: D CFYpkR%  
`UGHk*DL)  
template < class Action >  pb6z)8  
class picker : public Action t d-EB&i\  
  { k oZqoP  
public : Dtt[a  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Qgf\gTF$r+  
  // all the operator overloaded K%Jy?7 U  
} ; u0Irf"Ab  
^0c:ro  
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。 "=N[g  
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: d 6j'[  
(khjP ,  
template < typename Right > ?kISAA4x  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const /a(xUm@.  
  { /5EM;Mx  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Z[[ @O  
} q>?uB4>^  
7P|GKN~  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > zH eqV  
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。 eBlVb*nmq  
CZuV{Oh}?  
template < typename T >   struct picker_maker L1 O\PEeT  
  { P]bI".A8  
typedef picker < constant_t < T >   > result; &FW|O(]  
} ; *C}vy`X  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > d*4fl.  
  { T\NvN&h-  
typedef picker < T > result; h,LwC9  
} ; [2WJ>2r}6  
mtOCk 5E  
下面总的结构就有了: BRhAL1  
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。 $i7iv  
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。 gk1I1)p  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 YP5V~-O/  
至此链式操作完美实现。 Rbm"Qz  
[yJcM [p\  
049E# [<Q"  
七. 问题3 %lF}!  
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。 *$0u A N  
C{H:-"\J9  
template < typename T1, typename T2 > ^0Cr-  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aq@/sMn  
  { n3da@ClBt  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 'P3CgpF<Z2  
} I&,gCZ#  
0sD"Hu  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: [yF>W$Bn%  
\'q 9,tP  
template < typename T1, typename T2 > `%SFu  
struct result_2 {R5Q{]dK3  
  { 0B7cpw>_J  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; .BuXg<`  
} ; pdUrVmW"'  
_VFl.U,   
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? 0O5(\8jM  
这个差事就留给了holder自己。 $DuX1T  
    4 Z.G  
tF}Vs}  
template < int Order > IV]s!  
class holder; EZ15  
template <> 5|._K(M  
class holder < 1 > f5.rzrU  
  { FJ#:RC  
public : XT~!dq5  
template < typename T > Vv8e"S  
  struct result_1 YII1 Z'q  
  { R2|v[nh  
  typedef T & result; @*`9!K%  
} ; =87.6Ai  
template < typename T1, typename T2 > -rb]<FrL^  
  struct result_2 BG\g`NK}Z  
  { y9kydu#q  
  typedef T1 & result; ckY,6e"6  
} ; ( qG | .a  
template < typename T > PQ9.aJdw@-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const p~1!O]qLt  
  { + KGZk?%  
  return (T & )r; #+I)<a7\  
} ]k &Y )  
template < typename T1, typename T2 > "ph&hd}S  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 5v<X-8"  
  { +n_`*@SE  
  return (T1 & )r1; {ULyB$\-  
} J\VG/)E  
} ; MhaN+N  
t6V@00M@  
template <> k`[ L  
class holder < 2 > u2%/</]h  
  { MY1s  
public : XaOq&7  
template < typename T > ig(dGKD\=9  
  struct result_1 /G[; kR"  
  { j5QS/3  
  typedef T & result; ZU\TA|  
} ; mVUDPMyZ  
template < typename T1, typename T2 > VbQ9o  
  struct result_2 }g6:9%ZMu  
  { MDI[TNYG  
  typedef T2 & result; rWzw7T~  
} ; 1<g,1TR  
template < typename T > aMI\gCB/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *E lR  
  { .b'hVOs{  
  return (T & )r; #Q320}]{  
} DWT4D)C,U  
template < typename T1, typename T2 > lW}"6@0,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2O}UVp>  
  { $C@v  
  return (T2 & )r2; 1xAZ0X#  
} *tkbC2D  
} ; 'oNY4.[  
rBG8.E36J  
"uK`!{  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 N]qX^RSb  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: E{_$C!.  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 3%c{eZxG=  
l{OU \  
return l(i, j) = r(i, j); e}e|??'(\  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) E5@U~|V[  
#SWL$Vm>  
  return ( int & )i; (KQAKEhD!  
