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
  • 3436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 W^2Q"c#7F  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 kU8V,5  
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, 1n! Jfs U  
APT'2 -I_  
T/ CI?sn  
s D] W/  
  class filler rsP3?.E  
  { |H.(?!nTb  
public : q|,I\H5}  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,Ty>sZ#/fz  
} ; )* @Oz  
D<[4}og&]  
\ A\a=A[  
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: P-L<D!25  
>Au]S `  
p~h= ]o'i  
ui4H(A'}  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); =:U63  
jg?B][  
C#X0Cn0ln  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 A2z%zMlZc  
b|T}mn  
;l_%;O5  
;p"G<n  
二. 战前分析 Z8$@}|jN  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 rN)T xH&*p  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 H#8]Lb@@:  
4A%O`&eZ  
OHzI!,2]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); S]Gw}d]4  
  /* --------------------------------------------- */ br"p D-}  
vector < int *> vp( 10 ); fbS l$jn.  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }-m/ 'Q  
/* --------------------------------------------- */ o<e AZ  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); N}wi<P:*)  
/* --------------------------------------------- */ x`^~|Q  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); [{_JO+)+n  
  /* --------------------------------------------- */ 6uQfe? aD  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 9hI4',(rE  
/* --------------------------------------------- */ *1V}vJvi  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); fmH$ 1C<  
!!ZNemXct$  
#.0^;M5Nh  
/<Cl\q2 A  
看了之后,我们可以思考一些问题: c"%XE#D  
1._1, _2是什么? 2.Ym  
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。 w .l2  
2._1 = 1是在做什么? 7ZHM;_ -  
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。 SX|b0S,  
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。 t &u,Od  
$Q1:>i@I|g  
([s}bD.9  
三. 动工 F]3iL^v  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: KcVCA    
w,]cFT  
,,oiL  
p"/1Kwqx  
template < typename T > 'DlY8rEGP  
class assignment (F_Wys=6  
  { i\G@kJNnF  
T value; 6q?C"\_  
public : GVZ/`^ndM  
assignment( const T & v) : value(v) {} |_a E~_  
template < typename T2 > z6bTcs"7h  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } DY?`Y%"  
} ; ]j0v.[SX  
wo84V!"A  
bT>% *  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 8QDRlF:;<  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ~=P&wBnJ  
0X#tt`;  
xfqgK D>  
gNl@T  
  class holder gOa'o<  
  { PdJtJqA8h\  
public : yowvq4e  
template < typename T > JP9eNc[  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const R{kZKD=  
  { wQ[~7 ,o  
  return assignment < T > (t); `!5 ZF@Q>e  
} Yd lXMddE  
} ; {Q^P<  
i NzoDmE*  
-G]\"ZGi  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: O'U0Y8HN  
MuYr?1<q  
  static holder _1; V{;Mh u`+  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Y1txI  
[zIX&fPk$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \?h +  
而不用手动写一个函数对象。 #B|`F?o  
}u5;YNmXxF  
{FraM,w:  
u&".kk  
四. 问题分析 |vA3+kG  
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。 T5,/;e  
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。 S0 M-$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ^]^Y~$u  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nX<!n\J T  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 n NZq`M  
$zbm!._~DA  
五. 问题1:一致性 <WtX> \]l(  
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?| cnC&=6=a<  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 iN5~@8jAzz  
cC1nC76[  
struct holder Qs8iu`'  
  { MOP %vS   
  // e2UbeP  
  template < typename T > PX52a[wNDH  
T &   operator ()( const T & r) const "EF: +gi#"  
  { A1Mr  
  return (T & )r; wx BQ#OE  
} ^o,Hu#  
} ; eI; %/6#  
;2kiEATQ 1  
这样的话assignment也必须相应改动: `,Q uO  
"lx}.  
template < typename Left, typename Right > o\1"ux;b  
class assignment jwyJ=W-  
  { ;o_4)+}  
Left l; . [+ObF9=  
Right r; <_8\}!  
public : ' ~lC85  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;2@MPx  
template < typename T2 > {-J/ <a@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Wk$[;>NU3  
} ; tx Lo =  
KnbT2  
同时,holder的operator=也需要改动: / _-?NZ  
b\"JXfw  
template < typename T > 2sjV*\Udf  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const k# ZO4  
  { -o6K_R}R  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); h|mh_T{+  
} 52/^>=t  
"d/x`Dx  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 [zn`vT  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Vd4x!Vk  
5[]7baO)h1  
return l(rhs) = r; k4'rDJfB  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 .Gh-T{\V'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: thOQcOf0$  
;n00kel$  
template < typename Tp > ?o$6w(]''  
class constant_t ~0 >g 4 D.  
