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
  • 4572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 :8OZ#D_Hl  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ga`3 (  
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, Ftr5k^!  
')$+G152  
4q k9NK2 U  
9g mW&{6q  
  class filler !_Wi!Vr_  
  { &wV]"&-  
public : K57&yVX  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} \ZkA>oO".  
} ; ;XBI{CW  
]iUx p+  
h 5^Z2:#  
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: ,LnII  
w9bbMx  
;<ZLc TL  
Eq j_m|@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 2%_vXo=I  
'!eKTC>  
 B\o Mn  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 C)`Fv=]R  
H["`Mn7j2  
MB~=f[cUnd  
 A|<jX}  
二. 战前分析 C@'h<[v`1v  
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。 N u<_}  
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 ci?qT,&  
0|{u{w@!`  
 @fl-3q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ~ Q.7VDz  
  /* --------------------------------------------- */ qm"rY\:  
vector < int *> vp( 10 ); Q|#W#LV,K  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); q!|*oUW  
/* --------------------------------------------- */ $}!p+$  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); zN^n]N_?  
/* --------------------------------------------- */ +nJgl8'^y  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 2h5nMI]'  
  /* --------------------------------------------- */ +lHjC$   
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); t%E!o0+8Z  
/* --------------------------------------------- */ sTn<#l6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); hHV";bk  
e,W%uH>X  
hpO`]  
[PNT\ElT  
看了之后,我们可以思考一些问题: ?#}N1k\S  
1._1, _2是什么? =A83W/4  
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。 pHLB= r  
2._1 = 1是在做什么? hEKf6#  
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。 Z{]0jhUyNh  
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。 7$CBx/X50)  
HTX?,C_  
Brf5dT49  
三. 动工 PoG-Rqe  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: XAF+0 x!  
X\{LnZ@r4  
`erV$( M  
/`wvxKX  
template < typename T > PHZ0P7  
class assignment @~ ^5l  
  { J  IUx  
T value; JB<Sl4  
public : um!J]N^  
assignment( const T & v) : value(v) {} Rh_np  
template < typename T2 > O$_)G\\\m  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ]>=}*=  
} ; /|C*  
-zOdU}91Ao  
bk;?9%TW  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 H[,i{dD  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment f4 P8Oz  
D1zBsi94D  
p@xf^[50k  
_m5uDF?[  
  class holder 2mVD_ s[`  
  { Enum/O5  
public : %4et&zRC  
template < typename T > J^SdH&%Z  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const a_f~N1kq  
  { WW4vn|0v  
  return assignment < T > (t); hT`J1nNt  
} v+46 QK|I&  
} ; /:~\5}tW  
6e9,PS  
+6HVhoxU#  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: [>8}J "  
k/#&qC>]  
  static holder _1; l;R%= P?'F  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Z}mLLf E  
#U! _U+K  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); a, k'Vk{  
而不用手动写一个函数对象。 oHd FMD@  
\2N!:%k  
2@'oe7E  
TC!Yb_H}gN  
四. 问题分析 U>=Z- T  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 FGigbtj`  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 WA)yfo0A  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 l?Udn0F  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 vK|E>nL  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 8@i7pBl@  
xjfV?B'Y}V  
五. 问题1:一致性 :W!7mna  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ]m g)Q:d,  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 G&D7a/G\  
] o*#t  
struct holder PRu 6xsyA  
  { .7e2YI,S  
  // #hfXZVD  
  template < typename T > \KMToN&2  
T &   operator ()( const T & r) const !=;+%C&8y  
  { @$S+Ne[<  
  return (T & )r; S%bCyK%p  
} & ?h#Z!  
} ; s.bc>E0  
27 ]':A4_  
这样的话assignment也必须相应改动: TSTl+W  
CtyoHvw+M  
template < typename Left, typename Right > ciBP7>'::  
class assignment h`KFL/fT  
  { hn5h\M?  
Left l; G`SUxhCk  
Right r; K0-ypU*P  
public : _ky,;9G]  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5]KW^sL  
template < typename T2 > %<k2#6K  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Gw>^[dmt!  
