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
  • 3418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 cB2~W%H  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $~T|v7Y%  
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, dbfI!4  
]u%Y8kBe  
1fV\84m^  
}5y ]kn  
  class filler ]GzfU'fOn|  
  { r,ep{ p  
public : <KZ J  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,772$7x  
} ; e_llW(*l8^  
8-)@q|  
5,du2  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: *4g:V;L  
+P=I4-?eX  
m[A$Sp_"-h  
0;"  >.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); I_ na^s h*  
=]0AZ  
_@sSVh$+  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 YF13&E2`\  
zC!Pb{IaH  
( Uk\O`)m  
ksQw|>K  
二. 战前分析 {Lvta4}7(  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ptTp63+  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 n)rSgzI  
<is%lx(GDX  
0vcFX)]yW  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ''B}^yKEW  
  /* --------------------------------------------- */ |$c~Jq  
vector < int *> vp( 10 ); M;E$ ]Z9  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); jn>RE   
/* --------------------------------------------- */ %~qY\>  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); >>0c)uC|W  
/* --------------------------------------------- */ ^vo]bq7  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); |3 v+&eVi  
  /* --------------------------------------------- */ <*DP G\6Ma  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); eed!SmP  
/* --------------------------------------------- */ \yY2 mr  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); \Gy+y`   
>Q|S#(c  
CI@qT}Y_  
RU,!F99'1  
看了之后,我们可以思考一些问题: Y!AQ7F  
1._1, _2是什么? i,y7R?-K  
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。 (J`EC  
2._1 = 1是在做什么? :tBZu%N/N  
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。 f=nVK4DuZ  
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。 q@Sj$  
Eb9{  
Iqb|.vLG  
三. 动工 j'|`:^ Sy  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ]nQ(|$rW  
4GqE%n+ta~  
+zSdP2s  
TAZ+2S##7  
template < typename T > r#/Bz5Jb*  
class assignment l*n4d[0J  
  { JiCy77H  
T value; G>0 hi1  
public : N1u2=puJY  
assignment( const T & v) : value(v) {} [7gwJiK  
template < typename T2 > w}``2djR'W  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 5`[B:<E4  
} ; F(;C \[Ep  
V tJyE}  
6O'6,%#  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ,SSq4  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Ems0"e  
LkIbvJCV  
P};GcV-  
xsSX~`  
  class holder Af7&;8pM  
  { PU^@BZ_m  
public : nwPU{4#l<  
template < typename T > Shb"Jc_i  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ouR(l;  
  { ELQc: t -2  
  return assignment < T > (t); TGu]6NzyZ  
} #gY|T|  
} ; { aq}Q|?/  
k;?E,!{  
9!|+GIjn  
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: j\.\ePmk]  
;OfZEy>7  
  static holder _1; 6$6Qk !%  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 7H5t!yk|9  
)90K^$93"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6b9 &V`  
而不用手动写一个函数对象。 It3.  
61{IXx_  
;m cu(J  
cWNWgdk,`V  
四. 问题分析 a #4 'X*  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 I`8jJpGA  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 '`fz|.|cbB  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 UAq%Y8KA  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !_SIq`5]@  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 auT'ATW7i  
\w+a Q?e_  
五. 问题1:一致性 Du."O]syD  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| &i%1\ o  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 aj)?P  
bD;c>5t  
struct holder [Y=X^"PF  
  { aR~Od Ys  
  // !@vM@Z"  
  template < typename T > .&Ok53]b  
T &   operator ()( const T & r) const T^~9'KDd  
  { Om=*b#k  
  return (T & )r; ,t=12R]>  
} 1-bQ ( -  
} ; czv )D\*  
 {!9i8T  
这样的话assignment也必须相应改动: oK3aW6  
+)gXU Vwd  
template < typename Left, typename Right > -d8||X[  
class assignment Pqm)OZE?  
