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
  • 2953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 7%C6gU!r  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 L9@nx7D  
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, M-eX>}CDm  
-2f_e3jF  
`Os@/S  
)!3sB{ H  
  class filler F6yMk%  
  { E-CZk_K9  
public : wPyfne?~,  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} : x W.(^(d  
} ; oPl^tzO  
U4Il1| M&  
8^kw  
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: dtJ?J<m}  
{"-uaH>,  
yj-BLR5  
J#MUtpPdQ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); l7\Bq+Q  
H|5\c=  
af.yC[  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2Lm.;l4YO  
ca5Ir<mL  
%A%^;3@  
[8[g_  
二. 战前分析 n{aD4&  
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。 OLTgBXh  
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 'V/+v#V+>  
eX>x +]l6  
5*C#~gd& F  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); (*F/^4p!$  
  /* --------------------------------------------- */ ("?V|  
vector < int *> vp( 10 ); yHe%e1  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); HZKqGkE  
/* --------------------------------------------- */ ogtl UCUD  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 741Sd8  
/* --------------------------------------------- */ *6<<6f`(  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,Tjc\;~%  
  /* --------------------------------------------- */ _ ZMoPEW  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Q3T@=z2j%  
/* --------------------------------------------- */ e-Mei7{%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ^-Bx zOp  
=)!sWY:  
p%[/ _ -7  
l]C#bL>i  
看了之后,我们可以思考一些问题: r1ao=N  
1._1, _2是什么? 2M@,g8O+B=  
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。 ~qT5F)$B-  
2._1 = 1是在做什么?  b"iPuN!p  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ;<hLy(@  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 <*oTVl4fS  
lk;4l Z  
4SlEc|'7@  
三. 动工 [7 _1GSS1  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /fv;`?~d*  
7Ji|x{``  
\SKobO?qI  
8#L V oR  
template < typename T > vY)5<z&  
class assignment wwUa+6?  
  { (ZSd7qH"  
T value; d;@"Naw  
public : &L`^\B]k|  
assignment( const T & v) : value(v) {} lu vrvm  
template < typename T2 > l$/.B=]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } F#=M$j_  
} ; owQSy9Az  
zo83>bt  
9lqH  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jzvrJ14  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3n_N^q}  
}2%L 0  
As{"B  
QNWGUg4*&  
  class holder 5Q7Z$A1a 9  
  { C8Ja>o2'  
public : < #FxI  
template < typename T > Nux  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 4]G J+a  
  { ;|U !\Xp  
  return assignment < T > (t); !:baG]Y  
} *{DpNV8"  
} ; duQ ,6  
'9u(9S  
nEHmiG  
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: y~Z7sx0  
R`KlG/Tk  
  static holder _1; ` {/"?s|  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qBF6LhR  
i+90##4<?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 );  Z2a~1BL  
而不用手动写一个函数对象。 7w\L<vFm  
)sN}ClgJ  
0uL*-/|  
>)^Q p-  
四. 问题分析  gx9=L&=d  
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。 g286 P_a`*  
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。 `:.a5  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 B_mT[)ut  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *[Im].  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ;&c9!LfP  
xciwKIpS  
五. 问题1:一致性 L8,/  
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?| 0@yw#.j  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Q@ua G,6  
G ,e!!J  
struct holder (1e,9!?  
  { ULH<FDot  
  // @)XR  
  template < typename T > Tm\a%Z`U>  
T &   operator ()( const T & r) const >=1Aa,_tc  
  { r17"i.n  
  return (T & )r; gz#2}  
} AZ>F+@d  
} ; S-5O$EnD  
\AeM=K6q+D  
这样的话assignment也必须相应改动: Pj8W]SA_  
K2{6{X=  
template < typename Left, typename Right > &yRR!1n)H  
class assignment w?V;ItcL  
  { Fe1XczB  
Left l; A01PEVd@A  
Right r; lk*w M?Z  
public : `ztp u ~?  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} m<sCRWa-  
template < typename T2 > RiG]-K:  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } #+&"m7 s  
} ; } `Cc-X7  
<!=:{&d%  
同时,holder的operator=也需要改动: GC`/\~TM  
v, |jmv+:  
template < typename T > [}I|tb>Pg  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 9zl-C*9vj  
  { MbxJ3"@  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); $px1D$F!  