  return ( int & )j; wbg_%h:  
最后执行i = j; ,jVj9m  
可见,参数被正确的选择了。 =pHWqGOD  
p<hV7x-{  
'U=D6X%V9m  
A'(v]w  
{p#[.E8  
八. 中期总结 Okd?=*sBx  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: n$>E'oG2 t  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 v"x{oD$R  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ;533;(d* o  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor j(JUOief  
D4jf%7X!Lu  
PP{2{  
~xz3- a/  
O}VI8OB(&  
5G-)>  
九. 简化 F^Q[P4>m\  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 pMJK?- )  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Sw!/ I PO  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: hN% h.;s  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 D#lx&J.s  
  +-*/&|^等 Nc4e,>$]&  
2. 返回引用。 ?FC6NEu}8  
  =,各种复合赋值等 =l%"Om*A  
3. 返回固定类型。 -.#He  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) |cZKj|0>  
4. 原样返回。 Id->F0x0  
  operator, 5$SO  
5. 返回解引用的类型。 iM'{,~8R5  
  operator*(单目) jU K0?S>  
6. 返回地址。 TM sEHd  
  operator&(单目) r +X%0@K  
7. 下表访问返回类型。 5tyr$P! N  
  operator[] :{pJ  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 []e*Io&[  
  operator<<和operator>> \A-w,]9^V  
DFvLCGkDk  
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。 n[2[V*|mI  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: xHN"7j}h  
M[9]t("  
template < typename Left > y7 tK>aD}  
struct value_return C`|'+  
  { {eR,a-D!7  
template < typename T > jtWI@04o09  
  struct result_1 F[ca4_lK  
  { m*VM1kV  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; FBfyW- 7  
} ; (+g!~MP  
+*OY%;dQ7@  
template < typename T1, typename T2 > 7.O1 ~-  
  struct result_2 qGS]2KY  
  { | ?Js)i  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; pq;)l( Hi  
} ; @C),-TM  
} ; 41swG  
4v#3UG  
r{m"E^K,  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8e_ITqV%  
=A,32&;@N  
下面我们来剥离functor中的operator() V0p@wG3  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Q^q G=  
, O=@I  
return l(t) op r(t) mUi|vq)`=D  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) sePOW#|  
return op l(t) 9gMNS6D'b  
return op l(t1, t2) 5p&&EA/  
return l(t) op G $u:1&   
return l(t1, t2) op maANxSzi  
return l(t)[r(t)] !" E&Tk}  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] =Ewa}$-  
l\8 l.xP  
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: ldJ eja~Xl  
单目: return f(l(t), r(t)); r1cB<-bJ#'  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1KxtHLLU  
双目: return f(l(t)); B8'(3&)My  
return f(l(t1, t2)); MI[=,0`D  
下面就是f的实现,以operator/为例 %v++AcE  
xBGSj[1`i  
struct meta_divide eW*nRha  
  { 9.5hQZ  
template < typename T1, typename T2 > B1@c`BJ;9T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) cTRQI3Oa>  
  { BaIh,iu  
  return t1 / t2; ["N>Po  
} o{\@7'G  
} ; k07JMS?  
bA#E8dlC_  
这个工作可以让宏来做: 1{+Ni{  
[.P~-6~  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\  /A|cO   
template < typename T1, typename T2 > \ tq9t(0EL  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; [|~X~AO%  
以后可以直接用 ~..h=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) c4CBpi?}  
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 ,*.C''  
(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。。。) -W>zON|l  
lkp!S3,  
IsO'aFK)ln  
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 x U1dy*-  
gDnG!i+  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m^_)aS  
class unary_op : public Rettype 'w.:I TJf  
  { avls[Bq  
    Left l; }vO^%Gd  
public : }/G~"&N[  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5}e-~-  
lqPRUkin  
template < typename T > "z^Ysvw&~  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NW=j>7  
      { LJZEM;;}  
      return FuncType::execute(l(t)); hBLg;"=Em  
    } eU7RO  
+7+ VbsFG  
    template < typename T1, typename T2 > "/hs@4{u9  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dQA J`9B  
      { t]FFGnBZ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); +u _mT$|T  
    } y)U8\  
} ; ,=>O/!s  
`(.ue8T  
=fBJQK2sk  
同样还可以申明一个binary_op ik~hL/JD\  
B7t#H?  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %{/0K<M  
class binary_op : public Rettype ' 7>}I{Lq  
  { =]7|*-  
    Left l; CT4R/wzY7  
Right r; +C\?G/  
