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
  • 3719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 Q4LlToHn  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,T*_mDVY  
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,  I4f  
Mq lo:7 ^F  
3b\8907  
mCNf]Yz  
  class filler 33*d/%N9  
  { ,xD*^>!  
public : x$ J.SbW  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} *@n3>$  
} ; iZ6C8HK&&  
vcJb\LW  
R:BBNzY}f  
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: nk|N.%E  
&z X 3  
jl-Aos"/  
^@*zH ?Rx{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); n!eqzr{  
[aZ v?Z  
%i -X@.P  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ^lc}FN  
&}6ES{Nr8  
M:UB>-`bW  
m|2]lb  
二. 战前分析 X$|TN+Ub  
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。 !eAdm  
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 kbp( a+5  
(GcKaUg8*  
ml33qXW:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $:BK{,\  
  /* --------------------------------------------- */ #+Yp^6zg  
vector < int *> vp( 10 ); Sa?5iFg  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }vUlTH  
/* --------------------------------------------- */ q?-3^z%u  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ncJFB,4  
/* --------------------------------------------- */ {q tc \O  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); {.3  
  /* --------------------------------------------- */ y.*=Ww+  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); kuj1 2  
/* --------------------------------------------- */ jFNs=D&(  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Q^MXiE O+  
]%<Q:+38  
&e]]F#  
=Kt9,d08x  
看了之后,我们可以思考一些问题: <V:<x  
1._1, _2是什么? 0fPHh>u  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 !` M;#  
2._1 = 1是在做什么? 3q|cZQK!1  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 >4|c7z4  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 lKV\1(`  
jq("D,  
l'7Mw%6{  
三. 动工 *L;pcg8{  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Q%n{*py  
+r-dr>&H@  
Rg?{?qK\K  
MB8SB   
template < typename T > # NN"(I  
class assignment G V:$;  
  { EAD0<I<>  
T value; u3*NO )O  
public : $vTAF-~Ql  
assignment( const T & v) : value(v) {} $\,BpZ }3  
template < typename T2 > 9o`7Kc/g  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Hw?2XDv j  
} ; ,u&tB|,W,  
x!C8?K =|  
 M<Wn]}7!  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 .@i0U  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment eg2U+g4  
+=6RmId+X  
4z9#M;q T  
c:llOHA  
  class holder k'@7ZH  
  { z;y^t4 ^9  
public : ljYpMv.>xG  
template < typename T > aVppOxA  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const # cN_y  
  { _)zmIB(}m  
  return assignment < T > (t); ~&DB!6*  
} a/QtJwIV  
} ; B?;' lDz*  
-Wlp=#9  
<Qcex3  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: )+n,5W  
JQ"`9RNb  
  static holder _1; U/X|i /  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ePq13!FC/  
15xd~V?ai:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); MegE--h  
而不用手动写一个函数对象。 Qe>i{:N  
\LdmGv@ &  
x)ddRq l  
|*tWF! D6`  
四. 问题分析 ceFsGdS  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 (odR'#  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 r zMFof  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 29Gwv  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~!]&>n;=G  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ml8 YyF/~  
3XeXzPj  
五. 问题1:一致性 9;0V  /y  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| )-+\M_JK5  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 j3x^<a\gJ  
m]FaEQVoE  
struct holder .KLm39j(  
  { .M9d*qp`S  
  // j+DE|Q&]I  
  template < typename T > cOSxg=~>u  
T &   operator ()( const T & r) const n7IL7?!o  
  { `z|= ~  
  return (T & )r; < /;Q8;0  
} V$/u  
} ; Zm%VG(l  
kmm  
这样的话assignment也必须相应改动: _tWJXv~;  
@+'c+  
template < typename Left, typename Right > k}-yOP{  
class assignment 1~}m.ER  
  { yZYK wKG  
Left l; #ZG3|#Q=L  
Right r; <y@,3DD3A9  
public : p91`<>Iw  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :tRf@bD#  
template < typename T2 > <^lJr82  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } YfE>Pn'r  
} ; $[Tt#CJ w  
9z5\*b s  
同时,holder的operator=也需要改动: v5(q) h  
!p }`kG  
template < typename T > }.0Bl&\UK  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .6>  hD1'  
  { 3B@y &a#&  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); *#3*;dya]  
} &|v{#,ymeb  
PX;Vo~6  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Ho 3dsh)  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 duX0Mc. 0P  
M]}l^ m>L  
return l(rhs) = r; 2Y400  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 >(hSW~i~  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: N>+P WE$  
8g\wVKkTQp  
template < typename Tp > OnZF6yfN=3  
class constant_t b,nn&B5@{  
  { OE_ QInb<  
  const Tp t; q`XW5VV{K  
public : 7FAIew\r  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  l B1#  
template < typename T > 24#bMt#^  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const !Citzor  
  { Ls&+XlrX8  
  return t; !X^Hi=aV  
} :6XguU  
} ; /\na;GI$  
M70c{s`w5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 94\t1fE  