} (QTQxZ  
1}R\L"  
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。 {ub'   
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ^EJ]LNk }  
vddl9"V)  
return l(rhs) = r; C<#_1@^:8e  
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。 h t3P@;  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: =6a=`3r!I  
G/ H>M%M  
template < typename Tp > qND:LP\_v  
class constant_t b#-=Dbe  
  { [>LO'}%  
  const Tp t; &r+!rL Kp  
public : *4/KK  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} dTWcn7C  
template < typename T > ]?T,J+S  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const YpgO]\/w  
  { E~c>j<'-"<  
  return t; WMS~Bk+!  
} %GP`H/H(  
} ; !?" pnKb}  
[e>2HIS,  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 +&r=XJ5:`p  
下面就可以修改holder的operator=了 L|8&9F\  
%%9T-+T  
template < typename T > 9"?;H%.  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $F1Am%  
  { +7{8T{  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); X4L@|"ZI  
} \0K&2'  
M< H+$}[  
同时也要修改assignment的operator() 'U,\5jj'Y  
\!"3yd  
template < typename T2 > Wo  Z@  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 5S[:;o  
现在代码看起来就很一致了。 x \I uM  
k*OHI/uiow  
六. 问题2:链式操作 !$/P8T``M  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 7pN&fAtj/  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 n\< uT1n  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 dXPTW;w  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 e5D\m g)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Wngc(+6O&  
_q4Yq'dI  
template < typename T > |9Y~k,rF  
struct result_1 y7,t "XV  
  { L#WGOl  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; "EVf1iQ  
} ; '!`| H 3  
9rIv-&7'm  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ixL[(*V  
 /i   
template < typename T > ?4#  
struct   ref gH.$B'  
  { %!DTq`F  
typedef T & reference; .@\(ay  
} ; ] f5vk  
template < typename T > K+d{R=s^  
struct   ref < T &> (:^YfG~e  
  { {P3gMv;  
typedef T & reference; %_G '#Bn<  
} ; mz<X$2]?  
Y-,S_59  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: :QF`Orb!^  
KpIY>k  
template < typename T > fm$Qd^E|e  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !^EA}N.u  
  { 3v&Shb?xb;  
  return l(t) = r(t); 11Uu5e!.  
} pU<GI@gU  
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。 T)tTzgLD}  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 t~$8sG\  
^)o]hE|  
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 @V&HE:P  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: _Ea1;dJmq  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 IpM"k)HR  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 T+S\'f\  
最后的布局是: RB6TM  
                Add nm)/BK  
              /   \ JEK_W<BD  
            Divide   5 <<V"4 C2  
            /   \ '3~m},0  
          _1     3 =>JA; ft  
似乎一切都解决了?不。 \9~Q+~@{G  
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。 ~+,ZD)AKi4  
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。 jAovzZ6BL  
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: %zR5q  Lb  
[;l;kom  
template < typename Right > 1r5Z$3t\  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const f%JM a]yV  
Right & rt) const wKoar  
  { 6B Hd c  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 4;(W0RQa  
} 8Q0/kG  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 +:Nz_l  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 |,({$TrF  
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。 Y\ ;hjxR-  
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。 sLzZ}u?(  
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。 bM }zGFt  
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? 2IP<6l8N  
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: =$T[  
TH55@1W,[  
template < class Action > ~@e=+Z  
class picker : public Action I,aaSBwt&2  
  { uL:NWgN  
public : e;LC\*dG  
picker( const Action & act) : Action(act) {} gQ|?~hYYv  
  // all the operator overloaded "`mG_qHI[  
} ; ,s 6lB0  
B,` `2\B  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 N7GZ'-t^Er  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Hd TB[(  
b8[ ayy  
template < typename Right > sxdDI?W4  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ma/<#l^}  
  { r=xec@R]*  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ys:F  
} )`2ncb   
4^9qs%&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > >wR)p\UEb  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 s7\Ee-x)s  
uz:r'+v  
template < typename T >   struct picker_maker x7i,jMR  
  { :.f( }sCS  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ezhfKt]j  
} ; G7KOJZb+D  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > %|ioNXMu  
  { UMMGT6s,E8  
typedef picker < T > result; IR&b2FTcU  
} ; n\$.6 _@x  
L+mHeS l  
下面总的结构就有了: #KuBEHr  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 :bCswgd[  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 wzcv[C-x  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :H]MMe  
至此链式操作完美实现。 LG{50sP`  
2_Zn?#G8dl  
z~i>GN_  
七. 问题3  .4Mc4'  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 0LTsWCUQ6e  
AbQ nx%$u  
template < typename T1, typename T2 > Fr<tk^~/  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~wcp&D  
  { K_;?Sr=  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); [<}W S} .  