  { ?dcR!-3  
Left l; c&JYbq  
Right r; WDdp(<  
public : :&oUI&(o  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} U.B=%S  
template < typename T2 > ^3:DeZf!u  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } T|&2!Sh  
} ; }_{QsPx9  
;dh8|ujh  
同时,holder的operator=也需要改动: U~w g'  
0u"/7OU  
template < typename T > Y/1,%8n  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 8{GRrwQ>  
  { ?9 8]\pI  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); khW9n*  
} !tNJLOYf  
EdPN=  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 k9^Vw+$m  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;5.o;|w?!  
iWN-X (  
return l(rhs) = r; @-ma_0cZQ  
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。 dWI.t1`i  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ~BVK6  
yeCR{{B/'  
template < typename Tp > B !(t<W8cu  
class constant_t iZy`5  
  { |;-,(509  
  const Tp t; u%7a&1c  
public : <}E^r_NvD  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /I' n]  
template < typename T > YW}1iT/H  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 7 \ <4LX  
  { ,Dz2cR6  
  return t; ')9%eBaeK  
} e<> Lr  
} ; r]{fjw(~  
ZHs hg`I`  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 rI:KZ}GZ  
下面就可以修改holder的operator=了 Hr$oT=x[  
Zw5\{Z0  
template < typename T > /)i)wxi  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const hG,gY;&[6  
  {  afEp4(X~  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); @Y>3-,o,S  
} ]kmOX  
R0<ka[+  
同时也要修改assignment的operator() ] %*970  
K)qbd~<\  
template < typename T2 > g)'tr '  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } xQ7n$.?y@  
现在代码看起来就很一致了。 \2<2&=h?  
'3o0J\cz  
六. 问题2:链式操作 l\^q7cXG  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 JXeqVKF  
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。 (nrrzOax  
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。 x 0  
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。 F$ .j|C1a  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 'w%N(Ntq  
ZZC= 7FB  
template < typename T > {I 7pk6Qd  
struct result_1 YeJ95\jf  
  { ](0 Vm_es  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; t%z7#}9$  
} ; >V(2Ke Y  
L1QQU  
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: Kc udWW]  
!BEOeq@2.  
template < typename T > 16N8h]l  
struct   ref =zA=D.D2  
  { @\l> <R9V  
typedef T & reference; nu0bJ:0aLd  
} ; /&j4IlT  
template < typename T > _ga!TQ:  
struct   ref < T &> &up/`8   
  { k7{fkl9|#  
typedef T & reference; wI}'wALhA  
} ; #>'1oC{  
ap%o\&T;  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Y)u} +Yg  
!CBx$1z  
template < typename T > 0v7;Z xD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 8)POEY4  
  { jPU# {Wo#  
  return l(t) = r(t); }2c}y7B,_  
} {t/!a0\HS  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 KR^peWR  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 g[M@  
u}%&LI`.  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 <uTsX v  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ,IJNuu\  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 j [U0,]  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^LU[{HZV  
最后的布局是: jATU b-  
                Add M.8!BB7\8e  
              /   \ ESrWRO f9  
            Divide   5 l.)N  
            /   \ n&C9f9S  
          _1     3 fd,~Yj$R?  
似乎一切都解决了?不。 E+1j3Q;  
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。 CLkVe  
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。 I(<G;ft<}  
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: PRz oLzr  
GC\/B0!  
template < typename Right > /MU<)[*Ro  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Mc}x]j`f  
Right & rt) const -.*\J|S@g  
  { ^n2w6U0  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Gj ^bz'2  
} o7T|w~F~R  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 7.Mh$?;i9  
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。 Y>#c2@^i<  
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。 #] GM#.  
