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
  • 8453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 ldd8'2  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 #7 )&`  
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, ;rggO0Y  
jeKqS  
 Dno]N  
\ a#{Y/j3  
  class filler 6?;U[eV  
  { % G'{G  
public : csh@C ckC8  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 1X8P v*,  
} ; y4\(ynk  
:Dt]sE _d  
[b2KBww\  
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: .uh>S!X, ]  
]%%I=r  
Z\YCjs%  
B$=oU   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /)%$xi  
P O*;V<^  
k.."_ 4  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 _4#Mdnh}[  
AvmI<U  
'hoEdJ]t5  
Abw=x4d(i  
二. 战前分析 V 4#bW  
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。 G '1K6  
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 3_DwqZ 'O  
*VUD!`F  
WyA`V C  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); J-UqH3({Z,  
  /* --------------------------------------------- */ mNII-X G  
vector < int *> vp( 10 ); {yzo#"4Oy  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); |o@xWs@m  
/* --------------------------------------------- */ Y>J$OA:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); q1a*6*YB  
/* --------------------------------------------- */ {4F=].!  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); QZh#&Qf;  
  /* --------------------------------------------- */ +g9C klJ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Exb?eHO  
/* --------------------------------------------- */ q`Rc \aWB%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); La2f]+sV  
qjm6\ii:)  
/f*QxNZ,p  
;i 'mma_!  
看了之后,我们可以思考一些问题: vE~>9  
1._1, _2是什么? #+"1">l  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 |F}6Zv  
2._1 = 1是在做什么? o?{-K-'B$  
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。 [g/ &%n0^  
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。 i5*BZv>e  
B>;`$-  
yI{4h $c  
三. 动工 `o4%UkBpM  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: N,3 )`Vm  
DqJzsk'd3  
;hgRMkmz4<  
c]/X >8;  
template < typename T > p!o?2Lbiw  
class assignment F(; =^w  
  { L eu93f2  
T value; &cpqn2Z  
public : L^FQ|?*  
assignment( const T & v) : value(v) {} z%q)}$O  
template < typename T2 > a5k![sw\  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } p 2>\  
} ; l!*!)qCB(S  
 &*Z"r*  
9Ro7xSeD  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 9 df GV!Z  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment HhZ>/5'(  
|e_'% d&  
Yq-Vwh/  
{9XN\v=$"*  
  class holder :^En\YcU  
  { X( )yhe_  
public : ?:Sqh1-z  
template < typename T > [BTOs4f  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const " Ng%"Nz  
  { 3P*[ !KI  
  return assignment < T > (t); [9C{\t  
} X|'[\v2ld  
} ; 8U)*kmq  
.[:y`PCF  
e9;5.m  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: j,79G^/YG  
Tr.u'b(  
  static holder _1; mhgvN-? "h  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 M,vCAZ  
ZK4d;oa",  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); P_.zp5>  
而不用手动写一个函数对象。 o_sb+Vn|  
4*&2D-8<K  
Tg@:mw5  
xyrlR;Sk  
四. 问题分析 cz41<SFL  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 MMy\u) 4  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 &a'mh  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 j" 5 +"j  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 0TqIRUz "C  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 em9nuXG  
@M*oq2U;  
五. 问题1:一致性 f;%=S:3  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 2AXf'IOqE  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ':7gYP*v  
Y~B-dx'V  
struct holder > ofWHl[-  
  { r]deVd G  
  // QKIg5I-  
  template < typename T > MmQk@~  
T &   operator ()( const T & r) const >ra)4huZ  
  { V X.9mt  
  return (T & )r; Aj*|r  
} XC!Y {lp  
} ; f_z]kA +H  
!PfdY&.)  