} zFY$^Oz"_  
+x?8\  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: WopA7J,  
Q91mCP~$  
template < typename T1, typename T2 > IU"n`HS  
struct result_2 f1B t6|W%  
  { dIA1\;@  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; [(vV45(E  
} ; IK8" 3+(  
YpG6p0 nd  
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? 67||wh.BU  
这个差事就留给了holder自己。 umpa!q};  
    n" vO?8Sx  
6aWNLJ@  
template < int Order > !G<gp4Js+N  
class holder; @lqI,Ce5  
template <> `'9t^ 6mk  
class holder < 1 > 5!57<n  
  { T?1e&H%USV  
public : ?xwZ< A  
template < typename T > 0}e&ONDQ  
  struct result_1 $J]NWgXl@  
  { 1C/Vwf:@  
  typedef T & result; l {\k\Q!4  
} ; >keY x<1  
template < typename T1, typename T2 > ']H*f2y  
  struct result_2 +JB*1dz>8  
  { \SWuylE  
  typedef T1 & result; RGBntp%  
} ; `2j"Z.=  
template < typename T > 3qDuF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const D}2$n?~+  
  { <AHdz/N  
  return (T & )r; v5FfxDvw  
} Q.V+s   
template < typename T1, typename T2 > bE jQMlb  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bOr6"nn  
  { hy3?.  
  return (T1 & )r1; I@1VX5  
} :Yi 4Ia  
} ; "msPH<D  
w-Q=oEt  
template <> N`vPt?@  
class holder < 2 > ! OOOc  
  { /~g.j1g  
public : d:h X3  
template < typename T > +('=Ryo T  
  struct result_1 J|8 u  
  { JK'tdvs~  
  typedef T & result; [h.i,%Ua"P  
} ; Zj)A%WTD,  
template < typename T1, typename T2 > Xx^v%[!`+  
  struct result_2 Wa iM\h?=#  
  { ciN*gwI)  
  typedef T2 & result; ko~e*31_E  
} ; JNI&]3[C>?  
template < typename T > xfqU atC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const zB6&),[,v  
  { 9"dZ4{\!  
  return (T & )r; //#]CsFiP  
} !!])~+4pP  
template < typename T1, typename T2 > LEAU3doK;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const LO k J  
  { yq`  ,)  
  return (T2 & )r2; wy""02j  
} prGp/"E  
} ; zKf0 :X  
zH *7!)8  
*{=q:E$  
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> >。 Emv9l~mIu  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ]/Cu,mX  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ~tB9kLFG  
%kk~qvW  
return l(i, j) = r(i, j); sb%l N   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ka:wD?>1i  
_!o0bYD  
  return ( int & )i; e?e oy|  
  return ( int & )j; tSiQr I  
最后执行i = j; ?1H>k<Jp  
可见,参数被正确的选择了。 jG,^~ 5x  
K` <`l  
-B:O0;f  
p8z"Jn2P  
ho6,&Bp8  
八. 中期总结 k-$J #  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: c`#4}$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ZC&4uNUr  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 oN(F$Nvk  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ;!<@Fm9W  
f'u[G?C  
^>h2.A J  
n:JG+1I  
i]0$ 7s9!  