} ; FQu8 vwV6>  
d4u})  
同时,holder的operator=也需要改动: t2/#&J]  
6IBgt!=,  
template < typename T > #p P[xE"Y  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const R)_%i<nq\  
  { fol,xMc&  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); PmkR3<=leg  
} \Jx04[=  
KK&rb~  
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。 "'c A2~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 X iS1\*  
f,h J~  
return l(rhs) = r; h].<t&  
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。 $Z.7zH  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @Z*W  
Dd'm U  
template < typename Tp > >.Chl$)<  
class constant_t YLqGRE`W  
  { $bW3_rl%X  
  const Tp t;  f\]sz?KY  
public : _,p/l&<  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} $+P>~X)  
template < typename T > i!J8 d"  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const S=5<^o^h3  
  { OVm\  
  return t; |v \_@09=  
} /xsF90c\h  
} ; .Zn^Nw3  
l==``  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。  .u*0[N  
下面就可以修改holder的operator=了 S?>HD|Z  
kE:nsXI )  
template < typename T > <Wfx+F  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const PPb7%2r  
  { D?;"9e%  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ~Mx!^  
} #xho[\  
(61EDKNd9  
同时也要修改assignment的operator() G9Y#kBr  
.X@FXx&  
template < typename T2 > )Ub_@)X3%l  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } _7H7 dV  
现在代码看起来就很一致了。 !k 6K?xt  
7op`s5i  
六. 问题2:链式操作 &+cEV6vb+  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 iIMd!Q.)@  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 lpQSup  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 =y [M\m  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 .n#@$ nGZ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct T ? $:'XJ  
5]NqRI^0  
template < typename T > {9?JjA  
struct result_1 uD}2<$PP  
  { W}m)cn3@  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; iL7DRQ1  
} ; R9'b-5q  
0+?7EL~  
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: OBMTgZHxv  
/j4P9y^]=  
template < typename T > ".W8)  
struct   ref )k\H@Dy%$  
  { +1uF !G&l  
typedef T & reference; XlV0*}S  
} ; U7K,AflK?M  
template < typename T > hWM< 0=  
struct   ref < T &> mtJ9nC  
  { x}_]A$nV  
typedef T & reference; Zo|.1pN  
} ; I%r{]-Obr-  
>[9J?H  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 9{(.Il J>  
d9B]fi}  
template < typename T > GR +[UG  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const z2MWN\?8  
  { eFaO7mz5V%  
  return l(t) = r(t); "]"|"0#i  
} |bq$xp  
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。 v9:9E|,U+  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 RZHd9v$  
2[Z,J%:0  
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 N!ls j \-  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ! ='rc-E  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 'JCZ]pZ  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >64P6P;S  
最后的布局是: uEktQ_u[  
                Add qCljo5Tq'  
              /   \ U@HK+C"M|  
            Divide   5 v16 JgycM  
            /   \ n2]/v{E;/  
          _1     3 hM;lp1l  
似乎一切都解决了?不。 <QA6/Ef7  
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。 Jl5c [F  
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。 X WUWY  
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: /LvRP yj@  
jE}33"  
template < typename Right > &^#VN%{  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const H7d/X  
Right & rt) const /DK"QV!]s  
  { mzeY%A<0^  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); bL'aB{s  
} #pb92kA'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 e4!:c^?  
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。 }])oM|fgO  
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。 )\eI;8  
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。 %+j8["VEC  
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。 lBK}VU^  
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? :[O 8  
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: lwrC pD .  
,quoRan  
template < class Action > L;*ljZ^c  
class picker : public Action 3on7~*  
  { {zn!vJX  
public : f|B=_p80  
picker( const Action & act) : Action(act) {} JBXrFC;  
  // all the operator overloaded LS7, a|  
} ; n\xX},  
y0#u9t"Z;  
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。 =T(6#"  
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: N>XS=2tzN  
l|/ep:x8  
template < typename Right > P!H_1RwXKC  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const *1v[kWa?  