public : KnZm(c9+  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #eE:hiu<v  
u4o%qK  
template < typename T > #:Cr'U  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0y'34}  
      { y>8!qVX  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Iu0K#.s_  
    } LEVNywk[  
%8 cFzyE*  
    template < typename T1, typename T2 > _a*Wk  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hU G Iy(  
      { G`|mP:T:o  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); KUH&_yCRB  
    } snj4MA@I]  
} ; zGZe|-  
S%&l(=0X  
O0b8wpF f  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ?h>mrj  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 scL7PxJ5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3{CGYd]_u  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 TaM,9MAu  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ]RnX'yw^  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 */\dH<  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 RWA|%/L  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) {LJCY<IGq  
下面是修改过的unary_op oF V9t{~j  
/q='~t  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 6mdJ =b#  
class unary_op  Mw'd<{  
  { :g<dwuVO  
Left l; :Np&G4IM>  
  ?\\ ]u  
public : h"%6tpV-  
tGmyTBgx  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} N.eSf  
W,Dr2$V  
template < typename T > i8HSYA  
  struct result_1 ~,':PUkiV  
  { %I Y-0\  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8Qu].nKe  
} ; 8agd{bxU  
AW> P\>{RE  
template < typename T1, typename T2 > NV9=~c x  
  struct result_2 gWgK  
  { qLYv=h$,  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; BzWmV .5  
} ; 9lTA/-  
7Ox vq^[  
template < typename T1, typename T2 > %t+V8A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wV56LW  
  { e4CG=K3s  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); %_tL}m{?  
} e1&c_"TOih  
5-u=ZB%p  
template < typename T > , st4K;-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $#Ji=JX  
  { u> >t"w  
  return OpClass::execute(lt(t)); 4\s S  
} d G:=tf&1R  
>b*Pd *f  
} ; |Ca$>]?  
{8I93]  
2?-}(F;Z  
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 8CEy#%7]}  
好啦,现在才真正完美了。 A ;kAAM  
现在在picker里面就可以这么添加了: )_bXKYUX*0  
>!WJ{M0  
template < typename Right > uF(- h~  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const pM VeUK?  
  { ?6j@EJ<2q  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); $g|g}>Sc  
} QT%&vq  
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。 &]z2=\^e  
|u;5|i  
Ld`~^<B  
)XO2DY1/&  
P$4?-AZ  
十. bind 9@vY(k k  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 pbm4C0W}  
先来分析一下一段例子 j<L!ONvJ1  
K{|;'N-1  
Q_uv.\*z_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} OH=Ffy F,  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 PwDQ<   
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 qVM]$V#e  
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。 $<33E e:a  
我们来写个简单的。 S%%>&^5  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: CB|z{(&N  
对于函数对象类的版本: FP9ZOoog  
]i$CE|~  
template < typename Func > J::SFu=  
struct functor_trait q(uu;l[  
  { QT-rb~  
typedef typename Func::result_type result_type; N+}yw4lb  
} ; *jW$AH  
对于无参数函数的版本: +Tu:zCv.  
-@#AQ\  
template < typename Ret > 9U;) [R Mb  
struct functor_trait < Ret ( * )() > )(!vd!p5  
  { hR{Fn L  
typedef Ret result_type; }:hdAZ+z  
} ; u-k*[!JU  
对于单参数函数的版本:  R6AZIN:  
mfx 'Yw*{  
template < typename Ret, typename V1 > O>k.sO <  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > DTr0u}m  
  { i,bFe&7J  
typedef Ret result_type; fwl RwH(  
} ; Pel3e ~?t  
对于双参数函数的版本: %HSoQ?qA  
aMj3ov8p  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > &'|bZms g  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Bq$bxuhV  
  { cc^V~-ph  
typedef Ret result_type; OK2wxf  
} ; e|kYu[^  
等等。。。 v1)jZ.:  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy :W'1Q2  
+*|E%pq  
template < typename Func > ?SQT;C3j(  
struct func_return cxmr|- ^  
  { 4`*jF'N[  
template < typename T > bTn-Pg){  
  struct result_1 K, 35*  
  { EIf~>AI  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %OzxR9  
} ; 8"S0E(,mu  
Wxg|jP$~   