LhKUZX,P8  
九. 简化 B_0]$D0 ^  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ?xo<Fv  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ZIaFvm&q7Z  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ?M04 cvm  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 -raZ6?Zjc  
  +-*/&|^等 5:l"*  
2. 返回引用。 <##aD3)  
  =,各种复合赋值等 w6[$vib'  
3. 返回固定类型。 o q cu<]  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ?$4CgN-  
4. 原样返回。 \6,Z<.I  
  operator, ypY7uYO^"  
5. 返回解引用的类型。 %? z;'Y7D  
  operator*(单目) L$}'6y/@  
6. 返回地址。 oRl@AhS  
  operator&(单目) @Hst-H.l<l  
7. 下表访问返回类型。 +/Vzw  
  operator[] BWsD~Ft  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 bpfSe  
  operator<<和operator>> [Mlmn$it  
uF]+i^+  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 T`)uR*$  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ~VJP:Y{[  
#EO],!JM  
template < typename Left > 13I~   
struct value_return lziC.Dpa  
  { Mm#=d?YUHJ  
template < typename T > MZSyu  
  struct result_1 ZHc;8|}  
  { f{#Mc  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; /Pa<I^-#  
} ; b/eo]Id]  
f8 L3+u  
template < typename T1, typename T2 > zuBfkW95+  
  struct result_2 Q37zBC 0  
  { `O}bPwa{>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ,9/s`o  
} ; A;Uw b  
} ; Py#iC#g~  
IV$2`)[A&X  
axd9b,  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait CV6W)B%Se  
>Y&o2zJy  
下面我们来剥离functor中的operator() Re'Ek  
首先operator里面的代码全是下面的形式: '>|5  
c# WIB 4  
return l(t) op r(t) )hK1W\5  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) s B!2't  
return op l(t) }i2dXC/  
return op l(t1, t2) WFpR@53Db  
return l(t) op ktK/s!bgY  
return l(t1, t2) op 0d=<^wLi^  
return l(t)[r(t)] v:@ud,d<  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] gPWl#5P:  
Vq#_/23=$y  
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: {X>U`0P  
单目: return f(l(t), r(t)); F6#U31Q=  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); "_/5{Nc$  
双目: return f(l(t)); hdee]qLS  
return f(l(t1, t2)); vghn+P8  
下面就是f的实现,以operator/为例 w^QqYUL${  
.ZOyZnr Z  
struct meta_divide 6c&OR2HGqO  
  { n0kkUc-`   
template < typename T1, typename T2 > g3,F+  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) q"pnFK9/L  
  { Nh\y@\F>  
  return t1 / t2; t8FgQ)tk  
} MFLw^10(T  
} ; w'Q2Czso  
sR*JU%  
这个工作可以让宏来做: {1`n^j(>  
Y{ 2xokJ N  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8rsv8OO  
template < typename T1, typename T2 > \ j<* `?V^  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 64qQ:D7C  
以后可以直接用 Yg14aKZl  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) MEn#MT/Cz  
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 5Ai$1'*p  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) J'y*>dW  
k~b8=$  
]6{\`a  
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 U9p^?\-=  
_ a,XL<9I  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >~^##bIb  
class unary_op : public Rettype W4(O2RU  
  { [u2)kH$  
    Left l; {01wW1  
public : ihdtq  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} '$n#~/#}  
> jDx-H.N  
template < typename T > LlG~aGhel  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xF3H\`{4x  
      { iP~dH/B|v  
      return FuncType::execute(l(t)); 15FGlO<<  
    } 7'xds  
,W/D0  
    template < typename T1, typename T2 > S+YbsLf  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v mXY}Ul  
      { :j2_Jn4UP  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); kpN'H_ .  