这样的话assignment也必须相应改动: Y;{(?0 s  
Y?V.O  
template < typename Left, typename Right > X- j@#Qb  
class assignment F):1@.S  
  { ODxCD%L  
Left l; eyuQ}R  
Right r; (z:qj/|  
public : wln"g,ct  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 1b<[/g9  
template < typename T2 > t+#vcg,G  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 1nR\ m+{  
} ; )C$pjjo/`  
T*%O\&'r  
同时,holder的operator=也需要改动: v+~O\v5Q  
=J`M}BBx  
template < typename T > `h~-  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const *{(tg~2'(  
  { 1Q7]1fRu  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 0*,] `A=  
} d^Rea8  
m[nrr6 G"  
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。 XZ:6A]62I  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ~?Zm3zOCc2  
A3.*d:A  
return l(rhs) = r; n^Q-K}!T/  
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。 >J_(~{-sNG  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: s;#,c(   
S])*LUi  
template < typename Tp > K$wxiGg8P  
class constant_t 6GoQJ  
  { @CS%=tE}U  
  const Tp t; A}[x ))r  
public : y\=^pla  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} s)#TT9BbV  
template < typename T > U U3o (Yq  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const < =!FB8 .  
  { "%w E>E  
  return t; U^kk0OT^  
} EUby QL  
} ; P1&Irwb`  
E-deXY  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ,+v>(h>q  
下面就可以修改holder的operator=了 ^;[^L=}8$  
825 QS`  
template < typename T > r` sG!  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const H#3Ma1z  
  { hVNT  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ,MUgww!.  
} !`dMTW  
4'y@ne}g!  
同时也要修改assignment的operator() |?v+8QL,;t  
Oo/@A_JO@  
template < typename T2 > Pk&$ #J_  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } jEm =A8q  
现在代码看起来就很一致了。 juQ?k xOB  
xmejoOF  
六. 问题2:链式操作 CUx-k|\  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 .ZupsS9l  
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。 kR <\iT0j  
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。 5Vr#>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。 =3=8oFx8  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct C_&ZQlgQ  
7*r!-$  
template < typename T > 0GQKM~|H  
struct result_1 _sQhDi  
  { qmtH0I7)  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; WH<\f |xR  
} ; f%yNq6l  
(8(P12l  
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: ]+Z,HY@;-  
>6|Xvtf  
template < typename T > %?J-0  
struct   ref &X,6v  
  { B;t{IYhq{  
typedef T & reference; l4y>uZ>a  
} ; (Ft#6oK"  
template < typename T > Fnuheb'&m  
struct   ref < T &> #'I<q  
  { -kb;h F}.  
typedef T & reference; =(Y+u  
} ; [f?x ,W~  
26MoYO!k  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #<vzQ\~Y  
db.~^][k  
template < typename T > I.p"8I;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 1 0tt':  
  { ~JB4s%&  
  return l(t) = r(t); / }(\P@Z  
} I=;=;-  
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。 ufN`=IJ%  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 x5k6"S"1,  
`82^!7!  
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 GD4+f|1.*  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: LAuaowE\v  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 %Lom#:L'  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 o`nJJ:Cxq-  
最后的布局是: ]3 76F7  
                Add X]s="^  
              /   \ :` S\p[5  
            Divide   5 1_> w|6;e  
            /   \ 7|<-rjz^  
          _1     3 *LQt=~  
似乎一切都解决了?不。 kQ|phtbI  
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。 N`LY$U+N|  
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。 vAtR\ Vh  
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: Er|j\(jM  
>iI_bcqF  
template < typename Right > eY_BECJ+OO  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const  /EwNMU*6  
Right & rt) const ,<;.'r  
  { ew,g'$drD  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); T!|-dYYI  
} P%ZU+ET  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 =_[Ich,}  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 `&J=3x  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 70Ei<  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 @1V?94T1  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 }BiA@n,  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? d6A+pa'2  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 72dd%  
*enT2Q  
template < class Action > CL5t6D9Qi  
class picker : public Action 5oR)  
  { C <H$}f  
public : E#\'$@8j  
picker( const Action & act) : Action(act) {} NYPjN9L  
  // all the operator overloaded I9YMxf>nI  
} ; rji<g>GQ  
j#9n.i %h  
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。 z=TuUl@  
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: zI_pP?4;.q  
SA~oGgk=P  
template < typename Right > L/,M@1@R  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Kk>va->R  
  { #^w8Y'{?  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =!=DISPo  
} D;Y2yc[v  