  { zGj0'!!-  
  const Tp t; Uc!} D  
public : -uqJ~gD  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Hwklk9U  
template < typename T > F'*y2FC  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Tf Q(f?  
  { 25t2tj@S  
  return t; zPWG^  
} >1T=Aw2Z.  
} ; C]K@SN$   
iE':ur<`  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 )}9Ef"v|  
下面就可以修改holder的operator=了 ^, q\S  
L 9Z:>i?  
template < typename T > L qMH]W  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ]MfT5#(6h  
  { PZKKbg2 S  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ox{)O/aj  
} H5S>|"`e`e  
Q*ZqY  
同时也要修改assignment的operator() Z9cch- u~  
iyc}a6g  
template < typename T2 > qm4 Ejc<  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ;yqJEj_m(  
现在代码看起来就很一致了。 ce.'STm=  
BOrfKtG\  
六. 问题2:链式操作 _S{HVc  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 z^gf@r  
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。 *^ \xH,.  
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。 F +D2 xN@  
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。 1mwb&j24n3  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct @E{c P%fv  
vK!,vKa.  
template < typename T > F/tBr%RV  
struct result_1 4gG&u33RrE  
  { GQ[: vX`  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; uwsGtgd&  
} ; Z`o}xV  
[~` ; .7~  
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: A 7'dD$9  
J )oa:Q  
template < typename T > cT`x,2  
struct   ref (zwxrOS  
  { D@rOX(m  
typedef T & reference; i{I'+%~R  
} ; *Tl"~)'t~  
template < typename T > -d[9mS  
struct   ref < T &> 6{8qATLR  
  { q*{i/=~  
typedef T & reference; )Uw QsP  
} ; :[#HP66[O5  
B%6>2S=E  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 'M=(5p  
Q6Vy}  
template < typename T > T#DJQ"$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const mLd=+&M  
  { UtIwrR[  
  return l(t) = r(t); QzT)PtX  
} ;-~ Wfh+  
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。 ~QJD.'z  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !sfOde)$  
8E H# IiP  
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 sycN  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: u3R0_8 _.w  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 "pa5+N&2-  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +M$2:[xRT  
最后的布局是: TW(rK&  
                Add W @Y$!V<  
              /   \ \S[:  
            Divide   5 , b ,`;I  
            /   \ 1`Cr1pH  
          _1     3 Q!7Er  
似乎一切都解决了?不。 =O?<WJoK  
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。 E}-Y@( [  
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。 Wo&MHMP  
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: J_ ?;On5  
+_|M*%  
template < typename Right > Vl5}m  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const B=%cXW,  
Right & rt) const U;Se'*5xv  
  { { xi$'r  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); t/yGMR=  
} _}:9ic]e  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 (=}U2GD*  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 M\ vj&T{k  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 XE[~! >'  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 5?kJ]:  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ajq[ID  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 1"RO)&  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明:  &~:b &  
\`;FL\1+W  
template < class Action > |y)Rlb# d  
class picker : public Action AH{]tE  
  { !R-M:|  
public : 3kx/Q#  
picker( const Action & act) : Action(act) {} i=OPl  
  // all the operator overloaded |!euty ::  
} ; 6AKH0t|4  
u3(zixb  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Q@6OIE  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: G4{ zt3{  
PCF!Y(l  
template < typename Right > B4bC6$Lg  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const *>h"}e41  
  { p 2It/O  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); x[U/ 8#f&  
} "X4OUk  
c}kZ x1  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > A1Ia9@=Mf  