    } >zDnJb&"&  
} ; tY=n("=2  
SbW6O_   
?V&[U  
同样还可以申明一个binary_op d\ Z#XzI8  
&Wup 7  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ZVek`Cc2  
class binary_op : public Rettype (_lc< Bj  
  { 'u2Qq"d+  
    Left l; Sm%MoFf  
Right r; ?k:i3$  
public : QYL ';  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BOp&s>hI  
LvNk:99:<  
template < typename T > dj76YK  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RFu]vFff  
      { c!%:f^7g  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 'HV}Tr  
    } 1xo<V5  
%R{clbbbn  
    template < typename T1, typename T2 > -h8!O+7 .  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }?Y+GT"E  
      { VmB/X))   
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); (IR'~ :W  
    } k|7XC@i]%  
} ; 'm=9&?0S  
r8 M/E lbk  
|7I.DBjR;  
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 FB PT@`~v  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 a|\_'#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ~>)GW  
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。  iV71t17  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! G?/1 F1  
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。。。 VMW ?[j  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 7c6-S@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) }r /L 9  
下面是修改过的unary_op T8FKa4ikn  
'vTD7a^  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > OX4+1@$tk  
class unary_op EQ>bwEG  
  { .-N9\GlJ,d  
Left l; ;r[=q u\  
  xTM&SVNbL_  
public : [zR raG\  
JCZJ\f*EZ  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} f(?`PD[  
qhpq\[U6in  
template < typename T > ? xX`_l  
  struct result_1 ,9"</\]`  
  { <S0!$.Kg*<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; f K^FD&sF  
} ; ki^[~JS>'  
N2tvP+Z6D  
template < typename T1, typename T2 > %2oLND}?z  
  struct result_2 c uquA ~  
  { g m],  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Af0E_  
} ; a@,tf'Sr  
S-yd-MtQp  
template < typename T1, typename T2 > 2#1FI0,Pa*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $X~=M_ W  
  { =W !m`  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); lLtC9:  
} ^O\tN\g;c  
\{+7`4g  
template < typename T > m$hSL4 N  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O,JthlAV4  
  { 6aQ{EO-]'=  
  return OpClass::execute(lt(t)); jO:<"l^+u  
} 60AX2-sdJ,  
qm]ljut  
} ; #>ci!4Gz=Z  
7qXgHrr0|U  
&"C1XM  
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 #8|;Q`Or:  
好啦,现在才真正完美了。 rT}d<c Sf  
现在在picker里面就可以这么添加了: x_Ais&Gc  
x'JfRz  
template < typename Right > -07(#>  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const B{1+0k  
  { 6x/ X8zu  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 9f,HjRP  
} E4y"$U%.  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ! 2Y, a  
l/rhA6kEU  
gYzKUX@  
9fl !CG  
{Y'_QW1:2  
十. bind !FpMO`m  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 4 <]QMA0  
先来分析一下一段例子 e$>5GM  
F/EHU?_EI  
\wDOE(>  
int foo( int x, int y) { return x - y;} nI_Zk.R  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 p-KuCobz]  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 29Q5s$YD@  
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。 [sNn^x  
我们来写个简单的。 S-f3rL[?  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: }.b[az\T  
对于函数对象类的版本: [>_( q|A6+  
& bw1  
template < typename Func > Va*Uwy?x/)  
struct functor_trait s9[v_(W  
  { At bqj?  
typedef typename Func::result_type result_type; 4qm5`o\hb  
} ; eEc;w#  
对于无参数函数的版本: /CA)R26G  
v@t*iDa?7  
template < typename Ret > 3UN Jj&-`  
struct functor_trait < Ret ( * )() > !&'xkw`  
  { &aF_y_f\  
typedef Ret result_type; ] &G5/ ]f  
} ; Fsq S)  
对于单参数函数的版本: IG9Q~7@  
Cq(Xa-  
template < typename Ret, typename V1 > Y6D =tb  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ryn)  
  { [Z5x_.k"I  
typedef Ret result_type; e&0B4wVAQ  
} ; zw5~|<  
对于双参数函数的版本: Le3S;SY&  
Aoo'i  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > W X\%FJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > )Y *?VqZn  
  { *V"cu  
typedef Ret result_type; s~]nsqLt9p  
} ; '}rDmt~  
等等。。。 $Jr`4s  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy nO|S+S_9  
zA"D0fr  
template < typename Func > Y\%}VD2k  
struct func_return k Lv_P[I  
  { |t]9RC.;7  
template < typename T > ToMX7xz6  
  struct result_1 .i=%gg  
  { D{l.WlA.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; h |lQ TT  
} ; &^uzg&,;  
U/iAP W4U  
template < typename T1, typename T2 > Bw#ubQJ8}  
  struct result_2 I Mv^ 9T:  
  { l.34h  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cLYc""=  
} ; VmUM _Q~  
} ; 6/-!oo   
zEhy0LLm  
#VO2O0GR  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 <m6Xh^Ko;  
~<Lf@yu-{  
template < typename Func, typename aPicker > C3b'Q  
class binder_1 T*{zL  
  { R/Y/#X^b  
Func fn; Cir =(  
aPicker pk;  CMg83  
public : rvmI 8  
KOmP-q=6  
template < typename T > ,X$Avdc2  
  struct result_1 6Ss{+MF|v  
  { HJ'93,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8uGPyH  
} ; ?}]kIK}MC  
7O9s 5  
template < typename T1, typename T2 > @LE?XlhD  
  struct result_2 G^(&B30V  
  { (Dar6>!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; NF1D8uI  
} ; GVfu_z?  
