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
  • 2952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 +EJwWDJ!%  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 b?Wg|D  
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, WelB+P2  
8@%Xd^  
R'a%_sACj>  
g*b 4N _  
  class filler *]2LN$  
  { %bf+Y7m  
public : r\]yq -_  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} gyH'92ck  
} ; YArNJ5z=  
_3$@s{k-TI  
t}-[^|)7  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: tq=1C=h  
'B}pIx6k~  
E_&Hje|J_[  
C("PCD   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 0 eZfHW&  
M9Gs^  
1?)iCe  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 BqZ^I eC$  
!mFo:nQ)}  
pTq,"}J!+  
r`u}n  
二. 战前分析 ~45u a  
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。 lJ]r %YlF  
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 1A^iUC5)  
2=ZR}8}9Q:  
\3K6NA!L  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); m%V+px  
  /* --------------------------------------------- */ >(z{1'f{  
vector < int *> vp( 10 ); b~06-dk1  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hZnT`!iFE^  
/* --------------------------------------------- */ #oMbE<//"  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); /R#-mY  
/* --------------------------------------------- */ nPq\J~M  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); BOJ h-(>I  
  /* --------------------------------------------- */ LLmgk"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1_:1cF{w  
/* --------------------------------------------- */  N>`+{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); b{)('C$  
i]GBu  
4zghM<  
'R*gSqx~  
看了之后,我们可以思考一些问题: n? "ti  
1._1, _2是什么? 322W"qduTZ  
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。 $m/-E#I #Z  
2._1 = 1是在做什么? `.;7O27A^%  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 &n<jpMB  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 rP ;~<IxEr  
R+]p -NI^  
AX**q$ 'R  
三. 动工 $o\p["DP  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )|LX_kyW  
OdQ >h$ gZ  
)xQxc.  
A`(p6 H"s  
template < typename T > ZJ"*A+IJx[  
class assignment =D5@PHpv(  
  { <6/XE@"   
T value; $Br^c< y  
public : d1e'!y}R5  
assignment( const T & v) : value(v) {} Z.6`O1OY}?  
template < typename T2 > zq!2);,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } #BS]wj2#  
} ; `m<="No  
'lC"wP&$  
e::5|6x  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ?^BsR  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4NR,"l)  
@PwEom`a  
md$[Bs9  
1\YX|  
  class holder 0nx <f>n  
  { EfDo%H^!j  
public : W\.f:"2qr  
template < typename T > pE `Q4:<A  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const RB/[(4  
  { #PXl*~PrQ/  
  return assignment < T > (t); bDUGzezP<  
} ItM?nyA  
} ; %J.Rm0FD:  
&tMvs<q,  
.6O>P2m]a_  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: p00\C  
{h9#JMIA  
  static holder _1; oeIB1DaI  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @Jm$<E  
YY7:WQS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Y2<#%@%4  
而不用手动写一个函数对象。 -HoPECe  
Yf{s0Z  
S<p "k]  
?\vJ8H[bD  
四. 问题分析 9HTb  
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。 NmB0CbB  
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。 Y}1|/6eJ  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 K?I@'B'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。  o{-PT'  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  ~-M7  
{+C>^b  
五. 问题1:一致性 q,:\i+>K*  
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?| 6bb=;  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ' J-(v  
6 Dg[ b  
struct holder |qI_9#M\(  
  { 8kMMQES  
  // _&F6As !{  
  template < typename T > m k -" U7;  
T &   operator ()( const T & r) const "r"Y9KODm  
  { <EBp X   
  return (T & )r; ];uvE? 55  
} K] Eq"3  
} ; d9Q%GG0]  
Pi8U}lG;  
这样的话assignment也必须相应改动: R8],}6,;E}  
'kh%^_FH7  
template < typename Left, typename Right > L3<XWpv  
class assignment <M$hj6.tn  
  { '|]zBpz  
Left l; |Cen5s W&  
Right r; QGLm4 Wl9  