  { Y"~gw~7OD  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ^lA=* jY(  
} [P&7i57  
E~]R2!9  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 9f hsIe  
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。 pi Z[Y 5OE  
MCS8y+QK  
template < typename T >   struct picker_maker ;D:9+E<>a  
  { \HKxh:F'  
typedef picker < constant_t < T >   > result; YL]Z<%aKt  
} ; 5Ow[~p"l<  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > vRs,zL$W  
  { hp#W 9@NR  
typedef picker < T > result; 8n'B6hi  
} ; (Tn- >).AO  
do*EKo  
下面总的结构就有了: |N%fMPKa  
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。 In18_ bc  
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。 U.DDaT1  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 M%ICdIc'  
至此链式操作完美实现。 6^eV"&+@  
77\] B  
8,C*4y~  
七. 问题3 y~q8pH1  
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。 T)H{  
H5Z$*4%G  
template < typename T1, typename T2 > $, ,op(  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Jtr"NS?a]  
  { ~/98Id}v  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); L3@82yPo!  
} /J=v]<87a  
RxI(:i?  
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: v^#~98g]  
W3MU1gl6k{  
template < typename T1, typename T2 > wE?'Cl  
struct result_2 KwPOO{4]g  
  { B"!l2  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; aX5 z&r:{  
} ; .P[ _<8  
- `p4-J!Fy  
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? ] Hztb  
这个差事就留给了holder自己。 L*&p !  
    IIn"=g=9  
G/7cK\^u  
template < int Order > ?d{Na= O\  
class holder; xx#zN0I>-y  
template <> hw= Ft4L  
class holder < 1 > 3HcQ(+Z  
  { b:tob0TB  
public : 0=AVW`J  
template < typename T > BT}!W`  
  struct result_1 !,6c ~ w  
  { ~N<4L>y<  
  typedef T & result; z([ v%zf  
} ; X]wRwG  
template < typename T1, typename T2 > 3'cE\u  
  struct result_2 whi`Z:~  
  { 23Nw!6S  
  typedef T1 & result; \$*7 >`k  
} ; ]x(e&fyHB  
template < typename T > 5N/%v&1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const D ,o}el  
  { ^/\Of{OZ-  
  return (T & )r; PH+S};Uxv  
} Qo;zHZ'  
template < typename T1, typename T2 > VJickXA  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Rb%8)t x  
  { auK?](U  
  return (T1 & )r1; 'VzP};  
} q|!-0B @  
} ; e=B|==E10M  
{>DE sO  
template <> qz0;p=$8Z  
class holder < 2 > HY&aV2|A1  
  { A8uVK5  
public : M%2+y5  
template < typename T > ?0v-qj+  
  struct result_1 NbgK@eV}+{  
  { =a@j=  
  typedef T & result; x{n`^;Y1  
} ; DAcQz4T`  
template < typename T1, typename T2 > 4 QvsBpz@  
  struct result_2 eU".3`CtY  
  { ?o81E2TJO  
  typedef T2 & result; gW)3e1a  
} ; a@@)6FM  
template < typename T > * +"9%&?  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5|o6v1bM  
  { wr$M$i:  
  return (T & )r; j4jTSLQ\  
} =g9*UzA"O  
template < typename T1, typename T2 > |=`~-i2W  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /aZ+T5O  
  { VUPXO  
  return (T2 & )r2; "alyfyBu'M  
} x4;"!Kq\  
} ; ?[g=F <r  
"Zl5<  
fI{&#~f4C  
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> >。 T 6)bD&  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: b{L/4bu  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: r:f[mk"-"A  
S- pV_Ff  
return l(i, j) = r(i, j); K/i*w<aPb7  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) `6lr4Kk @R  
V^3L3|k  
  return ( int & )i; ]x RM&=)<  
  return ( int & )j; \m(VdE  
最后执行i = j; K{|p~B  
可见,参数被正确的选择了。 2R;}y7{  
@D{KdyW  
PsnWWj?c  
@k,z:~[C=  
/Z~<CbKKl  
八. 中期总结 wy0tgy(' |  
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: 8$6Y{$&C  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 /?@3.3sl_  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 pGJ>O/%  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor uE%r/:!k4$  
([SU:F!uW(  
}001K  
sf)EMh3Z  
L ^q""[  
w80oXXs[#  
九. 简化 ,l !Ta "  
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。 _FH`pv  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 B8f8w)m  
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: _P0T)-X\(  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 s5CXwM6cx  
  +-*/&|^等 DJ'zz&K  
2. 返回引用。 coW:DFX  
  =,各种复合赋值等 &;^YBW:I  
3. 返回固定类型。 }=<  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) YC++& Nk  
4. 原样返回。 Z/k:~%|E  
  operator, h"X;3b^ m  
5. 返回解引用的类型。 &,zq%;-f  
  operator*(单目) kD=WO4}  
6. 返回地址。 ,{M^-3C  
  operator&(单目) )'l:K.F  
7. 下表访问返回类型。 j[`j9mM8  
  operator[] /N=b\-]  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值  6:b! F  
  operator<<和operator>> &e @2  
TE3lK(f  
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。 d,+Hd2o^X  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: B2>H_dmQ  
;Lc Z`1  
template < typename Left > `[f*Zv w  
struct value_return L 6 c 40  
  { ?9e_gV{&;  
template < typename T > O_ `VV*  
  struct result_1 } Yb[   
  { ^E;kgED5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; pMw*9s X  
} ; IwQ"eUnK  
eD,.~Y#?=  
template < typename T1, typename T2 >  _zY# U9  
  struct result_2 &dqLP9 5  
  { ur)9x^y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Of*Pw[vD  
} ; &S~zNl^m  
} ; _ TiuY  
wH>a~C:  
VCV"S>aVf  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Q-_N2W ?  