aW6+Up+G*  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} b #^aM  
1`}fbX;"m)  
template < typename T > R^2Uh$kk{A  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dikWk  
  { Vd/S81/  
  return fn(pk(t)); 6_y|4!,:W  
} 3'"M31iA  
template < typename T1, typename T2 > op|mRJBq;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wrO>#`Z  
  { vW{cB y  
  return fn(pk(t1, t2)); tT8jC:oVa  
} t@u\ 4bv  
} ; cV{ZD q  
>b ["T+  
5j{@2]i  
一目了然不是么? fD~!t 8J  
最后实现bind 38m%ifh)  
a`-hLX)~Z  
];I|_fXo%  
template < typename Func, typename aPicker > 1SFKP$^  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) XsOOkf\_  
  { C^%zV>o  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 9_Re,h  
} "pZ3  
X]yERaJ,i  
2个以上参数的bind可以同理实现。 87K)qsv8  
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。 ]v{fFmL  
NVj J/  
十一. phoenix V{h@nhq  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ;/V@N |$n  
~^^ey17   
for_each(v.begin(), v.end(), [\b_+s)eN  
( /SXz_ e  
do_ H{f_:z{{  
[ 7idi&h"  
  cout << _1 <<   " , " [)3 U])w/  
] B (1,Rq[  
.while_( -- _1), <]'"e]  
cout << var( " \n " ) @ g75T`N  
) @1F'V'  
); 0H3T'J%r  
Q@2tT&eL  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: _=L;`~=C9e  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor u!uDu,y  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 .UrYF 0  
那么我们就照着这个思路来实现吧: gx*rSS?=N  
<!9fJFE  
\ZFQ?e,d  
template < typename Cond, typename Actor > s3-ktZ@  
class do_while >fye^Tx  
  { l;BX\S  
Cond cd; Nr"N\yOA/  
Actor act; S/-7Zo&w+  
public : V./w06;0  
template < typename T > {F :v$ K  
  struct result_1 iw fp'  
  { 'Y[A'.*}4  
  typedef int result_type; p? ?/r  
} ; O|Ic[XfLx  
x~;EH6$5'/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} tHtV[We.:  
/Tj"Fl\h  
template < typename T > <M,H9^&#l3  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r.W,-%=bL  
  { e(#IewKp  
  do ?4ILl>*  
    { B#aH\$_U  
  act(t); h_~|O [5|)  
  } Z va  
  while (cd(t)); &^IcL!t[  
  return   0 ; EB>B,#  
} ]zyX@=mM  
} ; bw<w u}ED  
OF&h=1De,  
V->%)d3i  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). b!]0mXU  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 s$Zq/l$1x  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 *e<Eu>fW#&  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 fcICFReyV  
下面就是产生这个functor的类: 5$oewjLO  
^MT9n  
ChTXvkdH  
template < typename Actor > ,iVPcza  
class do_while_actor +SQjX7] %  
  { kV ,G,wo  
Actor act; h1XMx'}B  
public : (.1 rtj  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 5}eQaW48  
,k~j6Z  
template < typename Cond > umjhG6  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; y|.fR>5  
} ; rAx"~l.=  
 Wu!t C  
( f,J_  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 MdH97L)L.0  
最后,是那个do_ ]iDJ*!I  
uyNJN  
Vd +Q:L  
class do_while_invoker 5!AV!A_Jp  
  { d;~ 3P  
public : =dM.7$6) R  
template < typename Actor > m1-\qt-yy  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const jJVT_8J  
  { ]G0dS Fh{j  
  return do_while_actor < Actor > (act); %5h^`lp  
} xP/OsaxN  
} do_; sz/*w7  
@8nLQh^  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? qWO]s=V!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 wn+j39y?ZY  
最后来说说怎么处理break和continue j/9WOIfa  
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。 \2Og>{"U  
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