public : Kjf#uU.7  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]AHUo;(f%  
template < typename T2 > MnX2sX|  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Y^6=_^  
} ; *g=*}2  
55!9U:{  
同时,holder的operator=也需要改动: f ~Fus  
+-.BF"}  
template < typename T > R#T6I i  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const k"sL.}$  
  { Y/$SriC_+'  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); F8=6!Qj  
} Jp= (Q]ab  
<=7p~ i5  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 aoJ&< vl3  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 |2oB3 \)/  
|RjjP 7  
return l(rhs) = r; S((8DSt*  
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。 gq0gr?  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 9Q.j <  
lhjPS!A~  
template < typename Tp > Iy,)>V%iZV  
class constant_t de`6%%|  
  { ';lO[B  
  const Tp t; 8bK}& *z<  
public : v(t&8)Uu  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} X'u`\<&W  
template < typename T > &G"]v]V  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const /z'j:~`E  
  { @e Myq1ZU  
  return t; ILVbbC`D  
} ZU@V]+ww  
} ; %(e=Q^=  
T }8aj  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 6@$[x* V  
下面就可以修改holder的operator=了 _E "[%  
%!=YNm  
template < typename T > TxiJ?sDh*  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const %kUJ:lg;d  
  { S4(IYnwN  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); J\{)qJ*jp  
}  I&v B\A  
>Y,7>ahyt  
同时也要修改assignment的operator() Qz<-xe`o8]  
O7K))w  
template < typename T2 > YW'Y=*  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ._R82 gy  
现在代码看起来就很一致了。 _ <~05Eh  
4-"wFp  
六. 问题2:链式操作 &B.r&K&  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 7]^Cg;EtM:  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 U-k;kmaj  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 af_zZf!0  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 |z4/4Y@  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct c]LH.  
p<+]+,|\~:  
template < typename T > K4rr.f6  
struct result_1 y jpjJ  
  { C VUDN2  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; QZfPd\Q5  
} ; Kzm_AHA)  
=#u2Rx%V  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: q[#\qT&QU  
7q?Yd AUz  
template < typename T > :.~a[\C@V<  
struct   ref 2iGRw4`_a  
  { CxRp$;rk  
typedef T & reference; 01dx}L@hz  
} ; GGBe/X  
template < typename T > 6M6QMg^  
struct   ref < T &> pta%%8":  
  { }J*&()`  
typedef T & reference; 4/jY;YN,2  
} ; Z:*U/_G  
j\vK`.z  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: bXW)n<y  
vBpg6 fX  
template < typename T > -r2cK{Hhp&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 2 9]8[Z,4  
  { e\dT~)c  
  return l(t) = r(t); 8N`$7^^  
} `8-aHPF-  
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。 BuYDw*.  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 zbR.Lb  
:}-u`K*  
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 g IKm  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: W wE)XE  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 P=@lkF!\#  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 V588Leb?  
最后的布局是: %8tN$8P  
                Add ~Qsj)9  
              /   \ @}Ixr{t  
            Divide   5 =, 0a3D6b  
            /   \ {q)B@#p  
          _1     3 U,M,E@  
似乎一切都解决了?不。 E oR(/*'  
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。 VqrMi *W6  
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。 iK]g3ew|  
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: {XXNl)%  
D5>~'N3b  
template < typename Right > i6CYD  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const >FHsZKJ  
Right & rt) const c #!6  
  { :U q]~e  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?>8zU;Aj  
} DRoxw24  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 48Lmy<}*  
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。 `.W;ptZ6  
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。 #<PdZl R  
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。 Uq.~3V+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。 LwPM7S~ *  