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。 S75wtz)e  
hn{]Q@(I  
template < typename T >   struct picker_maker lZ.x@hDS  
  { h-+9Bv]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 6QkdH7Qf=  
} ; v: cO+dQ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Uh'3c"  
  { jw?/@(AC6  
typedef picker < T > result; ;:,hdFap  
} ; k(+ EY%  
N%v}$58Z  
下面总的结构就有了: mjO4GpG3  
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。 .xS3,O_[  
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。 0%+S@_|  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 dnTB$8&  
至此链式操作完美实现。 #56}RV1  
Eq c&iS~  
TCYjj:/  
七. 问题3 -lV]((I&  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ``kiAKMy  
h}k&#X)7  
template < typename T1, typename T2 > Eo 5p-  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const f=]+\0MQ  
  { Pc#8~t}2  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); U+>!DtOYK  
} X<dQq`kZ  
`CA-s  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ()e.J  
J@PwN^`  
template < typename T1, typename T2 > ~CIA6&  
struct result_2 w vBx]$SC  
  { CE]0OY  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; :akEl7/&  
} ; 6Qne rd%Ec  
Y f:xM>.%  
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? };6[Byf  
这个差事就留给了holder自己。 nAPSs]D  
    {G&*\5W  
$"1Unu&P  
template < int Order > Aw9se"d  
class holder; z )s{>^D  
template <> F$<>JEdX  
class holder < 1 > Nd'+s>d0  
  { XdE#l/#  
public : M }=X/*T  
template < typename T > " 2A`M~  
  struct result_1 Wew'bj  
  { & 9}L +/,  
  typedef T & result; (jd)sf6Tj[  
} ; by!1L1[JTt  
template < typename T1, typename T2 > j oDY   
  struct result_2 *z I@Htp  
  { KI)jP((  
  typedef T1 & result; Oya:{d&=  
} ; oE \Cwd  
template < typename T > > 2_xRn<P  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #=C!Xx&  
  { ^kJ(bBY  
  return (T & )r; gEcRJ1Q;C  
} hEla8L4Y  
template < typename T1, typename T2 > rDFD rviW_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const BwMi@r =  
  { ,rj_P  
  return (T1 & )r1; JAJo^}}{b  
} hr3RC+ y  
} ; Br^4N9  
OXcQMVa 6  
template <> HwfBbWHr'  
class holder < 2 > x}v]JEIf[Q  
  { VqGmZ|+8  
public : g(Q)fw  
template < typename T > <%w)EQf4m  
  struct result_1 Y3@\uM`2#  
  { =v^LShD2^  
  typedef T & result; /$ Gp<.z  
} ;  Age  
template < typename T1, typename T2 > "Kky|(EQ$$  
  struct result_2 A+Uil\%  
  { 7^1yZ1(  
  typedef T2 & result; ?pSb,kN}'  
} ; L3}n(K AJj  
template < typename T > p1~u5BE7O  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3h t>eaHi  
  { n^vL9n_N  
  return (T & )r; fLkZ'~e!  
} N zrHWVD  
template < typename T1, typename T2 > LpRl!\FY$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const B-'oB>|  
  { (=#[om( A  
  return (T2 & )r2; u\-WArntc  
} $Ro]]NUz|  
} ; Su" 9`  
T%0vifoQ_$  
o[Ojl .r<  
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> >。 I ACpUB  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: .quui\I3  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: U`YPzZp_  
99 W-sV  
return l(i, j) = r(i, j); 7G6XK   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) )@lZ~01~d  
2?vjj:P+h  
  return ( int & )i; BG ] w2=  
  return ( int & )j; ((KNOa5  
最后执行i = j; <zd_-Ysn  
可见,参数被正确的选择了。 abog\0  
%#5\^4$z|N  
X}"Ic@8  
D*7JE  
Y)~Y;;/G  
八. 中期总结 Y:o\qr!Y  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: >4I,9TO  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Gg'sgn   
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 JH3$G,:zM  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |5J'`1W  
Vyy;mEBg  
KmF" Ccc  
,q9nHZG^  
OYnxEdo7  
o>Fc.$ngZ  
九. 简化 cD^`dn%$  
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。 O5rHN;\_  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 VycC uq&M  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: )w.+( v(  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4Js2/s  
  +-*/&|^等 %63zQFk  
2. 返回引用。 dyH<D5  
  =,各种复合赋值等 ~!V5Ug_2  
3. 返回固定类型。 =f48[=  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9E`WZo^.  