Kp[5"N8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > BUXlHh%<R  
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。 -_f-j  
2`V(w[zTr  
template < typename T >   struct picker_maker 1Ch0O__2L  
  { 6t4{aa!L|9  
typedef picker < constant_t < T >   > result; }KV)F,`  
} ; `LJ.NY pP  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   >  !~]'&9  
  { _J0(GuG=~  
typedef picker < T > result; ]"i^ VVw  
} ; F "-GhjK  
;RW5XnVx  
下面总的结构就有了: dDqT#N?Y  
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。 z*WQ=l2  
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。 $~/x;z:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 n0w0]dJ&lc  
至此链式操作完美实现。 xfA@GYCfT  
Xnxb.{C  
G4"[ynlWV  
七. 问题3 4iJ4g%]  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 -9(nsaV  
`12Y2W 9  
template < typename T1, typename T2 > D`PA@t  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const LP} j0)n  
  { VB~Do?]*k%  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 3MoVIf1  
} yXro6u?rC  
r?WOum  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 8VMD304  
e_llW(*l8^  
template < typename T1, typename T2 > #G("Oh  
struct result_2 _x<7^^VT  
  { 67wq8|  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; lv& y<d;  
} ; m!:sDQn{3  
03 ;L  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? S,#UA%V"  
这个差事就留给了holder自己。 nk+9 J#Gs  
    - S%8  
{ ?]&P  
template < int Order > q`@8  
class holder; % &i Wc_"  
template <> f:h<tlob  
class holder < 1 > 9<"l!noy  
  { ]Waa7)}DM  
public : <#e!kWGR?  
template < typename T > U z MIm  
  struct result_1 *YWk.  
  { eX o@3/  
  typedef T & result; ksQw|>K  
} ; S oB6F9  
template < typename T1, typename T2 > 34qfP{9!N  
  struct result_2 ! p3vnOX6  
  { fUB+9G(Bx  
  typedef T1 & result; Kk/cI6`W  
} ; 't3nh  
template < typename T > <s5s<q2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const h\*I*I8C  
  { }z_7?dn/  
  return (T & )r; KOD%>+vG$  
} g;!,2,De}  
template < typename T1, typename T2 > L_fiE3G|>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X1GM\*BE  
  { v;IuB  
  return (T1 & )r1; Ai5D[ykX  
} s@|TQ9e |j  
} ; HeM-  
'dcO-A:>  
template <> 01o,9_|FL  
class holder < 2 > jNP%BNd1f  
  { 4"Pf0PD:  
public : # |,c3$  
template < typename T > NV9H"fI  
  struct result_1 e`Tssa+  
  { O+o_{t\R  
  typedef T & result; ~Q5 i0s%  
} ; 8[H)t Kf8  
template < typename T1, typename T2 > jR{Rd}QtQ  
  struct result_2 ]D|Hq4ug  
  { N"2P]Z r  
  typedef T2 & result; x: 2 o$+v3  
} ; (?~*.g!  
template < typename T > xMo'SpVz:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?4lDoP{  
  { B0:/7Ld$Ml  
  return (T & )r; Ml9  
} J.n-4J#@  
template < typename T1, typename T2 > ~9dAoILrl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const a9TKp$LP`  
  { sQ%gf  
  return (T2 & )r2; K?acRi  
} S$ 91L  
} ; Z;J{&OJ3qM  
(c9!:  
@]B 7(j<'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> >。 C9E@$4*  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Ozs&YZ  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: }B2qtb3  
^|=3sJ4[U  
return l(i, j) = r(i, j); p`3$NCJN  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) *\F,?yU  
l*n4d[0J  
  return ( int & )i; *]* D^'  
  return ( int & )j; +AL(K:  
最后执行i = j; G>0 hi1  
可见,参数被正确的选择了。 [USE&_RN  
u YJL^I8M'  
[7gwJiK  
+ xRSd *  
gqan]b_  
八. 中期总结 v6+<F;G3y>  
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: wM&WR2  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?K^~(D8(  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 2^=.jML[  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor N!^5<2z@eT  
kS$m$ D  
a1# 'uS9W  
;U$EM+9  
Z1M{5E  
$#d.@JWi  
九. 简化 W1p5F\ wt  
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。 -O?&+xIK&  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 J1{ucFa  
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: >X-*Hu'U#  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ,{u'7p  
  +-*/&|^等 + +G %~)S:  
2. 返回引用。 6T{SRN{  
  =,各种复合赋值等 z+%74O"c  
3. 返回固定类型。 q. NvwJ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) {]dH+J7  
4. 原样返回。 .3,6Oo  
  operator, \P7y&`|  
5. 返回解引用的类型。 vP{;'R  
  operator*(单目) P0XVR_TJf  
6. 返回地址。 b#E!wMClS  
  operator&(单目) +K03yphZr  
7. 下表访问返回类型。 `d. 4 L.],  
  operator[] :_"%o=  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 yaKw/vV  
  operator<<和operator>> bcC+af0L  
Ve^rzGU  
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。 j\.\ePmk]  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: sn?YD'>k  
HrS  
template < typename Left > 6$6Qk !%  
struct value_return (w{C*iB  
  { +2S#3m?1  
template < typename T > )90K^$93"  
  struct result_1 R SqO$~  
  { 'or8CGr^p  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; *q |3QHZ  
} ; k?'<f  
B[nkE+s  
template < typename T1, typename T2 > \]+57^8r  
  struct result_2 N(BCe\FV  
  { `<^1Ik[g  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3WQ"3^G  
} ; 2rJeON  
} ; Wg ?P"  
iHL`r1I!  