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? gJxVU41  
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: =.oWguzu  
~BZV:Es  
template < class Action > C<t>m_t9  
class picker : public Action "T u[n\8  
  { h3EDN:FQ  
public : O`jA-t  
picker( const Action & act) : Action(act) {} x2sOEkcQ  
  // all the operator overloaded J_|}Xd)~t6  
} ; Vk_&W.~  
-!>ZATL<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。 xJLO\B+gM  
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: 25n (&NV  
Wky STc  
template < typename Right > w%dIe!sV  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const &] F|U3  
  { zlztF$Bo  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }!<cph  
} 9*+0j2uhQ  
)v{41sM+  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > xO-U]%oq  
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。 ;T{/;  
So *Wk "  
template < typename T >   struct picker_maker P&3/nL$9N  
  { \ e8*vos  
typedef picker < constant_t < T >   > result; E9B*K2l^{  
} ; Z)i1?#  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > >^f)|0dn)E  
  { 50GYL5)q  
typedef picker < T > result; Y+u-J4bj  
} ; $:E}Nj]{&  
QcG5PV  
下面总的结构就有了: @Du}   
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 {/A)t1nL  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 VUC <0WV  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sp Q4m  
至此链式操作完美实现。 JM-ce8U  
+#uNQ`1v  
)=E~CpKV  
七. 问题3 RD$tc~@UB  
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。 $#7J\=GZ+  
-j`!(IJ  
template < typename T1, typename T2 > *Qg5Z   
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2WPF{y%/  
  { X`3vSCn  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); W-!Bl&jF[  
} QI#*5zm  
Ku/H=  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ~0F9x9V  
>1r[]&8  
template < typename T1, typename T2 > 8PoHBOxpc  
struct result_2 ?z@v3(b[  
  { .:Bwa  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; >C:"$x2"#(  
} ; {yHB2=nI  
yC'hwoQ`  
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? K=c=/`E  
这个差事就留给了holder自己。 -4vHK!l  
    rv,NQZ  
2E3?0DL",  
template < int Order > :m* !?QGdL  
class holder; QK)"-y}"g  
template <> M#c.(QdF  
class holder < 1 > BrcT`MM[(=  
  { n$i}r\ so  
public : ^NKB  
template < typename T > |#fqHON  
  struct result_1 C(qqGK{  
  { EW7heIT$  
  typedef T & result; f^z/s6I0  
} ; f^\qDvPur  
template < typename T1, typename T2 > W7r1!/ccj  
  struct result_2 M[LjN  
  { q|xJ)[AO  
  typedef T1 & result; yu"enA  
} ; Uax[Zh[Cg  
template < typename T > 1$vsw  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const fS+Ga1CsH  
  { hY X H9:  
  return (T & )r; 8DHohhN  
} `&xo;Vnc  
template < typename T1, typename T2 > u?6L.^Op  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :\[W]  
  { ?$ T! =e"  
  return (T1 & )r1; g(){wCI  
} *<Yn  
} ; ^o^[p %  
#Ux*":  
template <> 1ga.%M*  
class holder < 2 > #-?C{$2I  
  { B@XnHh5y  
public : szW_cjS  
template < typename T > t-7^deG'/n  
  struct result_1 #~<cp)!3  
  { )bN|*Bw3  
  typedef T & result; ?\[2Po]n  
} ; K8xwPoRL  
template < typename T1, typename T2 > gw[\7  
  struct result_2 xdw"JS}  
  { jzCSxuZ7O  
  typedef T2 & result; (s`oJLW>  
} ; pt[H5  
template < typename T > <5rs~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (3PkTQlE  
  { ]XX9.Xh=-  
  return (T & )r; n/*BK;  
} ~a@O1MB  
template < typename T1, typename T2 > IRy!8A=X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z +%Uwj  
  { " o.V`Bj  
  return (T2 & )r2; ` O;+N"v  
} f`Km ctI  
} ; F~j U;L  
Np$peT[  
Z(g9rz']0  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 o&M2POI~q  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?M2#fD]e  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: x\HHu]  
dMkDNaH,  
return l(i, j) = r(i, j); FCO5SX#-g  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) wkSIQL  
|.kYomJ   
  return ( int & )i; % H"A%  
  return ( int & )j; ki/xo^Y2<  
最后执行i = j; }*vUOQQp*  
可见,参数被正确的选择了。 (S ~|hk^  
nsO!   