4. 原样返回。 LWH(b s9U  
  operator, Kjw==5)}  
5. 返回解引用的类型。 qDSZ:36  
  operator*(单目) ENx1)]  
6. 返回地址。 F7fpsAt7  
  operator&(单目) %E<.\\^%  
7. 下表访问返回类型。 U%.%:'eV=  
  operator[] g+( Cs  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 4KbOyTQ  
  operator<<和operator>> 6_UCRo5h%  
@*Y"[\"$  
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。 7(8i~}  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: :?uUh  
31VDlcn E  
template < typename Left > tW^oa  
struct value_return gu1:%raXd  
  { X283.?  
template < typename T > R_DstpsT  
  struct result_1 [ADSGnw  
  { "+0Yhr?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; CBkI! In2  
} ; &*Sgyk o`  
c >O>|*I  
template < typename T1, typename T2 > g?7I7W~?`  
  struct result_2 5{zmuv:  
  { EWb'#+BP  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; k<&zVV '  
} ; XY_hTHJ  
} ; <w,NMu"  
dnwTD\),  
RZY[DoF8u  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait @Sr{6g*I  
{th=MldJ?  
下面我们来剥离functor中的operator() pA%}CmrMq  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Ru&>8Ln0  
@p$Nw.{'  
return l(t) op r(t) 61aU~w11a  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) XBr-UjQ  
return op l(t) AfAlDM'  
return op l(t1, t2) h0cdRi  
return l(t) op LL0Y$pHV  
return l(t1, t2) op K'6NW:zp~  
return l(t)[r(t)] '3i,^g0?t0  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] mBwM=LAZ  
_YK66cS3E/  
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: ~vbyX  
单目: return f(l(t), r(t)); 9 HiH6f^5  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); $q$G  
双目: return f(l(t)); ~cf*Oq  
return f(l(t1, t2)); ^cz4nW<  
下面就是f的实现,以operator/为例 AT:L&~O.  
i?3~Gog  
struct meta_divide "  jBc5*  
  { z [|:HS&  
template < typename T1, typename T2 > Tqf:G4!  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) +GYO<N7  
  { ,J$XVvwxF  
  return t1 / t2; **G5fS.^W  
} `iQ])C^d  
} ; B,5kG{2!  
a23XrX  
这个工作可以让宏来做: bo-AM]  
UR|Au'iu  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ {}n]\zO %  
template < typename T1, typename T2 > \ 3>'TYXs-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W?:e4:Q  
以后可以直接用 /&i6vWMhP  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) R/WbcQ)  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Bs3M7z RG  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) j&N {j_ M  
im&Nkk4n@  
: MEB] }  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 QM) ob  
 5(\H:g\z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |Wg!> g!  
class unary_op : public Rettype 8}?w i[T  
  { 2JhE`EVH  
    Left l; X T<SR]  
public : "!B\c9q  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} gTQc=,3l3  
jhJ'fI  
template < typename T > FX  %(<M  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v;sWI"Fv!  
      { |muZv!,E  
      return FuncType::execute(l(t)); vf@toYc[E  
    } iAr]Ed"9|  
3 ,f3^A  
    template < typename T1, typename T2 > xxQgX~'x  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -`A+Qp)  
      { ]:r(U5 #  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); hDf!l$e.  
    } *}'3|e4w}  
} ; S]Qf p,  
UrmnHc>}c  
S8,e `F  
同样还可以申明一个binary_op pSl4^$2XR  
pV(qan,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,@]*Xgt=  
class binary_op : public Rettype rU |%  
  { 3^,p$D<T:,  
    Left l; 0aqq*e'c  
Right r; Y D,<]q%  
public : d6f T  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} <dKHZ4  
-y'tz,En.  