CAfGH!l!  
下面我们来剥离functor中的operator() Sc\*W0m  
首先operator里面的代码全是下面的形式: u(@$a4z  
'))0Lh l  
return l(t) op r(t) zd2)M@  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) I(i}c~ R  
return op l(t) aOlT;h  
return op l(t1, t2) KaPAa:Q  
return l(t) op :flx6,7D  
return l(t1, t2) op @i 2E\}  
return l(t)[r(t)] CDsSrKhx  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Jl( &!?j  
:ci5r;^  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: \hTm)-FP  
单目: return f(l(t), r(t)); &5\iM^  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); dG@%jD)  
双目: return f(l(t)); C[ NS kr  
return f(l(t1, t2)); Lt u'W22  
下面就是f的实现,以operator/为例 ?9!6%]2D  
CyJEY-  
struct meta_divide 95ZyP!  
  { ni.cTOSx  
template < typename T1, typename T2 > nCUg ,;_=  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) v\c>b:AofD  
  { e%svrJ2   
  return t1 / t2; eWCb73  
} `#rL*;\uV  
} ; <CS(c|7  
l{5IUuUi  
这个工作可以让宏来做: "sS}N%!  
1Ir21un  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ k Z?=AXu  
template < typename T1, typename T2 > \ 6/5YjO|a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; F0GxH?  
以后可以直接用 ( l\1n;s*B  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) !\-{D$E?H  
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 +9M^7/}H  
(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。。。) :0Bq^G"ge  
\HqNAE2T  
t)~"4]{*}D  
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 @@R7p  
,BH@j%Jmy  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > BBaQ}{F8>2  
class unary_op : public Rettype APvDP?  
  { W<bGDh  
    Left l; @P#N2:jwj  
public : w^Sz#_2  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} CNih6R  
#*D)Q/k  
template < typename T > |t^E~HLm,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O9G[j=U  
      { SON-Z"v  
      return FuncType::execute(l(t)); +NeOSQSj  
    } (uXL^oja  
vq0Vq(V=  
    template < typename T1, typename T2 > 5y d MMb  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lNz7u:U3  
      { _t iujP  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); :y+2*lV  
    } rNrxaRQ  
} ; RmI]1S_=  
<lgYcdJ   
u8'Zl8 g  
同样还可以申明一个binary_op )Lk639r  
QiQ_bB!\  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ' KP@W9j  
class binary_op : public Rettype n&L+wqJ  
  { 4;w;'3zq  
    Left l; sQ=]NF)\  
Right r; hB "fhX  
public : tWJZoD6}h  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2POXj!N  
2V"B:X\  
template < typename T > v:f}XK<  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]%hn`ZJ  
      { s6H]J{1F  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); RM]\+BK  
    } o\[~.";Z  
NokU) O;x  
    template < typename T1, typename T2 > `[z<4"Os   
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KT_!d*  
      { SOs:]U-T3  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); SbND Y{5RO  
    } !F*5M1Kjd  
} ; c' ^?/$H|  
\MsTB|Z  
Umz KY  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 <5-[{Q/2z  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 %<)2/|lCd  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) <C_jF  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 w;;BSJ]+[  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! |EIng0a  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 9/{(%XwX  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ~,d,#)VE2q  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) "LHcB]^<  
下面是修改过的unary_op s28`OKC}  
!Xh=k36  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > g$":D  
class unary_op #9B)Xx!g  
  { J; 3{3  
Left l; O%Scjm-^X  
  y_'Ub{w  
public :  j?A/#  
&D >G8  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Nu0C;B66  
|Z|-q"Rf  
template < typename T > |+"<wEKI  
  struct result_1 nii A7Ux  
  { ZEXc%-M  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; -0d0t!  
