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
  • 4013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 xb6y=L  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 G%Dhj)2}  
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, v2ab  
[yFf(>B  
p0r:U< &  
'+8`3['  
  class filler I;u1mywd  
  { :9c[J$R4  
public : a8Va3Y  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} TAd~#jB9  
} ; @cc4]>4  
VgBZ@*z(x  
w6cW7}ZD,  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: lxVA:tz0  
C~o\Q# *j  
3]z%C'  
P84uEDY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); =uG}pgh0  
+Y|1 7 n  
2*[Gm e  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Y<vHL<G  
qG&}lg?g{  
;5cN o&  
655OL)|cD6  
二. 战前分析 BSyl!>G6n8  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 8*$HS.Db'  
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 q$ZmR]p  
iYPlgt/Y!  
k1h>8z.Tg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 5w^6bw){  
  /* --------------------------------------------- */ KFuP gp  
vector < int *> vp( 10 ); B)v|A  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); AJJa<c+j  
/* --------------------------------------------- */ $eSSW+8q"  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); (gQr?K  
/* --------------------------------------------- */ le*'GgU#  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); s^vw]D  
  /* --------------------------------------------- */ Sy0-tK4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); n)bbEXO  
/* --------------------------------------------- */ 8aMmz!S  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Tu[I84  
E&_q"jJRi  
bd$``(b`v  
hN"cXz"/  
看了之后,我们可以思考一些问题: 7] }2`^9  
1._1, _2是什么? c|2+J :}p  
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。 f [DZ  
2._1 = 1是在做什么? t`!@E#VK  
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。 @?/>$  
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。 cAQ_/>  
`=.A]) >  
G)8H9EV  
三. 动工 t}X+P`Ovq  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: eelkK,4  
_7bQR7s  
,T;T %/ S  
IA3m.Vxj ^  
template < typename T > j FH wu*  
class assignment LUfo@R  
  { d cG)ql4d  
T value; fpA%:V  
public : Kj/{V  
assignment( const T & v) : value(v) {} pm>$'z!.):  
template < typename T2 > {;^GKb+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } HU47 S  
} ; LKsK!X  
QZ2a1f'G  
~LU$ no^  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ('oA{,#L  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ~gA^tc3G  
?d5_{*]+v  
iw=~j  
iu.$P-s  
  class holder ;4Wz0suf  
  { i~i ?M)  
public : 0o]T6  
template < typename T > "Gc\"'^r  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ]wHXrB8vx  
  { iL8:I)z  
  return assignment < T > (t); D^<5gRK?  
} YGsg0I't  
} ; eEZZ0NNe;  
%Y-KjSs+l  
g..&x]aS(  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: #'fQx`LV  
g=Bge)  
  static holder _1; -Zfq:Kr  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !vGJ 7  
[t+qYe8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); n,*E s/\  
而不用手动写一个函数对象。 WJBwo%J  
/" 6Gh'  
5{\;7(  
jm&PGZ#n=R  
四. 问题分析 @ev8"JZ1  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 %h4|$  
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。 -o B` v'  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 VmP5`):?b  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 5D<"kT  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 J"?jaa2~  
&]jCoBj+_  
五. 问题1:一致性 (5efNugc  
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?| (&oT6Ji  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 @q<d^]po  
~4=XYYcka  
struct holder ]~kgsI[E  
  { !HSX:qAP$  
  // i/aj;t  
  template < typename T > %R@&8  
T &   operator ()( const T & r) const WF`  
  { r`A|2(h5B  
  return (T & )r; ^^kL.C Ym  
} .Dt.7G  
} ; }ZkGH}K_}  
Ie'iAY  
这样的话assignment也必须相应改动: m?]= =9  
*$9Rb2}kK  
template < typename Left, typename Right > ,Lr}P  
class assignment H':0  
  { ea6`%,lF~  
Left l; }-%:!*bLj  
Right r; 0wZAsG"Bg  
public : U~_G *0  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} YnW,6U['{g  
template < typename T2 > 9B2`FJ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 0s%]%2O N  
} ; ;`rz]7,*  
,Laz515  
同时,holder的operator=也需要改动: $##LSTA  
F?hGt]o  
template < typename T > b_GAK  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Na{&aqdz  
  { Xf*}V+&WN  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); $X]Z-RCK3  
} -14~f)%NQ*  
Q)ZbnR2Z8  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Ahrtl6@AS  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 &d&nsQ  
"j%L*J)  