template < typename T1, typename T2 > N:&Gv'`  
  struct result_2 8`*`4m  
  { *np%67=jO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 12rr:(#%s  
} ; @w|~:>/g  
} ; k'u2a  
#U6Wv1H{Lp  
;>Kxl}+R  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *.~M#M 9c  
:z^c<KFX  
template < typename Func, typename aPicker > $T*kpUXH}  
class binder_1 Y#rao:I  
  { CP={|]>+S  
Func fn; n7Re@'N<  
aPicker pk; &Wn!W  
public : @h$7C<  
US Q{o  
template < typename T > & d~6MSk  
  struct result_1 @s@r5uR9B  
  { UDxfS4yI  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Pu}2%P)p  
} ; `[`eg<xj  
b9"Q.*c<Z^  
template < typename T1, typename T2 > ?N`W,  
  struct result_2 ]i{-@Ven  
  { [zY9"B<3  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; (s \Nm_j  
} ; 58=fT1 B  
LdRLKE<'e  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ="XxS|Mq3  
Q+#, VuM  
template < typename T > G:A` n;E0  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L-$GQGk{  
  { /dtFB5Z"w  
  return fn(pk(t)); a}=)b#T`  
} B?Pu0 _|s  
template < typename T1, typename T2 > EpPKo  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jg2>=}  
  { 8vchLl#  
  return fn(pk(t1, t2)); (Kx3:gs  
}   5)mn  
} ; )2:d8J\  
 fkYa  
y5oiH  
一目了然不是么? ]Wfnpqc^  
最后实现bind X4 xnr^  
`@eQL[Z9x  
[x9eamJ,H  
template < typename Func, typename aPicker > 539[,jH  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ga!t:O@w  
  { C'hZNFsF;  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); G;`+MgJ)  
} |nv8&L8  
KZ&8aulP  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0~"{z >s '  
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。 nww,y  
y/ vE  
十一. phoenix hoPCbjkov  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 2}hEBw68  
HjL+Wg  
for_each(v.begin(), v.end(), .hn "NXy  
( [9*+s  
do_ @_0XK)pW  
[ (i&:=Bfn)  
  cout << _1 <<   " , " Lw2EA 5  
] 7)<&,BWc  
.while_( -- _1), NouT~K`'  
cout << var( " \n " ) Sh=z  
) n{=vP`V_  
); ~#O nA1)  
<Y<%=`  
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: Fb.wm   
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 UG 9uNgzQ/  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %n T!u!#  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 0<nk>o  
 iCa#OQ  
E ekX|*  
template < typename Cond, typename Actor > 5_0Eh!sx  
class do_while 51l:  
  { kwWDGA?zFB  
Cond cd; S0du, A~  
Actor act; arET2(h  
public : r ",..{  
template < typename T > =`99ez+y  
  struct result_1 FL9 Dz4  
  { O_*%_S}F&  
  typedef int result_type; 3Vs8"BFjz  
} ; 0.=dOz r  
N-y[2]J90  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} t#=W'HyW8  
1F{c5  
template < typename T > /Rf:Z.L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <0T|RhbY   
  { ? 0p_/mZ  
  do PFu{OJg&  
    { EWrIDZi  
  act(t); xN'$ Yh  
  }  l|j  
  while (cd(t)); /R!:ll2  
  return   0 ; O,x[6P54P  
} e?,n>  
} ; 58V`I5_  
<Y:{>=  
_<qe= hie!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). #~BsI/m  
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。 whxTCIV  
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。 of659~EIW  
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。 m %]1~b}"  
下面就是产生这个functor的类: o#fr5>h-w  
TkBHlTa"=  
gNUYHNzDM(  
template < typename Actor > u%!/-&?wF  
class do_while_actor GRM6H|.  
  { C.].HQ  
Actor act;  k{d]  
public : N:x--,2  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} [MhKR }a  
+saXN6  
template < typename Cond > ;-#2p^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; G5vp(%j  
} ; 1o`zAJ8|2  
4A"3C  
\2)D  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;x%"o[[>  
最后,是那个do_ SO4?3wg7  
G!dx)v  
fG9 ;7KG  
class do_while_invoker @ <(4J   
  { $>Qq 7  
public : g&z8t;@  
template < typename Actor > E@,m +  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const FJ,"a%m/Q  
  { }C4wED.  
  return do_while_actor < Actor > (act); s|IY t^  
} 6~c#G{kc  
} do_; ,_iq$I;  
`OFW^Esc  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 17$'r^t,S  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ~jC+6v  
最后来说说怎么处理break和continue ];xDXQd  
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。 qYoB;gp  
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