} ; QMA%$  
%"kPvI3Y  
template < typename T1, typename T2 > xN>npP   
  struct result_2 P#E&|n7DT  
  { w ~.f  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; N/[p <  
} ; #=D) j  
:<ka3<0%  
template < typename T1, typename T2 > <vnHz?71c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b1?#81  
  { teOe#*  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); s6ZuM/Q  
} jG6]A"pr  
\n"{qfn`r  
template < typename T > j>*S5y.{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =4vy@7/  
  { 8&;UO{  
  return OpClass::execute(lt(t)); b IH;  
} a:+{f&  
_U$<xVnP  
} ; wJg1Y0nh  
W$QcDp]#p}  
[NQOrcAQ  
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 $[9%QQk5<L  
好啦,现在才真正完美了。 n+! AnKq  
现在在picker里面就可以这么添加了: Gn22<C/  
E_gD:PPU5  
template < typename Right > t![7uU.W  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 'UkxS b  
  { BmBj7  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); g-qP;vy@"q  
} &d9{k5/+\  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 c4!^nk]  
osciZ'~  
[N FFB96  
yxonRV$&  
LO'**}vm  
十. bind -Q2, "  
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。 cy*?&~;  
先来分析一下一段例子 *EI6dD"  
5 VRYO"D:  
/xG*,YL/q  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 'z );  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 HPpR.  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 SEORSS  
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。 S,D8F&bg  
我们来写个简单的。 "lQ*1.i  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Pl(Q,e7O]  
对于函数对象类的版本: FRcy`)  
Twh!X*uQ  
template < typename Func > D,m]CK '  
struct functor_trait ;1#H62Z*  
  { c@YI;HS_g  
typedef typename Func::result_type result_type; gep;{G}  
} ; g6nkZyw  
对于无参数函数的版本: du+y5dw  
k2E0/ @f{k  
template < typename Ret > zFfoqb#*g  
struct functor_trait < Ret ( * )() > R= a|Blp  
  { liEPCWl&  
typedef Ret result_type; O[# 27_dH  
} ; d[r#-h> dS  
对于单参数函数的版本: kTKq/G,Ft  
01[NX? qEa  
template < typename Ret, typename V1 > :Y-{Kn6`_  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > z+x\(/  
  { 2Fy>.*,?  
typedef Ret result_type; Wi>!{.}%A  
} ; tv>>l%  
对于双参数函数的版本: CF&NFSti^  
dL:-Y.?0M  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > })uGRvz  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 9s_vL9u  
  { xrlmKSPa  
typedef Ret result_type; =nz}XH%=  
} ; QS0:@.}$E)  
等等。。。 g"Ljm7  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy + r!1<AAE$  
*?o{9v5}(  
template < typename Func > /`9sPR6e  
struct func_return avjpA ?Vz  
  { 0WT{,/>  
template < typename T > hhb?6]Z/  
  struct result_1 #btLa\HJ  
  { UYFwS/ RW}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [N1hWcfvd  
} ; )_a~} U]=.  