return l(rhs) = r; ^_XV}&7Q  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 &WHK|bl  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ge!Asm K  
~[`*)(4E  
template < typename Tp > y3!#*NU  
class constant_t %tZ[wwt  
  { 0=c:O  
  const Tp t; g33Y]\  
public : }W$}blbp  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .tt=\R  
template < typename T > # PZBh  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const n%I9l]  
  { T[]kun  
  return t; -`d(>ok  
} g%2twq_  
} ; hnnPi  
k=JT%  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 | sZu1K  
下面就可以修改holder的operator=了 jW0aIS2O  
4!0nM|~  
template < typename T > VO+3@d:  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const `)_11ywZ  
  { 5H |<h  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 8`;3`lZ  
} iWMgU:T  
Q2K)Nl >_  
同时也要修改assignment的operator() ?8aPd"x  
ts~$'^K[-  
template < typename T2 > >? ({  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } TCS^nBEE  
现在代码看起来就很一致了。 X^ZUm  
} P/ x@N  
六. 问题2:链式操作 |4u?Q+k%%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ]#Q'~X W  
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。 :z}  
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。 ZeP3 Yjr3  
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。 ?jRyw(Q  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ky98Bz%  
rCFTch"  
template < typename T > L}5IX)#gH  
struct result_1 QW1d&Gb.(  
  { H-Z1i  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; d*TpHLm  
} ; kFF)6z:2  
>!|(n @  
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: yyVv@  
1O]27"9  
template < typename T > g&6O*vx  
struct   ref ~ E|L4E  
  { Al(u|LbQ  
typedef T & reference; *^5..0du  
} ; FI|@=l;_  
template < typename T > VIjsz42C  
struct   ref < T &> a,U@ !}K  
  { 'L0{Ed+9  
typedef T & reference; Cq,hzi-  
} ; \XXS;  
)wwQv2E  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: a>{b'X^LV  
wf8GH}2A  
template < typename T > -j 6U{l  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const X@ Gm:6  
  { 4SqZ V  
  return l(t) = r(t); [ZP8l'?  
} Rtl;*ZAS  
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。 Oy!j`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 &G>EBKn\2`  
wGC)gW  
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#f)8v  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: *0,?QS-a  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ]d@@E_s]  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 $LF  
最后的布局是: hL,+wJ+A  
                Add sgn,]3AUq  
              /   \ 6_wf $(im  
            Divide   5 S)0bu(a`Z,  
            /   \ Eqg(U0k0  
          _1     3 |WB<yA1  
似乎一切都解决了?不。 rwlV\BU  
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。 L/w9dk*uv  
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。 !(hP{k ^g  
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: qG/a5i  
}Vpr7_  
template < typename Right > _ID2yJ   
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const r'p;Nj.  
Right & rt) const In0kP"  
  { V X<ZB +R  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); OjCT*qyU<  
} SrN;S kS  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 KZL5>E  
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。 j}chU'i f  
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。 'r%`(Z{~  
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。 QK\QvU2y  
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。 >qjr7 vx  
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? ?r QMOJR  
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: Lrz>0_Q  
I'o9.B8%#  
template < class Action > DsqsMlB{  
class picker : public Action DFs J}` $  
  { XQ<2(}]4  
public : ^6+P&MxM  
picker( const Action & act) : Action(act) {} YizJT0$  
  // all the operator overloaded RC8{QgaI  
} ; F]W'spF,  
>#R<*?*D}  
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。 v'.?:S&m  
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: uG3t%CmN  
#GK&{)$  
template < typename Right > DT(A~U<y  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const IR>^U  
  { O!sZMGF$p  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); q+t*3;X.  
} 6Pl$DSu  
ReP7c3D>p  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > '@HWp8+  
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。 C$)#s{*  
Iq_cs '  
template < typename T >   struct picker_maker FgRlxz  
  { Y{@ez  
typedef picker < constant_t < T >   > result; HPp Kti7g  
} ; Te2XQU2,F  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > v%V$@MF  
  { ? YX2CJ6N  
typedef picker < T > result; b}o^ ?NtA  
} ; bR49(K$~  
A;w,m{9<  
下面总的结构就有了: L]kSj$A  
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。 F)lDK.  