&n:3n  
'EF\=o)^Y  
d GEMrjx  
八. 中期总结 8S;]]*cD~  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ( `V  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 {O\>"2}m'f  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 +RIG8w]  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor w7n6@"q  
w]n ,`r^  
{a>a?fVU  
:^ 9sy  
n<Vq@=9AE  
Z+jgFl 4  
九. 简化 B(}u:[ b^S  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 i={ :6K?^  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 \9[_*  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: w&6c`az8  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 f-at@C1L%L  
  +-*/&|^等 *e E&ptx1  
2. 返回引用。 S;0,UgB1  
  =,各种复合赋值等 *.g0;\HF  
3. 返回固定类型。 'G3;!xk$  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) A0L&p(i  
4. 原样返回。 :Ja]Vt  
  operator, gO C5  
5. 返回解引用的类型。 <28L\pdG`  
  operator*(单目) "wk~[>  
6. 返回地址。 "2cJ'n/L  
  operator&(单目) dWC[p  
7. 下表访问返回类型。 ts2;?`~  
  operator[] JryCL]  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 XS!mtd<q  
  operator<<和operator>> oBVYgv)  
lYZ5FacqC  
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。 -C9 _gZ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: vo'=d"zm  
6>I{Ik@>  
template < typename Left > H^Th]-Zl  
struct value_return !1MSuvWP  
  { f< A@D"m/  
template < typename T > zP\n<L5  
  struct result_1 z"`q-R }m  
  { 4H 4U  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; {fsU(Jj\  
} ; IvLo&6swW  
.]_Ye.}  
template < typename T1, typename T2 > ;F)g r  
  struct result_2 5<-_"/_  
  { 2l43/aCq  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; $4yv)6G  
} ; }t4?*:\  
} ; OLAw Rha  
*&VH!K#@{  
]fH U/%  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait %vPs38Fks  
uus}NZ:*l  
下面我们来剥离functor中的operator() [da,SM  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 1i;-mYGaMn  
(<?6X9F:N  
return l(t) op r(t) klC;fm2C  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) o XA3 i  
return op l(t) )+]8T6~ N  
return op l(t1, t2) \I r&&%  
return l(t) op 0i}4T:J@`  
return l(t1, t2) op !;'. mMO&%  
return l(t)[r(t)] ,fS}c pV  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] }]w/`TF  
[zp v3Uw  
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: 7.4Q  
单目: return f(l(t), r(t)); >sAZT:&gv  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); w3lR8R]  
双目: return f(l(t)); ?haN ;n6'  
return f(l(t1, t2)); e(/~;"r{  
下面就是f的实现,以operator/为例  |*079v  
 j{,3!  
struct meta_divide G_EU/p<Q  
  { H\A!oB,sw  
template < typename T1, typename T2 > m=&j2~<i  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) @fR^":.h  
  { / H+br_D9  
  return t1 / t2; %AbA(F  
} [;M31b3  
} ; HA%% WSuf  
u}u;jTi> 2  
这个工作可以让宏来做: iTTe`Zr5y  
X E]YKJ?|k  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ @MIBW)P<  
template < typename T1, typename T2 > \ r(`;CY]@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; w[w{~`([",  
以后可以直接用 Vx_ lI #3  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) t59" [kQ  
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 4`@]jm  
(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。。。) WN9 <  
G1MuH%4  
n*-t =DF  
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 usiv`.  
7sECbbJT  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P 3uAS  
class unary_op : public Rettype @xR7>-$0p  
  { o)'u%m  
    Left l; Zd@'s.,J  
public : `<IT LT  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} xlVQ[Mt  
z'a#lA.$}  
template < typename T > NVx`'Il8 "  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |K?fVL  
      { GSg|Gz""J0  
      return FuncType::execute(l(t)); `Z]Tp1U  
    } (g,lDU[=  
^,zE Nqg7  
    template < typename T1, typename T2 > Mw!?2G[|  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0S@O]k)  
      { a5WVDh, cR  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); KZO!  
    } 2UY0:y  e  
} ; {= Dtajz  
JDv7jy  
jI@0jxF  
同样还可以申明一个binary_op r{qM!(T  
 FRI<A8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *leQd^47  
class binary_op : public Rettype ]xQPSs_  
  { kvs^*X''Ep  
    Left l; j &)Xi^^  
Right r; P0U=lj/ b  
public : KquHc-fzqr  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} sKIWr{D  
:~loy'  
template < typename T > N8(xz-6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B&A4-w v  
      { |RwpIe8~  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [oOZ6\?HB  
    } \~:Kp Kq  
'5wa"/ ?w  
    template < typename T1, typename T2 > Acr\2!))  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d{&+xl^ll  
      { \1D~4Gz6}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); {EbR =  
    } $7gzu4f  
} ; {55{ YDqx  
B, nCx=\S  
=Z_\8qc  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 t/WauY2JUC  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 JC`|GaUy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 4]nU%`Z1w  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。  'vj45b  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! +Y(cs&V*  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 }MY7<sMDOy  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Z `O.JE  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) /S1EQ%_  
下面是修改过的unary_op Gm^@lWzG  
:k8>)x] )  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 4IG=mG)  
class unary_op Qi2yaEB  
  { '#$% f  
Left l; ;YNN)P%"  
  K"VphKvR  
public : AuUT 'E@E  
X}p#9^%N  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ZH/^``[.  