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。 7}x-({bqy  
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。 2DC#PX)i  
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? =0)^![y]v  
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: !xc7~D@om(  
OX`n`+^D  
template < class Action > $($SQZK&  
class picker : public Action 8 KkpXaz  
  { F:@Ixk?E  
public : 4AM*KI  
picker( const Action & act) : Action(act) {} $~YuS_sYg  
  // all the operator overloaded `l+SJLyJ%  
} ; 1}uDgz^  
<di_2hN  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 l =yHx\  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: %KA/  
(Lo2fY5  
template < typename Right > yn#h$o<  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const mCGcM^21-x  
  { UH.cn|R  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O%&@WrFq  
} _'7/99]4g}  
WNb$2q=  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > <C$<(Dw5  
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。 @(cS8%wK  
 mb/[2y<  
template < typename T >   struct picker_maker [KH?5 C  
  { QB[s8"S  
typedef picker < constant_t < T >   > result; QRlzGRueR&  
} ; /=@vG Vp6  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > HUC2RM?FN  
  { ]K7  64}  
typedef picker < T > result; vVYduvw  
} ; c2^7"`  
.NT&>X~.V  
下面总的结构就有了: doc  
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。 6 b}feEh$!  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 fqb$_>3Ol  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 v)yimIHzo  
至此链式操作完美实现。 A E&n^vdQW  
6Qb)Uq3}]  
zb/Xfu.)?6  
七. 问题3 ku;nVV  
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。 `5-#M/J  
 ^qqHq  
template < typename T1, typename T2 > h!K2F~i{P  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C/waH[Yzan  
  { ({KAh?  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); DH9?2)aR  
} #`4^zU)  
~{YgM/c|dt  
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: MNqyEc""  
#L.}CzAz  
template < typename T1, typename T2 > eH955[fVd4  
struct result_2 5vi#ItN}|  
  { )_e"N d4  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; rp#*uV9;  
} ;  hu(K!>{  
(eG]Cp@  
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? THgzT\_zq  
这个差事就留给了holder自己。 s66XdM  
    HoE.//b  
S1juAV=  
template < int Order > 8ex:OTzn|  
class holder; +N$7=oGC  
template <> 2Lekckgv  
class holder < 1 > 'Y{ux>  
  { xO<-<sRA  
public : bNjaCK<  
template < typename T > pt%~,M _  
  struct result_1 (vsk^3R[6  
  { kqigFcz!Y  
  typedef T & result; E'S;4B5?  
} ; J s<MJ4r>/  
template < typename T1, typename T2 > y?z_^ppj  
  struct result_2 9=~H6(m>  
  { cvV?V\1f  
  typedef T1 & result; sx<+ *Trl  
} ; D2%G.z  
template < typename T > #X@<U <R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |@L &yg,x  
  { @~#79B"9&  
  return (T & )r; Ed&,[rC  
} wJos'aTmE  
template < typename T1, typename T2 > [^d6cMEOlc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const q8 xc70: R  
  { _l!U[{l*d  
  return (T1 & )r1; e|5B1rMM  
} 76_8e{zbr  
} ; wdcryejCkr  
E}b> 7L&w  
template <> .`Old{<  
class holder < 2 > ?^48Zq6wM  
  { X:SzkkVl7  
public : w[ YkTv  
template < typename T > Hu9-<upc&  
  struct result_1 %<J(lC9,C  
  { ghobu}wuF  
  typedef T & result; snTJe[^d  
} ; (m3I#L  
template < typename T1, typename T2 > *Nf4bH%MN  
  struct result_2 1_j<%1{sZ  
  { |+;KhC  
  typedef T2 & result; HDSA]{:sl  
} ; kf^-m/  
template < typename T > WrHgF*[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const f}lT|.)?VD  
  { ^E<~zO=Z  
  return (T & )r; /[nZ#zj!3  
} Z\*5:a]  
template < typename T1, typename T2 > B=q)}aWc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const OHtgn  
  { 3vRL g b  
  return (T2 & )r2; k;K> ,$ F  
} [!:-m61  
} ; W p7@  
:@QK}qFP  
h$aew63  
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> >。 TRySl5jx@  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: e}?1T7NPG]  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: p-Rm,xyL%  
^T}}4I_Y  
return l(i, j) = r(i, j); `u p-m=zA  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) JI+KS  
mI?* Z%>g  
  return ( int & )i; J:g<RZZ1  
  return ( int & )j; #!8^!}nFO  
最后执行i = j; %2Xus9;k#  
可见,参数被正确的选择了。 ]uStn   
P^K?E  
!!-}ttFA  
=qV4Sje|q  
+K$5tT6b  
八. 中期总结 {FV,j.D  
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: VVI8)h8  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 /`4v"f0V  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 t`<}UWAH+  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor so?pA@O  
S{^6iR  
,<0Rf  
V_+}^  
bxd3  
629~Uc6]  
九. 简化 ^MWEfPt  
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。 r3+<r<gs  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 PZ  
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: Aj8l%'h[  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 w|!YoMk+o  
  +-*/&|^等 p|&ZJ@3  
2. 返回引用。  D rF  
  =,各种复合赋值等 rQu  
3. 返回固定类型。 #Acon7R p  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Fe_::NVvk  
4. 原样返回。 !p]T6_t]Q  
  operator, $ 7U Dz  
5. 返回解引用的类型。 eW\?eq+ `A  
  operator*(单目) ]k[ Q]:q  
6. 返回地址。 \GijNn9ah  
  operator&(单目) ri/t(m^{W  
7. 下表访问返回类型。 =&di4'`  
  operator[] 4o1Q7  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ( GFgt_  
  operator<<和operator>> 4)3g!o ?  