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。 d/- f]   
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 pF#nj`L  
至此链式操作完美实现。 ,;H)CUe1"  
WU{G_Fqaz  
 HlPf   
七. 问题3 bKmR &  
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。 # o)a`,f  
#=5/D@  
template < typename T1, typename T2 > kfg9l?R$I<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5>"$95D  
  { a~7`;Ar  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);  MI!C%  
} yu<sd}@  
1'R]An BV  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ?H0 #{!s  
`K~300-hOb  
template < typename T1, typename T2 > QgC  
struct result_2 7:R8QS9  
  { PE|_V  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; eL#pS=  
} ; ;a XcGa  
gx#xB8n  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? &$qqF&  
这个差事就留给了holder自己。 gE0k|Z(RF  
    VW I{ wC  
{XC# -3O  
template < int Order > My76]\Psh  
class holder; g03I<<|@  
template <> -k|r#^(G2  
class holder < 1 > \e T0d<  
  { g a? .7F  
public : C!]hu)E  
template < typename T > p./zW )7+  
  struct result_1 /d&zE|!  
  { fDNiU"  
  typedef T & result; * h!gjbi  
} ; vXAO#'4tm%  
template < typename T1, typename T2 > 200/  
  struct result_2 1CU-^ j  
  { A/|To!R  
  typedef T1 & result; Vi?[yu<F  
} ; (Gp/^[.%&  
template < typename T > <3m_} =\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3J32W@}.K  
  { mQhI"3! f  
  return (T & )r; S4aN7.'Q  
} L%}k.)yev  
template < typename T1, typename T2 > ]wMd!.lm-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const J70#pF  
  { uPr'by  
  return (T1 & )r1; zt/b S/  
} WUm8 3"  
} ; OS;qb:;  
]B/Gz  
template <> HQw98/-_W  
class holder < 2 > ig5 d-A  
  { <u]M):b3  
public : 5R\{&  
template < typename T > u9ObFm$7  
  struct result_1 HT0VdvLw  
  { hO w  
  typedef T & result; n!z7N3Ak>  
} ; 2#1"(m{  
template < typename T1, typename T2 > {AUhF}O  
  struct result_2 YRa{6*M  
  { &TJMopVn  
  typedef T2 & result; cH%qoHgx  
} ; W/DSj :  
template < typename T > "HX,RJ @^K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ]CHO5'%,$  
  { ^YG'p?r.s  
  return (T & )r; N3O3V5':!  
}  kDbDG,O  
template < typename T1, typename T2 > b* k=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const R+{QZ'K.qg  
  { HHVCw7r0  
  return (T2 & )r2; :/UO3 c(  
} p}H:t24Cr5  
} ; KZrg4TEVi  
_ 3@[S F  
e.-+zkQ8EI  
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> >。 [A~n=m5H  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 7q\&  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: NZT2ni4  
a7$-gW"Z(,  
return l(i, j) = r(i, j); sNB*S{   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _G3L+St  
DBTeV-G9~R  
  return ( int & )i; UU\wP(f  
  return ( int & )j; %!DdjC&5*  
最后执行i = j; V /i~IG`h/  
可见,参数被正确的选择了。  -c%#Hd  
(sM$=M<$  
m q#8 [D  
)M3} 6^s]  
. -ihxEbzr  
八. 中期总结 lU?8<X  
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: U$,-F**  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [A jY ~  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 OVq(ulwi+  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor %u=b_4K"j  
S<*h1}V3/  
aI.5w9  
Y@(izC&h  
hW<TP'Zm*  
$Gs9"~z?;  
九. 简化 N[=c|frho  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 M{GT$Q  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (V(8E%<c  
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: G/ sRi wL  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 N1D{ %  
  +-*/&|^等 i<\WRzVT  
2. 返回引用。 ^7Z#g0{^w  
  =,各种复合赋值等 S =5br  
3. 返回固定类型。 1S{AGgls5  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) bU4l|i;j  
4. 原样返回。 \Gl>$5np  
  operator, tUGnp'r  
5. 返回解引用的类型。 yDapl(  
  operator*(单目) f|+aa6hN  
6. 返回地址。 /OD@Xl];K  
  operator&(单目) <`)vp0  
7. 下表访问返回类型。 9P1!<6mN\  
  operator[] `RlMfd  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 T`$!/BlZ  
  operator<<和operator>> 2F&VG|"  
d~abWBgC`  
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。 Ir6(EIwx0  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 'ZFbyt Q2  