A=!&2(  
template < typename T > B)/X:[  
  struct result_1 z*ZEw  
  { dsX{  5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ?{%P9I  
} ; (7`goi7M  
pSkP8'  ?  
template < typename T1, typename T2 > _IOeO  
  struct result_2 j(F%uUpN  
  { mfFC@~|g  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; f'F:U^  
} ; [Ua4{3#  
r J ?Y~Q  
template < typename T1, typename T2 > |;'V":yDs  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >4}+\ Q`S  
  { |TF,Aj   
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Fzh%#z0  
} Ttn=VX{ \  
uzG<(Q pu  
template < typename T > O^G/(  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `GC7o DL  
  { GBtBmV/`  
  return OpClass::execute(lt(t)); "6^tG[G%  
} #6fp "  
Y oNg3  
} ; ,$Qa]UN5Q  
s#;|8_L M  
4pV.R5:  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug &|iFhf[o  
好啦,现在才真正完美了。 sn_]7d+ Q  
现在在picker里面就可以这么添加了: ()JM161  
%/~6Qq  
template < typename Right > kLR4?tX!  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?(Dkh${@  
  { qWKpnofa  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); w4:S>6X  
} eJilSFp1  
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。 ~-GgVi*I  
Im{50%Y  
E:4`x_~qQ  
B @HW@j  
9@./=5N~3  
十. bind vi4u `  
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。 qg:R+`z  
先来分析一下一段例子 "w9`UFu%^e  
M A}=  
_xI'p6C  
int foo( int x, int y) { return x - y;} T2Z;)e$m_  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 -2o4v#d  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6LL/wemq  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 l^:m!SA_  
我们来写个简单的。 UAnq|NJO  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: .6xP>!E}Q  
对于函数对象类的版本: {r`l  
\2U^y4K.  
template < typename Func > kCL)F\v"iT  
struct functor_trait JHwkLAuz  
  { g[@Kd  
typedef typename Func::result_type result_type; L^KGY<hp4  
} ; O4$ra;UM`  
对于无参数函数的版本: {0q;:7Bt  
xM9EO(u  
template < typename Ret > ~7Kqc\/H&I  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "V&2 g?  
  { VE& ?Zd~  
typedef Ret result_type; pB@8b$8(Z  
} ; 3Ku!;uo!u  
对于单参数函数的版本: }el. qZ  
@%IZKYf c~  
template < typename Ret, typename V1 > VFT G3,kI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > `x lsvK>  
  { CCDoiTu!4  
typedef Ret result_type; >>rW-&  
} ; J|sX{/WT  
对于双参数函数的版本: )@Z J3l.  
}IC$Du#  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > $7a| 9s0  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > L5(rP\B  
  { Dn) =V.  
typedef Ret result_type; }pbyC  
} ; $)mq  
等等。。。 [z]@ <99/  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <&n3"  
},2-\-1  
template < typename Func > p^&' C_?  
struct func_return g.kpUs  
  { mn{8"@Z  
template < typename T > F 71  
  struct result_1 xrA(#\}f$  
  { l,1}1{k&  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z@nM\/vLA  
} ; V5i_\A  
V`TXn[7  
template < typename T1, typename T2 > GD}3 r:wDs  
  struct result_2 *;7&  
  { aa_&WHXkt  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; W:aAe%S  
} ; Y:^~KS=Uz  
} ; 7$z")JB  
ibl^A=  
Bg-C:Ok 2'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )?%FU?2jrn  
%;!@\5$  
template < typename Func, typename aPicker > .bB_f7TH.  
class binder_1 Y:FV+ SI  
  { ndOPD]A'  
Func fn; w eT33O"!1  
aPicker pk; 25l6@7q.  