~pHJ0g:t  
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。 )LkM,T  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: =8$|_  
/[\6oa  
template < typename Left > :`:xP  
struct value_return G*kE~s9R  
  { 8q_1(& O  
template < typename T > -rE eKt  
  struct result_1 %iK%$  
  { bin6i2b  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ((Vj]I% ;  
} ; Jz~+J*r;]A  
ShC_hi  
template < typename T1, typename T2 > e(?:g@]-r  
  struct result_2 UJ7'JBT=k  
  { F{TC#J}I%'  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; xL9:4'I  
} ; PYdIP\<V  
} ; *D\0.K,o  
4 hL`=[AB  
_L$)2sl1R  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 2~vo+ng  
/yLzDCKn  
下面我们来剥离functor中的operator() Jb( DJ-&  
首先operator里面的代码全是下面的形式: !nec 7  
CkRyzF  
return l(t) op r(t) ;l$9gD>R  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) q]F4Lq(  
return op l(t) 9OPK4-  
return op l(t1, t2) 4uFIpS|rq  
return l(t) op %p<$|'  
return l(t1, t2) op lo"j )Zt  
return l(t)[r(t)] uQ{=o]sy  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] H":/Ckok  
MKomq  
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: [:Be[pLC  
单目: return f(l(t), r(t)); :_>\DJ'>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Po1hq2-U8  
双目: return f(l(t)); @XeEpDn]  
return f(l(t1, t2));  ~q*i;*  
下面就是f的实现,以operator/为例 DLU[<! C  
(RExV?:  
struct meta_divide _B}9 f  
  { ' Q\@19  
template < typename T1, typename T2 > v}Z9+ yRC2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 5f8"j$Az  
  { nlaG<L#  
  return t1 / t2; BlL|s=dlQV  
} VF\{ra;  
} ; w nWgy4:  
g`kY]lu  
这个工作可以让宏来做: Z*h43  
itw{;j   
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ p7s@%scp  
template < typename T1, typename T2 > \ wcwQjHwd  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; `ovgWv  
以后可以直接用 4b]_ #7Qm  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 5!t b$p#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 6eM6[  
(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。。。) l"kx r96  
Vz'HM$  
NaF(\j  
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 8[oYZrg  
y86))  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > n3'dLJH|  
class unary_op : public Rettype -xz|ayn  
  { +GYS26  
    Left l; w(Gz({l+  
public : TMqY4;UeL  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ssw&'B|o  
Gbn4 *<N  
template < typename T > @7fm1b  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Vg{Zv4+t  
      { Lbsr_*4t  
      return FuncType::execute(l(t)); a&C.=  
    } zFywC-my@  
.9OFryo  
    template < typename T1, typename T2 > 3?@?-q2g  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IO"hF  
      { %kq ^]S2O  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); p-,Iio+  
    } \-c#jo.$8  
} ; (')(d HHW  
9_UN.]  