w# R0QF  
template < typename Left > ugV/#v O  
struct value_return =G\N1E  
  { $y_P14  
template < typename T > o_C]O"  
  struct result_1 itmFZZh  
  { GHR r+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; jPIOBEIG  
} ; M@]@1Q.p  
.b|!FWHNS  
template < typename T1, typename T2 > >&[q`i{  
  struct result_2 !g[UFw  
  { Pi5($cn  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; *@eZt*_  
} ; 9GgXX9K  
} ; bLSUF`-z  
z P8rW5/  
EkpM'j=  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 888"X3.T  
VmON}bb[zz  
下面我们来剥离functor中的operator() Hrg -5_  
首先operator里面的代码全是下面的形式: tjJi|  
-\&b&;_  
return l(t) op r(t) Rm[{^V.Z$  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) .#{m1mr  
return op l(t) .23Yqr'zT  
return op l(t1, t2) }qg.Go  
return l(t) op }k0B   
return l(t1, t2) op =`g@6S  
return l(t)[r(t)] cD'|zH]  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] &hnKBr(Lw  
E`b<^l`  
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: (5GjtFojY|  
单目: return f(l(t), r(t)); TG6E^3a P  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); RG6U~o1  
双目: return f(l(t)); ~=t K17i  
return f(l(t1, t2)); h3Y|0-D  
下面就是f的实现,以operator/为例 ei!Yxw8d  
{-l:F2i  
struct meta_divide qS[KB\RN1  
  { j>)yV@g/  
template < typename T1, typename T2 > J3y4 D}  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) s >7(S%#N  
  { j4+kL4M@H  
  return t1 / t2; T7Qw1k  
} 78kT}kgW  
} ; )#v0.pE  
aA=7x&z@  
这个工作可以让宏来做: O~c\+~5M*  
.9!?vz]1  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ k? !'OHmBL  
template < typename T1, typename T2 > \ \*\)zj*r  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; u&r+ylbs I  
以后可以直接用 u5A$VRMN  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C%Fc%}[  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 W$`p ,$.n  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) XX'mM v  
u .,l_D_  
7i88iT  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ;` ! j~  
^gY3))2_  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > wqA7_ -  
class unary_op : public Rettype a1g aB:w5n  
  { O_^;wey0}?  
    Left l; ;fZ9:WB  
public : {xCqz0  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7 |Q;E|=-Y  
E\vW>g*W  
template < typename T > T*rx5*:o  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wD5fm5r=  
      { tQ Ia6c4|  
      return FuncType::execute(l(t)); ab^>_xD<  
    } >_SqM!^v  
%)sG 34  
    template < typename T1, typename T2 > 9;tY'32/  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3oMhsQz~z  
      { ?(>fB2^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ?+?`Js o(  
    } L(DDyA{bA  
} ; fm$)?E_Rp  
d'2q~   
PEPf=sm  
同样还可以申明一个binary_op @aUQy;  
+|zcjI'=O  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 48RSuH  
class binary_op : public Rettype agj_l}=gO  
  { DgODTxiX  
    Left l; }$Z0v`  
Right r; lC'U3Q&  
public : ]B3f$;W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P; 9{;  
VQ^}f/A  
template < typename T > 1s6L]&B  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tPaNhm[-q7  
      { \JbOT%1  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); dT'd C  
    } DLd1Cl:"~:  
JXq l=/%  
    template < typename T1, typename T2 > lky5%H  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P~M<OUg  
      { $u%7]]Y^\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); |H ,-V;  
    } ]i Yp  
} ; {P'^X+B0*  
].HHTCD`c  
1Uk Gjw1J  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 CqR^w(  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ,f}u|D 3@  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ?g9oiOhnG  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Dy|)u1?  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ;S+]Z!5LT  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 74fE%;F  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 rmJ`^6V  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) GUC.t7!  