public : r9uY ?M  
j$Vv'on  
template < typename T > .lb2`!'r&  
  struct result_1 \_!FOUPz(  
  {  uw LT$  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; $ e+@9LNK  
} ; DvG.G+mo#  
la8se=^  
template < typename T1, typename T2 > %bt2^  
  struct result_2 bS&'oWy*B  
  { `Vw9j,G  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Vt5%A}.VQ  
} ; n #p6i  
k!xi (l<C  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} H+F?)VX}oA  
HLN rI0  
template < typename T > 7Fq mT  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &m5WmEz>`  
  { !}"npUgE  
  return fn(pk(t)); 6O"Vy  
} Nk3 ]<#$  
template < typename T1, typename T2 > ve1jLjsB  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j~\\,fl=  
  { mZ/?uPIa  
  return fn(pk(t1, t2)); L -b~#  
} 9$~D4T  
} ; bC$n+G>6k  
cK(}B_D$  
;p BXAl  
一目了然不是么? VDPqI+z  
最后实现bind <9"s&G@  
c[sC 2  
3Nr8H.u&q  
template < typename Func, typename aPicker > kC01s  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) n >xhT r<  
  { pP{b!1  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); vD:.1,72  
} *B#OLx  
YxS*im[%]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 4J!1$   
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。 HjGT{o  
PgB=<#9  
十一. phoenix Lg9]kpOpa  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: d;D^<-[i  
ksu:RJ-  
for_each(v.begin(), v.end(), '(+l77G  
( j[iJo 5  
do_ K._1sOw'"Y  
[ Z6K9E=%)c  
  cout << _1 <<   " , " 2J9eeN  
] DQ9 <N~l  
.while_( -- _1), J-Sf9^G  
cout << var( " \n " ) e Yyl=YW  
) {EW}Wd  
);  P/nXY  
"I u3&mc  
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: PKmr5FB  
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 *M09Y'5]  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 &S/KR$^ %  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ^`ny]3JA  
\:8 >@Q  
_pL:dKfy7  
template < typename Cond, typename Actor > usU5q>1  
class do_while !?,rcgi  
  { JT!-Q!O}O  
Cond cd; %R."  
Actor act; =5J}CPKbZI  
public : ~8Z)e7 j  
template < typename T > Tw 8$6KUW  
  struct result_1 *{ 6{ZKM  
  { mqQN*.8*  
  typedef int result_type; 8a)lrIg  
} ; yHe%e1  
)17CG*K1  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 'Y `or14E  
*6<<6f`(  
template < typename T > bu$YW'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'a[|'  
  { HW"@~-\  
  do _e:c 22T'  
    { l]C#bL>i  
  act(t); fgdqp8~  
  } >8PGyc*9  
  while (cd(t)); NH~\kV  
  return   0 ; sN"<baZ  
} MfQ 9d9  
} ; w3Dqpo8E  
m'2EiYX$}\  
Q.f D3g  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). {!pYQ|#  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Slp_o\s$@  
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。 cejD(!MKe  
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。 |jKFk.M  
下面就是产生这个functor的类: zB6&),[,v  
QQ99sy  
1Nz#,IdQ  
template < typename Actor > \~T&C5  
class do_while_actor 1R#1Fy%  
  { jVSU]LU E  
Actor act; zKf0 :X  
public : &qm:36Y7Xg  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} D)eRk0iC  
ItG|{Bo  
template < typename Cond > TEbE-h0)]  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ,(kaC.Em  
} ; e?e oy|  
{HP.HK  
%vU*4mH  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 VS+5{w:t  
最后,是那个do_ zzX9Q:  
k-$J #  
/$UWTq/C7  
class do_while_invoker J*qo3aJjE  
  { 9}11>X  
public : deutY.7g  
template < typename Actor > DjiWg(X  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Bh6lK}9  
  { ^K!R4Y4t  
  return do_while_actor < Actor > (act); lp5 b&I_  
} :a M@"#F  
} do_; 1 <wolTf  
P~@I`r567  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? vtTXs]>  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 OJ}aN>k  
最后来说说怎么处理break和continue vpu   
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。 }Q{4G  
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