t`y*oRy  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait [W2GLd]  
JypXQC}~  
下面我们来剥离functor中的operator() j: /cJt  
首先operator里面的代码全是下面的形式: N"q C-h  
#Bgq]6G2  
return l(t) op r(t)  _F9O4Q4  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) *QT|J6ng  
return op l(t) z^=e3~-J  
return op l(t1, t2) a#o6Nv  
return l(t) op /l@h[}g+d-  
return l(t1, t2) op %:WM]dc  
return l(t)[r(t)] ,,KGcDBj  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] -S,xR5  
!@vM@Z"  
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: K:g:GEDgf  
单目: return f(l(t), r(t)); 0x/3Xz  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); zr5(nAl  
双目: return f(l(t)); {IpIQ-@l  
return f(l(t1, t2)); e=%6\&q  
下面就是f的实现,以operator/为例 `[zd  
]~A<Q{  
struct meta_divide ZT'Sw%U:  
  { Z 2x%  
template < typename T1, typename T2 > :u$+lq  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) XTOZ]H*^  
  { x3++JG  
  return t1 / t2; r9d dVD  
} t@O4 !mFH  
} ; 9M$N>[og  
f8'$Mn,  
这个工作可以让宏来做: O#5ll2?  
, JUP   
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ p/f!\  
template < typename T1, typename T2 > \ b-XC\  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; wuQ>|\Zs  
以后可以直接用 XgmblNp1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) N2x!RYW  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Vt!<.8&`  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) _noQk3N  
\"u3 x.!  
f!"Y"g:@E  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 %g<J"/  
}_{QsPx9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > (s\":5 C  
class unary_op : public Rettype XN=Cq*3}  
  { 66+y@l1  
    Left l; t9Nu4yl  
public : * (4TasQu  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Y/1,%8n  
V ^U1o[`  
template < typename T > yU@~UCmja  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?$T39U^  
      { 96.z\[0VZ  
      return FuncType::execute(l(t)); qJ|n73yn  
    } r4D 6I,  
-MqWcB9&  
    template < typename T1, typename T2 > C,!}WB@VME  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l< y9ue=  
      { *I(g~p  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); (3=(g  
    } {&Bpf K;`)  
} ; g#ZuRL  
:~2An-V  
vsM] <t  
同样还可以申明一个binary_op !j3V'XU#Zn  
yT>t[t60/S  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Q l$t  
class binary_op : public Rettype r12{XW?~  
  { Pj!{j)-tS  
    Left l; yO6 _G q{  
Right r; GD$jP?  