下面是修改过的unary_op {'z(  
;VS$xnZ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 3GPGwzX |  
class unary_op 7UsU03  
  { nd~O*-uYg  
Left l; c]68$;Z7  
  ]XEUD1N;I  
public : )4^Sz&\  
$7*@TMX  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 65U&P5W  
tL]T_]z  
template < typename T > J*4T| #0  
  struct result_1 2?@Ozr2Uh  
  { Xxr"Gc[  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; RC!9@H5S#  
} ; 9QHV%%  
ZoR6f\2M  
template < typename T1, typename T2 > wL[{6wL  
  struct result_2 o^W.53yX  
  { 5xhYOwQBo  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b<j*;n.  
} ; a+<{!+3v  
oAgU rl;R  
template < typename T1, typename T2 > LwcAF g|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v9"03 =h  
  { +NTC!/  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); *g"X hk  
} ` >[Offhd  
@3`Pq2<  
template < typename T > TGGbO:s3  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K"8!  
  { <OTx79m  
  return OpClass::execute(lt(t)); g\pLQH  
} h/]));p  
dH)\zCt  
} ; Bo0f`EC I  
 ?%*p!m  
OlM3G^1e1  
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 ?hKpJA'%  
好啦,现在才真正完美了。 Rbcu5.6  
现在在picker里面就可以这么添加了: (Q"~bP{F  
oj[<{/,C9  
template < typename Right > {Rq5=/b  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const H^+Znmo  
  { iN1_ T  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); /L=Y8tDt  
} s#FX2r3=Fg  
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。 o @nsv&i  
2FQTu*p&B  
B#4'3Y-3  
$pauPEe  
?~<NyJHN%  
十. bind M=4`^.Ocm  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ; jrmr`l=  
先来分析一下一段例子 gw<u dhk  
JG@Zb}b  
AE=E"l1]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} =l>=]O~h  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 3[<D"0#},  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 k0,]2R  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 t(UdV  
我们来写个简单的。 ppnl bL^*  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: o@ @|4 F  
对于函数对象类的版本: XO}SPf-  
Wm/0Pi  
template < typename Func > Se>v|6  
struct functor_trait Y^eF(  
  { y<PQ$D)  
typedef typename Func::result_type result_type; [= Xb*~  
} ; 4jC7>mE  
对于无参数函数的版本: _+}f@&"  
YcW) D  
template < typename Ret > 4c<\_\\ck  
struct functor_trait < Ret ( * )() > fzUG1|$e  
  { &U\//   
typedef Ret result_type; p tlag&Z  
} ; dg&GMo  
对于单参数函数的版本: bd[iD?epD]  
%`lLX/4~  
template < typename Ret, typename V1 > w@H@[x  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > p,14'HS%@  
  { SDjJ?K  
typedef Ret result_type; (#+81 Dr  
} ; oz7=1;r  
对于双参数函数的版本: L$^)QxH7  
M,we,!B0  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > TWdhl9Ot  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ,mM7g  
  { 6O"y  
typedef Ret result_type; NT{ 'BJ  
} ; l@`n4U.Gwl  
等等。。。 \_7'f  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy umt(e:3f5  
oSl}A,aQ(  
template < typename Func > M-(,*6Q  
struct func_return d}wE4(]b  
  { O6ltGtF  
template < typename T > NRI[|  
  struct result_1 !8tqYY?>@\  
  { C|]Zpn#{K  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; fC/P W`4Ae  
} ; k=X)ax t1  
F <{k~   
template < typename T1, typename T2 > SVPksr  
  struct result_2 Rb0{W]opt+  
  { h<7@3Ur  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; eWXR #g!%>  
} ; OX[r\  
} ; p{&o{+c  
4^!%>V"d/  
:\^jIKvZ  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 7?8+h  
dwb^z+   
template < typename Func, typename aPicker > \)W Z D  
class binder_1 z}Vg4\x&  
  { /1eeNbd  
Func fn; lInf,Q7W  
aPicker pk; WUb] 8$n  
public : $)6x3&]P  
0Kg?X  
template < typename T > Q1(4l?X@  
  struct result_1 C%#u2C2  
  { VdGpreRPC  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; +5GPU 9k  
} ; fM"&=X  
O"wo&5b_  
template < typename T1, typename T2 > ADA}_|O  
  struct result_2 wWM[Hus  
  { 9{Igw"9ck  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; P!lfk:M^;  
} ; "i&9RA! 1  
-*qoF(/U  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} H!|g?"C  
xRZ/[1f!  