template < typename T > w+Y_TJ%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dAr=X4LE  
      { 2w;Cw~<=d  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); H1d2WNr[  
    } 9]^q!~u  
emMk*l,  
    template < typename T1, typename T2 > m2\[L/W]  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Vz]yJ:  
      { (XNd]G  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); (5l'?7  
    } _&RGhA  
} ; fP/;t61Z  
w&>*4=^a  
#OwxxUeZ  
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 wD92Ava   
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 "#.L\p{Zy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) +TC##}Zmb  
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。 Rjn%<R2nW  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! .1f!w!ltVR  
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。。。 7po;*?Ox  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 tI<6TE'!p#  
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) N *,[(q  
下面是修改过的unary_op m>^vr7  
%F87"v~  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > xQ! Va  
class unary_op ZfibHivz  
  { juA}7   
Left l; ]$!7;P  
  cp&1yB   
public : ge]Z5E(1  
* >k6n5%  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} KP_7h/e  
Gce[RB:  
template < typename T > `0`#Uf_/$  
  struct result_1 7|k2~\@q  
  { e\._M$l  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; }Xb|Ur43  
} ; l% p4.CX  
+bk+0k9k5  
template < typename T1, typename T2 > -Dwe,N"{2  
  struct result_2 {8556>\~  
  { ybv]wBpM:  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;  ;!j/t3#a  
} ; }O\g<ke:u  
`o0ISJeKp  
template < typename T1, typename T2 > |\RN%w7E8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5& _R+g  
  { "iJAM`Hi  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $S^rKp#  
} LhSXz>AX  
R@KWiV  
template < typename T > xLP8*lvy  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +hcJ!$J7  
  { +I@2,T(eG  
  return OpClass::execute(lt(t)); E(*S]Z[  
} {<zE}7/2-  
tILnD1q  
} ; Ym#io]  
TA+#{q+a  
"?6R"Vk?:  
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 f\;f&GI  
好啦,现在才真正完美了。 m4^VlE,`Dh  
现在在picker里面就可以这么添加了: y\:,.cZ+TQ  
p7L6~IN  
template < typename Right > Yc5<Y-W  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Pk5 %lu  
  { y!x-R !3  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); MEOfVh  
} ;\]DZV4?)r  
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。 KVHK~Y-G  
}Qh%Z)  
knzQ)iv&&  
]''tuo2g8  
_)~|Z~  
十. bind &zPM# Q  
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。 u1|v3/Q-  
先来分析一下一段例子 W$` WkR  
r<;Y4<,BZ  
F#o{/u?T  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 5a/3nsup5  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 \5b<!Nl  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 =nCV. Wf  
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。 mo]>Um'F  
我们来写个简单的。 wKJK!P  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: fN 1:'d  
对于函数对象类的版本: iHWt;]  
y*8;T v|  
template < typename Func > eTt{wn;6  
struct functor_trait 1(kd3 qX  
  { ?[ D6|gp  
typedef typename Func::result_type result_type; R=W$3Ue~,  
} ; 7N0m7SC  
对于无参数函数的版本: #Z]<E6<=9  
vIFx'S~D  
template < typename Ret > &WdP=E"  
struct functor_trait < Ret ( * )() > >P6U0  
  { ! &V,+}>)  
typedef Ret result_type; e XdH)|l,\  
} ; r<*Y1;7H'  
对于单参数函数的版本: HPK}Z|Vl  
XlGB`P>?KD  
template < typename Ret, typename V1 > mHc2v==X\-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ^1ks`1  
  { 6,]2;'  
typedef Ret result_type; C |rl",&  
} ; w$Mb+b$  
对于双参数函数的版本: e co=ia  
!Tu.A@  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > l`];CALA4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > !p)cP"fa  
  { Fh)YNW@  
typedef Ret result_type; =IIE]<z  
} ; ,=P0rbtK  
等等。。。 Q?%v b  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy RHq r-%  
E eCgV{9B  
template < typename Func > @T-}\AU  
struct func_return _"'-f l98*  
  { H/ub=,Ej*  
template < typename T > (7v`5|'0  
  struct result_1 ;"%luQA<w  
  { 16I(S  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; B^1Io9  
} ; GF Rd:e  
||?wRMV  
template < typename T1, typename T2 > ,qlFk|A|  
  struct result_2 tWdP5vfp  
  { EtB56FU\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; fVBRP[,   
} ; I3?:KVa  
} ; l1RFn,Tzr  
OZh+x`' #  
,@2d4eg 4  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 < YuI}d~'  
K9Pw10g'  
template < typename Func, typename aPicker > t{/ EN)J  
class binder_1 14\!FCe)!  