'y.JcS!|  
同样还可以申明一个binary_op W^k,Pmopy  
MxTmWsaW  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > q? 9GrwL8F  
class binary_op : public Rettype 'B`#:tX^N  
  { O:e#!C8^  
    Left l; DT\ym9  
Right r; ' S,2  
public : w.uK?A>W,  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &\^rQi/tf  
=!CU $g  
template < typename T > t8/%D gu  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hVM2/j  
      { I+",b4  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ('4wXD]C  
    } .,M;huRg  
AF$\WWrB  
    template < typename T1, typename T2 > /H)Br~ l  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kiX%3(  
      { +c) TDH  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $;`I,k$0>~  
    } mxp Y&Y  
} ; p411 `]Zf  
Ri @`a  
X;VQEDMPU  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 M{E{NK  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 f{ ^:3"i  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S-!=NX&C  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ,Sg33N ?  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! <lj\#'G3  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 3m=2x5 {L  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 `!i-#~n  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) r~>,$[|n})  
下面是修改过的unary_op X;!~<~@Y  
/oL8;:m  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 1bSD,;$sQ  
class unary_op HnU Et/  
  { au$"B/  
Left l; 78]gt J  
  w4%AJmt  
public : @Y-TOCadT  
NY!jwb@%  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} l r~gG3   
3Aj*\e0t  
template < typename T > :E'P7A  
  struct result_1 ~pz FZ7n4  
  { K)N0,Qwu  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8\Hr5FqB(  
} ; XUS vhr$|  
R#eg^7HfX  
template < typename T1, typename T2 > Qf@iU%G  
  struct result_2 LchnBtjn  
  { d8OL!Rk  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; f/y`  
} ; euQ.ArF  
; Lql_1  
template < typename T1, typename T2 > i9m*g*"2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XsL#;a C  
  { p]ivf  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4c159wsnQ  
} Xy7Z38G  
C@gXT]Q 0}  
template < typename T > zp4W'8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const UtJa3ya  
  { Zyye%Ly  
  return OpClass::execute(lt(t)); 1-VT}J(  
} <Kt3PyF  
L*JPe"N -e  
} ; mT.e>/pa  
\Fb| {6+  
;3m!:l  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ig_2={Q@  
好啦,现在才真正完美了。 ziEz.Wn"  
现在在picker里面就可以这么添加了: n$["z w  
A6"Hk0Hf  
template < typename Right > XL5Es:"+?S  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const f3tv3>p  
  { ,k0r  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); v:|( 8Y  
} L,]=vba'$  
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。 ?mYYt]R  
'Kbl3fUF  
- u3e5gW  
;4#D,zlO^  
ma& To=  
十. bind 0$P/jt  
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。 & >JDPB?5  
先来分析一下一段例子 N{C;~'M2ce  
zO=%J)-=  
\\4Eh2 Y  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Nt-<W+,  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 BavO\{J#|0  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 s0W2?!>)  
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。 /Cr/RG:OX  
我们来写个简单的。 [_6&N.  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: $t =O:  
对于函数对象类的版本: fI|[Z+"  
=XY]x  
template < typename Func > 8cxai8  
struct functor_trait B]iP't \~  
  { ,?-\ x6  
typedef typename Func::result_type result_type; `,>wC+}  
} ; PX,rWkOce  
对于无参数函数的版本: -X1X)0v$  
D!LX?_cD1i  
template < typename Ret > cma*Dc  
struct functor_trait < Ret ( * )() > F?4(5 K  
  { y2yKm1<Ru<  
typedef Ret result_type; `NNf&y)y  
} ; +: Ge_-  
对于单参数函数的版本: <:;^'x>!  
edC 4BHE  
template < typename Ret, typename V1 > dZ(|uC!?  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > xi'>mIT  
  { vK'?:}~  
typedef Ret result_type; W?RE'QV8  
} ; =hH.zrI6e  
对于双参数函数的版本: 2y GOzc  
~6[*q~B  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > f@V3\Z/6E  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > zA+@FR?  
  { -=}3j&,\R  
typedef Ret result_type; 6vy7l(%  
} ; 8HErE< _(  
等等。。。 #Z!b G?="  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -pb&-@Hul  
D&:yMp(  
template < typename Func > (M-ZQ -  
struct func_return x^=M6;:  
  { 9}tG\0tL*  
template < typename T > ) M<vAUF  
  struct result_1 $&P?l=UG  
  { l:(Rb-Wy  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; wsfd8T4  
} ; CQg X=!q  
?/#}ZZK^  
template < typename T1, typename T2 > u:gtOjk2  
  struct result_2 BN_7Ay/k  
  { akuJz  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; l5t2\Fl  
} ; Kp iF0K  
} ; ~%y@Xsot>  
./-JbW  
9ptFG]lZ  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 !b|'Vp^U  
#VbVs l  
template < typename Func, typename aPicker > Uu p(6`7  
class binder_1 UHO_Z  
  { 'Pltn{iq[  
Func fn; irBDGT~  
aPicker pk; D%/8{b:  
public : JcO08n  
n]!fO 6kj  
template < typename T > l95<QI  
  struct result_1 }OShT+xeX  
  { vq'c@yw;  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; VL( <  
} ; F1azZ (  
V~{ _3YY  
template < typename T1, typename T2 > Kf,-4)  
  struct result_2 bMoAD.}  
  { Lm)\Z P+W  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _Tm0x>EM  
} ; [\ )Ge  
@]CF&: P A  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} I=DLPgzO9  
dx_6X!=.J  
template < typename T > -f(/B9}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FcbM7/  
  { rjA@U<o  
  return fn(pk(t)); g9h(sLSF  
} &R-H"kK?  