template < typename T > [EK@f,iM  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @QE&D+NS  
  { BE!l{  
  return fn(pk(t)); Y/ %XkDC~  
} yi2F#o 'K  
template < typename T1, typename T2 > -] G=Q1 1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const arvKJmD  
  { TgKSE1  
  return fn(pk(t1, t2)); fr}.#~{5Y  
} V5gr-^E  
} ; @?gRWH;Pq  
@h(Z;  
x:c'ek  
一目了然不是么? 7Dw. 9EQ  
最后实现bind (Dn1Eov  
"`h.8=-  
+}eK8>2  
template < typename Func, typename aPicker > EA z>`~  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) m ;wj|@cF  
  { 'Z)#SzY  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); l< HnPR/  
} ;D@F  
+jO#?J  
2个以上参数的bind可以同理实现。 @9l$j Z~x  
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。 &PX!'%X68h  
4}Lui9  
十一. phoenix 3N4kW[J2i  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9%riB/vkrF  
-h=wLYl@0i  
for_each(v.begin(), v.end(), :d~mlyFI6P  
( W{1l?Wo  
do_ n*TKzn4E  
[ l-5O5|C  
  cout << _1 <<   " , " B]  Koi1B  
] 3ouo4tf$H.  
.while_( -- _1), cQ3p|a `  
cout << var( " \n " ) "![KQ  
) y,`q6(&  
); }%<cF i &  
ry+|gCZ  
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: c?6(mU\x  
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 e0IGx]5i  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 "B9zQ,[Q  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,+x\NY2d  
3TN'1D ei  
&a6-+r  
template < typename Cond, typename Actor > e}s,WC2-  
class do_while ^;$9>yi1  
  { D'Uc?2X,&  
Cond cd; a(uQGyr[k1  
Actor act; M >i *e  
public : "&\(:#L  
template < typename T > ebLt:gGo  
  struct result_1 mS.!lkV  
  { y,c \'}*H  
  typedef int result_type; m"o=R\C  
} ; a, `B.I  
~se ;L  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 9h<iw\ $'  
(1'sBm7F  
template < typename T > mn(MgJKQ\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K k^!P*#  
  { V1A7hRjxvG  
  do 1+l[P9?R[  
    { McN'J. Sxp  
  act(t); ]ed7Q3lq  
  } 9gZS )MZ  
  while (cd(t)); `g{eWY1l  
  return   0 ; ) urUa E  
} N8!e(Y K_  
} ; 9~ifST \  
u@zT~\ h*  
- @KT#  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 2O2d*Ld>  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 wD@ wOC  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 'NnmLM(oh  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 (e<p^T J]  
下面就是产生这个functor的类: @VsK7Eo  
w!Z,3Yc)  
iT1HbAT]  
template < typename Actor > x o72JJ  
class do_while_actor *C> N  
  { @!(V0-  
Actor act; By<~h/uJ  
public : l_2YPon  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^{g+HFTA@  
[U{RDX  
template < typename Cond > ?_/T$b ]  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?[lKft  
} ; > 'JWW*Y!  
?\a';@h  
[wJl]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。 "~IGE3{  
最后,是那个do_ ?=?9a  
o5NrDDH  
4_\]zhS  
class do_while_invoker td2bL4  
  { bvo }b-]E  
public : T9gQq 7(l  
template < typename Actor > l,Ixz1S3e  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const AdRt\H<  
  { e#4 iue7U  
  return do_while_actor < Actor > (act); AFNE1q;{\  
} kC+dQ&@g{  
} do_; vu)V:y  
OH~I+=}.  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? hfQ^C6yR  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 $h'>Zvf  
最后来说说怎么处理break和continue 6z+*H7Qz  
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@IL2DL}\  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八