b`L%t:u{d  
template < typename T1, typename T2 > Vw[6t>`  
  struct result_2 gHhh>FFAq  
  { Tfh 2.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; FE" y\2}  
} ; o5xAav"+>  
} ; `))\}C@k  
H|,Oswk~-  
 zG+R5:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 33jovK 2  
`{,Dy!rL  
template < typename Func, typename aPicker > 1D16   
class binder_1 ]e >RK'  
  { ~+bv6qxg]\  
Func fn; {zQS$VhXr  
aPicker pk; &-s'BT[PGq  
public : O#&c6MDB:  
0ph{  
template < typename T > .tkT<o-u<J  
  struct result_1  pnMEB,)  
  { MzPzqm<  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; hbU+Usx  
} ; r~+\ Y"rM  
|\_^ B  
template < typename T1, typename T2 > [qdRUV'  
  struct result_2 ~jK{ ,$:=  
  { t(GR)&>.2  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; pp.6Ex (R  
} ; 6)z?f4,  
]DZE%  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} {)DHH:n  
(*1v\Q  
template < typename T > RZ6xdq}>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6Ztq  
  { F&])P- !3  
  return fn(pk(t)); c<uN"/gi*  
} '#LQN<"4  
template < typename T1, typename T2 > 'sLiu8G  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z?>D_NLX6  
  { :1 (p.q=  
  return fn(pk(t1, t2)); $|]" W=h  
}  e`d%-9  
} ; ;GVV~.7/  
$jm>:YD  
FvN<<&B  
一目了然不是么? {D!6%`HKV+  
最后实现bind Op"M.]#  
o8zy^zN$6  
\|]Z8t7  
template < typename Func, typename aPicker > uMut=ja(U  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) DjI3?NN  
  { \I["2C]3M  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); S5KEXnjm  
} hj  
]BtbWKJBqe  
2个以上参数的bind可以同理实现。 6 }4'E  
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。 ak ->ML  
z?[r  
十一. phoenix BJgW,huLy  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 53c0 E  
T|6jGZS^|W  
for_each(v.begin(), v.end(), {D? 50Q  
( WJNl5^  
do_ 3 N7[.I>A  
[ M~WijDj  
  cout << _1 <<   " , " LUH"  
] s"9`s_p`d  
.while_( -- _1), b3S.-W{p.  
cout << var( " \n " ) 8 %%f%y  
) .~Fp)O:!  
); u)3 $~m~  
&=<x#h-  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: g8Q5m=O*  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor !Gu%U$d  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 N>Eqj>G  
那么我们就照着这个思路来实现吧: `(v='$6}  
O=v#{ [  
-od!J\ KCy  
template < typename Cond, typename Actor > NB\{'  
class do_while !:|TdYrmj  
  { y;t6sM@  
Cond cd; E Q4KV  
Actor act; &LF` W  
public : "]oO{'1X  
template < typename T > AX?fuDLs  
  struct result_1 I8+~ &V}  
  { [cTe54n  
  typedef int result_type; %STliJ  
} ; *+TH#EL2  
} X^|$  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} %{(x3\ *&  
nL$x|}XAcj  
template < typename T > :ml2.vP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \Y|~2Ls8tu  
  { ~/8M 3k/  
  do 4(Ov1a>  
    { .!1S[  
  act(t); 5k6mmiaKk  
  } < 'f dkW  
  while (cd(t)); &;XAuDw4+i  
  return   0 ; Eo\UAc  
} j. *VJazb;  
} ; KhCzD[tf  
TMs,j!w?I  
lc2i`MC  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Z4A!U~  
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。 W%.v.0   
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。 L KCb_9  
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。 U\veOQ;mW  
下面就是产生这个functor的类: rsF\JQk  
J4"mK1N(  
-+7uy.@cS  
template < typename Actor > VtzI9CD  
class do_while_actor 1"pI^Ddt  
  { %V1Z~HC  
Actor act; a-"k/P#  
public : $we]91(: :  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 1iX)d)(b  
DUL4noq{  
template < typename Cond > z-@=+4~  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; lqowG!3H  
} ; 2u"7T_"2D  
wO:Sg=,  
Vs)--t  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 }w/;){gu  
最后,是那个do_ Vo9F  
4-kZJ\]  
rwniOQe  
class do_while_invoker I.Y['%8,5~  
  { l" q1?kaVg  
public : [F_/2+e  
template < typename Actor > HxB m~Lcqy  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const :d0Y%vl  
  { J0 k  
  return do_while_actor < Actor > (act); SFb{o <0 =  
} KJ?y@Q  
} do_; \.f}W_OF  
>Jw6l0z  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? +&X%<S W  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 xy8#2  
最后来说说怎么处理break和continue /Y&02L%\3s  
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。 F$Ca;cP"  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八