template < typename T1, typename T2 > ")#<y@Rv  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0au)g!ti  
  { > 6CV4 L  
  return fn(pk(t1, t2));  NY  
} Eh8Pwt7C@  
} ; US&B!Q:v  
>%b\yl%0  
V-O(U*]  
一目了然不是么? iAO5"(>}?  
最后实现bind KlxN~/gyik  
BuQ|~V  
#} ,x @]p  
template < typename Func, typename aPicker > cL7g}$W $  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) haSM=;uPM  
  { my\&hCE  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); n[+'OU[  
} ?2J?XS>  
n$+M%}/f  
2个以上参数的bind可以同理实现。 H -t|i  
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。 +",S2Qmo  
&K%aw  
十一. phoenix $Rtgr{ {;"  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: +=@^i'  
 .jg0a  
for_each(v.begin(), v.end(), ?H|T& 66  
( 3x*z\VJ  
do_ -e-e9uP  
[ <>&=n+i  
  cout << _1 <<   " , " fZryG  
] qk{'!Ii  
.while_( -- _1), )$M,Ul  
cout << var( " \n " ) Un=a fX?j  
) M].8HwC+  
); _2Py\+$  
; 2`sN   
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: |H)cuZ  
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 ?bX  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ^QL 877  
那么我们就照着这个思路来实现吧: *YV S|6bs  
>l1 r,/\\  
X)Gp7k1w  
template < typename Cond, typename Actor > loOOmHhJ&  
class do_while .(Y6$[#@  
  { 19u =W(  
Cond cd; i?}>.$j  
Actor act; je%M AgW`  
public : f?UzD#50D  
template < typename T > wz(K*FP  
  struct result_1  @|A|  
  { /p`&;/V|  
  typedef int result_type; HCnf2td  
} ; aq>?vti1D  
~1 ZD[@  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 8n)WW$  
wT_^'i*@I  
template < typename T > /'&;Q7!)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hl/itSl$  
  { nfE@R."A  
  do .KA V)So"  
    { oN,s.Of  
  act(t); Ob@Hng% v  
  } ]|oJ)5P  
  while (cd(t)); ;)/@Xx  
  return   0 ; `lCuU~~ag  
} fEqC] *s  
} ; lgD]{\O$ip  
zQfkMa.  
?Myh 7  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). A" !n1P  
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。 %v=!'?VT  
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。 ,)#.a%EKA  
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。 vOT*iax0  
下面就是产生这个functor的类: Da,Tav%b  
VWa|Y@Dc]  
\lr/;-zP  
template < typename Actor > ,b.n{91[]x  
class do_while_actor WmVVR>0V|  
  { l)Mh2lA,=  
Actor act; \r -N(;m  
public : rK=6]j(K  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} uw_?O[ZA[  
&L3 #:jSk  
template < typename Cond > Q"}s>]k3_  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ;  Alu5$6X  
} ; OgMI  
]Z@k|Nw  
[ b1hC ~I;  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;'1Apy  
最后,是那个do_ $ KQ,}I  
>>V&yJ_  
9k `~x1Y)  
class do_while_invoker Vyt E  
  { 'p)QyL`d  
public : [x_s/"Md;  
template < typename Actor > eP|)SU  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const <Cq"| A  
  { TzF0/T!  
  return do_while_actor < Actor > (act); fv ?45f  
} 2Ow<`[7  
} do_; ,y.3Fe  
V/-MIH7SF  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? (j N]OE^  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 dXZP[K#  
最后来说说怎么处理break和continue <!!nI%NC  
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。 AU`OESSI  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八