  { +'I8COoiv%  
Func fn; . LNqU#a  
aPicker pk; D%.<} vG  
public : 5{6ebq55"  
1'* {Vm M  
template < typename T > Xgm9>/y  
  struct result_1 ;:gx;'dm5  
  { vGPaWYV  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; )5bdWJ>l  
} ; ZZ6F0FLXJ  
9$'Edi=6  
template < typename T1, typename T2 > =j~}];I  
  struct result_2 o r]s  
  { on1mu't_;  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; K#p&XIY,  
} ; FdJC@Y-#uA  
?|Mmz@  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Py,@or7n  
?jzadCel  
template < typename T > K#{E87G(  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3'2}F%!Mv  
  { oAp I/o  
  return fn(pk(t)); l@YpgyqaL  
} #$%gs]  
template < typename T1, typename T2 > 9/|i. 2&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #Ryu`b  
  { k07) g:_  
  return fn(pk(t1, t2)); VbX$i!>8  
} }fs;yPl,  
} ; )+9D$m=P;  
egi?Qg  
G8?<(.pi@  
一目了然不是么? o [ %Q&u  
最后实现bind ss 3fq}  
jW",'1h<n  
D2Go,1  
template < typename Func, typename aPicker > p:ST$ 1 K  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) P-`^I`r  
  { osX23T~-  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _.06^5o  
} F]?$Q'U  
w } 2|Do$5  
2个以上参数的bind可以同理实现。 T}]Ao  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 (A &@ <  
.]H]H*wC  
十一. phoenix hOMFDfhU  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: o-Idr{  
|/lIasI  
for_each(v.begin(), v.end(), 90aPIs-  
( 1,`x1dcO!A  
do_ %dT%r=%Y  
[ Pjb9FCA'  
  cout << _1 <<   " , " P[nWmY  
] |2 wff?  
.while_( -- _1), xD?{Hw>QT#  
cout << var( " \n " ) ,em6wIq,  
) W@$p'IBwm  
); (\/HGxv  
v|,Hd  
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: v V^GIWK  
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 q%:Jmi>  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 pmW=l/6+V3  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Ft.BfgJ$  
mQs'2Y6Oa  
JcVq%~ {M  
template < typename Cond, typename Actor > A#  M  
class do_while q=1SP@;\6  
  { MthThsr7  
Cond cd; 47K5[R  
Actor act; V!U[N.&$  
public : lIFU7g  
template < typename T > A^p $~e\)  
  struct result_1 /l$noaskX  
  { Z|?XQ-R5  
  typedef int result_type; V_W=MWs&+  
} ; ^:)&KV8D|  
wbS++cF<  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 610k#$  
^&rb I,D  
template < typename T > z:G9Uu3H(  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N~ozyIP,  
  { -5ec8m8  
  do Y) t}%62  
    { .CpF0  
  act(t); YYvs~?bAy  
  } 6Rf5  
  while (cd(t)); oV!9B-<  
  return   0 ; ^c7L!F  
} ]Ojt3) fB  
} ; sk3 ;;<H  
0?h .X= G  
J;kbY9e  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). jw[`_  
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。 O46/[{p+8  
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。 vZDQ@\HrC  
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。 ,`7GI*Vq  
下面就是产生这个functor的类: Cp* n2  
8Z!ea3kAT  
K/,lw~>  
template < typename Actor > Le'\x`B  
class do_while_actor j&mL]'Zy  
  { PYf`a`dH  
Actor act; A{o{o++  
public : v: 0i5h&M  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} -/qrEKQ0U?  
FT enXJ/c  
template < typename Cond > dCK -"#T!  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; HY:@=%R  
} ; |#B"j1D,H  
T:&+#0<  
N.`]D)57  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 @&W?e?O ~G  
最后,是那个do_ C(P$,;6  
~<U3KB  
Z7/dRc   
class do_while_invoker {LeEnh-  
  {  k WtUj  
public : >dl!Ep  
template < typename Actor > bcs!4  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ~z}au"k  
  { !T{g& f  
  return do_while_actor < Actor > (act); >D;hT*3  
} e`rY]X  
} do_; ^hgAgP{{  
80EY7#r@w  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? l!=WqIZ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ;R!H\  
最后来说说怎么处理break和continue `IoX'|C[h  
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。 zef,*dQY   
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