下面就可以修改holder的operator=了 2ck 4C/ h  
ujU=JlJ7dl  
template < typename T > g %f*ofb  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const &J_Z~^   
  { vu=me?m?(  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); _w 5RK(  
} J , V  
pgT9hle/  
同时也要修改assignment的operator() [`d$X^<y;  
p8Iw!HE  
template < typename T2 > 7_-w_"X  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); }  3P1&;  
现在代码看起来就很一致了。 F8H'^3`b`U  
WvujcmOf  
六. 问题2:链式操作 %m9CdWb=w  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 #O"  
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。 ["}A S:  
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。 )l_@t(_  
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。 $f#agq_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct S=' wJ@?;  
Ht#@'x  
template < typename T > Cezh l  
struct result_1 oK2pM18  
  { &uv0G'"\  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; bp#:UUO%S  
} ; \i!Son.<  
Z`Pd2VRp  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: vv6?V#{  
j Fma|y  
template < typename T > petW M@  
struct   ref n"6;\  
  { P"1 S$oc  
typedef T & reference; [8"ojhdV  
} ; #Z\ O}<  
template < typename T > D==Mb~  
struct   ref < T &> FXV`9uq}Z  
  { cq*=|m0}Z  
typedef T & reference; nU(DYHc+l  
} ; I^D0<lHl~  
M`vyTuO3SO  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: dt_e  
r [s!F=^  
template < typename T > 'Hw4j:pS  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const z>;$im   
  { H6 &7\Wbk  
  return l(t) = r(t); mffIf1f  
} _tAQ=eBO  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 &-%X:~|:X  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 P}V=*g  
Y#FO5O%W  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 + E/y ~s  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Tr& }$kird  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *#y;8  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \hlR]m!C  
最后的布局是: /- 4$7qd  
                Add '7*=`q{  
              /   \ aQ#qRkI  
            Divide   5 S:q$?$  
            /   \ PmR*}Aw  
          _1     3 Ri#H.T<'  
似乎一切都解决了?不。 B@O@1?c[  
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。 at6149B\)  
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。 #`;/KNp 9  
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: WZZ4]cC  
MgJ36zM  
template < typename Right > #?[.JD51l  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 6_gnEve h  
Right & rt) const 15{Y9!  
  { @ {#mpDX  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9b;A1gu  
} "w_N' -}#  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 -"Q-H/qh  
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。 LO:fJ{ -  
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。 \*0yaSQF  
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。 'Z&;uv,l  
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。 iWLa>z|,  
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? nmFC%p)4  
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: ,FZT~?  
06*rWu9P3  
template < class Action > :q#K} /  
class picker : public Action Y[Ltrk{  
  { UsQ4~e 4-  
public : BVw Wj-,  
picker( const Action & act) : Action(act) {} (k`{*!:1a  
  // all the operator overloaded &|Pu-A"5~  
} ; Xm1[V&  
k(%QIJH  
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 o 1lj"P  
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: l4y{m#/  
pS[KBQ"F  
template < typename Right > |o<8}Nja6  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const tMp=-"  
  { RDM`9&V!jp  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v4Ga0]VN$8  
} ILwn&[A0  
otJ!UfpR8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ($nrqAv4  
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。 ~8T(>!hE1h  
!yOeW0/2[  
template < typename T >   struct picker_maker SC &~s$P;  
  { v"^~&q0x  
typedef picker < constant_t < T >   > result; oU6y4yO  
} ; gEQNs\Jn L  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ]bi)$j.9s  
  { 1w(JEqY3h:  
typedef picker < T > result; xI*#(!x"G  
} ; }/P5>F<H[  
B;K`q  
下面总的结构就有了: !T,AdNa8  
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。 8}e,%{q  
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。 ul f2vD  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sj?3M@l95W  
至此链式操作完美实现。 AJ^#eY5  
C1EtoOv K  
76cG90!Z  
七. 问题3 X+k}2HvNG  
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。 cLY c6  
qU6nJi+-I  
template < typename T1, typename T2 > 1xE]6he4{T  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Mg,:UC:  
  { dq1:s1  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); @4$\ 5 %j  
} %ir:AS k  
Va VN  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: J?UQJ&!@O  
)6KMHG  
template < typename T1, typename T2 > 6x)$Dl  
struct result_2 !R-z%  
  { F}GPZ=T;  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; YC_5YY(k  
} ; 2F#q I1  
bI.t <;  
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? ^D`v3d  
这个差事就留给了holder自己。 3bZIYF2@  
    ORXm&z)  
!HeSOzN  
template < int Order > ^u}L;`L  
class holder; /walu+]h  
template <> *+'2?*  
class holder < 1 > dC\ZjZZ  
  { u]+~VT1C,3  
public : .\0isO  
template < typename T > I\~ G|B  
  struct result_1 hI?sOR!  