public : 2 8j=q-9Z  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `37GVo4  
| 3`qT#p{  
template < typename T > ; YaR|)B  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }bv0~}G4  
      { $DfaW3bJ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); J\%<.S>  
    } #c0 dZ  
l}DCK  
    template < typename T1, typename T2 > IKK<D'6  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @J~y_J{  
      { G@) I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); )6?.; B  
    } !_`T8pJ`  
} ; toipEp<ci  
!j(KbAhWZ  
MGO.dRy_  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 %;0w2W  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 sK:,c5^  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) {I |k@  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 8j,_  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! f/b }X3K  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 -?b@6U  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 >EMgP1  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 1q!JpC^  
下面是修改过的unary_op bH41#B  
oPNYCE  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > y0qE::/H$  
class unary_op vtFA#})~  
  { oT5xe[{yj  
Left l; Ssu{Lj  
  TKc&yAK  
public : ED/-,>[f  
tji,by#E/%  
unary_op( const Left & l) : l(l) {}  =&fBmV  
F_~-o,\  
template < typename T > 33kI#45s  
  struct result_1 Yf:utCvv  
  { Kfj*uzKB  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <LW|m7  
} ; $ Yz &x%Lb  
HHZ!mYr  
template < typename T1, typename T2 > kXC.rgal  
  struct result_2 04;y%~,}U/  
  { S'-<p<;D\B  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; lkg-l<c\J  
} ; F!>K8q  
nRQIrUNq  
template < typename T1, typename T2 > }bznx[4?I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L>UYR++<6  
  { A!k}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); =D xJt7J1  
} y`Pp"!P"O  
U8-9^}DBA  
template < typename T > ~+>M,LfK  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wZa;cg.-q  
  { (r[<g*+3  
  return OpClass::execute(lt(t)); A2&&iL=j/  
} f 5i`B*/  
T *t$   
} ; -R'p^cMA  
7IJb$af:;  
3r em"M  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 29ft!R>[  
好啦,现在才真正完美了。 YY!(/<VI  
现在在picker里面就可以这么添加了: t=\V&,  
;(0:6P8I  
template < typename Right > `A <yDy  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ! T,7  
  { TjI NxP-O  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); e+R.0E  
} xdo{4XY^*W  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ^y6Pkb P  
E2*"~gL^,  
\wRr6-!_  
Mty]LMK  
GvzPT2E!  
十. bind 8)POEY4  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 3 n:<oOV  
先来分析一下一段例子 cHsJQU*K6  
}2c}y7B,_  
b$R>GQ?#  
int foo( int x, int y) { return x - y;} , D1[}Lr=K  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 JNp`@`0V  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 1yB;"q&Xd  
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。 .;KupQ;*  
我们来写个简单的。 M<$l&%<`G  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ` `;$Kr  
对于函数对象类的版本: ') 1sw%[2  
peqFa._W  
template < typename Func > Ee|+uQ981>  
struct functor_trait @&ZTEznbyt  
  { ^LU[{HZV  
typedef typename Func::result_type result_type; f[}SS]d:E  
} ; @$+[IiP  
对于无参数函数的版本: ?ha}&##  
: m5u=:t  
template < typename Ret > aq5<Ks`r  
struct functor_trait < Ret ( * )() > E7eVg*Cvi  
  { ygf qP  
typedef Ret result_type; &HXSO,@  
} ; j=AJs<  
对于单参数函数的版本: oNU* q.Q  
Ro1' L1:  
template < typename Ret, typename V1 > !F<?he<U  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Awh"SU Oh0  
  { =h_gj >  
typedef Ret result_type; &\X;t|  
} ; {H+?DMh  
对于双参数函数的版本: BkZ%0rw%  
KncoIw  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 'j)eqoj  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > D1Sl+NOV  
  { 'j3'n0o  
typedef Ret result_type; P~qVr#eU  
} ; -mkync3  
等等。。。 bp$jD  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy O(~Vvoq  
;:e,C@Fm  
template < typename Func > g^C6"rsnl  
struct func_return (KQt%]  
  { OXacI~C  
template < typename T > *(scSC>  
  struct result_1 ]Cz16e&=2  
  { PjP%,-@1  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =0)^![y]v  
} ; xqtjtH9X  
 XGoy#h  
template < typename T1, typename T2 > zc1Zuco| R  
  struct result_2 6+u'Tcb  
  { d$TW](Bby  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p_AV3   
} ; $K KaA{0-  
} ; W^N"y &  
+i>q;=~  
@ubz?5  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ^"l$p,P+  
Qm.kXlsDI  
template < typename Func, typename aPicker > 0 \#Q;Z2  
class binder_1 % *G)*n  
  { lewDR"0Kx  
Func fn; 'AAY!{>  
aPicker pk; !:t9{z{Ixg  
public : |i`@!NrFL  
E&+ ^H on  
template < typename T > 6-=_i)kzq  
  struct result_1 }gW}Vr <  
  { 7asq]Y}<  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; XJzXxhk2  
} ; 0|ps),  
?},ItJ#>)q  
template < typename T1, typename T2 > uJOW%|ZN`  
  struct result_2 VL{#.;QQa  
  { `aUp&8{  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @,MdvR+a  
} ;  +o  
vOK;l0%  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} X u_<4  
S2R[vB4).  
template < typename T > K*Jtyy}r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I5L7BTe  
  { >.iw8#l  
  return fn(pk(t)); /=@vG Vp6  
} %&Cl@6  
template < typename T1, typename T2 > QVW6SY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jEsTw_  
  { <yS"c5D6  
  return fn(pk(t1, t2)); hQm4R]a  
} m=MT`-:  
} ; BB.TrQM.#  
a+/|O*>#  
X6.O ;  
一目了然不是么? :xPvEK[B7  
最后实现bind TyWy5J< :+  
]uvbQ.l_t  
>t2b?(h/x  
template < typename Func, typename aPicker > }BJ1#<  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 5Mr;6 ]I<  
  { {_Qxe1^g  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); / D ]B  
} 2]9<%-=S  
U_- K6:tr  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ku;nVV  
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。 l,u{:JC  
V@:=}*E  
十一. phoenix  ^qqHq  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ?Q)Z..7  
udGGDH  
for_each(v.begin(), v.end(), zt2-w/[Q  
( l _ O~v?  
do_ C[nr>   
[ ? SP7vQ/  
  cout << _1 <<   " , " 9Nu#&_2R  
] |V\.[F2Fe  
.while_( -- _1), rO$>zdmYHs  
cout << var( " \n " ) va(9{AXI  
) [\9(@Bx  
); LDEt.,6i  
k6L373e#Q  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: )[sO5X7'^  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor IKDjatn  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 F[=lA"F^  
那么我们就照着这个思路来实现吧: yl<$yd0Zdu  
}AW)R&m  
}pnFJ  
template < typename Cond, typename Actor > FRt/{(jro  
class do_while Zk#i9[g9*  
  { y]]Vp~R:[  
Cond cd; +Nbk\%  
Actor act; !otq X-  
public : W4*BR_H&*  
template < typename T > ~e<'t4  
  struct result_1 ** r?    
  { k^5R f  
  typedef int result_type; ""'eTpe  
} ; 2{kfbm-89t  
UT<b v}(J  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} }r~l7 2 `  
'Y{ux>  
template < typename T > wT~;tOw~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,DuZMGg  
  { bNjaCK<  
  do fC GDL6E  
    { J5p!-N`NS  
  act(t); SE9u2Jk  
  } @GZa:(  
  while (cd(t)); ~oA9+mT5  
  return   0 ; m2uML*&O5K  
} &9dr+o-(~  
} ; y2"S\%7$h  
z!C4>,  
G\>\VA  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +.#S[G  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Gx_`|I{P  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 x";.gjI |g  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 x]><}! \<&  
下面就是产生这个functor的类: s.`%ZDl@Y  
5'c+313 lm  
mz$Wo *FB  
template < typename Actor > =R;1vUio  
class do_while_actor vYR=TN=Z4  
  { 0tm_}L$g=b  
Actor act; 4a.e ,gitf  
public : e4YfT r  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} XBWSO@M'  
O4d^ig-xaH  
template < typename Cond > xDA,?i;T 0  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; f+TBs_  
} ; z?uQlm*We  
aRO_,n9  
@z$pPo0fW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?sf2h:\N  
最后,是那个do_ oj(A`[  
D*T$ v   
wdcryejCkr  
class do_while_invoker h/0-Mrk;e  
  { lmtQr5U  
public : .`Old{<  
template < typename Actor > qe6C|W~n  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const _ U8OIXN  
  { 9Ajgfy>  
  return do_while_actor < Actor > (act); 18p3  
} U??f<  
} do_; 4`!  
]i,Mq  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? z^!A/a[[!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 j&[3Be'pQ  
最后来说说怎么处理break和continue J'&B:PZObB  
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。 !/Bw,y ri<  
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 或 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