  { Rm1A>1a :  
  typedef T & result; A\_|un%  
} ; p[lNy{u~M  
template < typename T1, typename T2 > $;M:TpX  
  struct result_2 dz [!-M  
  { |2\{z{?  
  typedef T1 & result; m'\2:mDu0  
} ; `LAR@a5i  
template < typename T > l {jmlT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const [.hyZ}B  
  { 7@lS.w\#-  
  return (T & )r; 3kcTE&1^  
} /&F,V+x  
template < typename T1, typename T2 > W>VP'vn}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const !zj0/Q G\  
  { /xGmg`g<#  
  return (T1 & )r1; ~c)~015`  
} ^<e@uNGg  
} ; mC?i}+4>4R  
K{b(J Nd  
template <> &[NG]V!Oc  
class holder < 2 > P&m\1W(  
  { 7XKY]|S,'  
public : b"!Q2S~  
template < typename T > }g#&Q0  
  struct result_1 t5)+&I2  
  { -V,v9h ^  
  typedef T & result; Q+b D}emd  
} ; XNQAi (!GS  
template < typename T1, typename T2 > ,QzL)W7  
  struct result_2 7\*FEjRM]  
  { wC `+  
  typedef T2 & result; >#Q\DsDS  
} ; `(A5f71MfM  
template < typename T > PP:(EN1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pfu1 O6R  
  { uVzFsgBp  
  return (T & )r; >5s6u`\  
} OpM(j&  
template < typename T1, typename T2 > I;VuW  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,rJXy_  
  { !T](Udf  
  return (T2 & )r2; [,2|Flf e  
} {hln?'  
} ; AU-n&uX  
"qc6=:y}  
d*)CT?d&  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 nhIa175'  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: kJW N.  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #Z6'?p9  
` PYJ^I0  
return l(i, j) = r(i, j); f2,jh}4  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) >pU:Gr  
*@d&5  
  return ( int & )i; EkGQ(fZ1|  
  return ( int & )j; #2r}?hP/m  
最后执行i = j;  /'31w9  
可见,参数被正确的选择了。 +w=AJdc  
o9cM{ya/>  
h3dsd  
&WNf M+  
JaB<EL-9r2  
八. 中期总结 ~T) Q$  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: u,}{I}x_  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ~ek$C  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )(y) A[  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor pb#?l6x$+  
r5!/[_l  
CHV*vU<N  
kcb.Wz~=  
JyR/1 W  
}Tf9S<xpq3  
九. 简化 p~*UpU8u  
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。 71vkyn@"  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 -V:"l  
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: t3dlS`O  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Bz5-ITX   
  +-*/&|^等 $Y5)(  
2. 返回引用。 Gs3LB/8?  
  =,各种复合赋值等 #v<QbA  
3. 返回固定类型。 MwmUgN"g  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) keB&Bjd&  
4. 原样返回。 B'^:'uG  
  operator, L#vI=GpL,r  
5. 返回解引用的类型。 Duc#$YfGm  
  operator*(单目) oh$Q6G  
6. 返回地址。 5uxBK"q  
  operator&(单目) /z BxJT0  
7. 下表访问返回类型。 rXA*NeA3v  
  operator[] u]vQ>Uu  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 me OMq1  
  operator<<和operator>> k?2k'2dy  
!9xp cQ>  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 0_CN/5F  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: i\W/C  
` AY_2>7  
template < typename Left > -eX5z  
struct value_return C+|b1/N-  
  { T0&f8  
template < typename T > @xB*KyUW  
  struct result_1 sJ]taY ou  
  { {dmj/6Lc  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; uL[.ND2._&  
} ; d6W SL;$  
bT&: fHc  
template < typename T1, typename T2 > AE} )o)B  
  struct result_2 {'U Rz[g  
  { ;\p KDPr  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; %'[&U#-  
} ; 1 5A*7|  
} ; _1U1(^)  
{#)0EzV6  
y.[Mnj  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait e^O(e  
kYLM&&h  
下面我们来剥离functor中的operator() 8>7& E-  
首先operator里面的代码全是下面的形式: $^@)  
wQRZ"ri,  
return l(t) op r(t) L:9F:/G  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) &LbJT$}V  
return op l(t) !ET~KL!  
return op l(t1, t2) [ :zO}r:  
return l(t) op )KP5Wud X  
return l(t1, t2) op @r?Uua  
return l(t)[r(t)] s>^dxF!+  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] e [8LmuIZ  
u?9" jX  
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: !%c'$f/  
单目: return f(l(t), r(t)); .-<k>9S7_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {#{DH?=^)u  
双目: return f(l(t)); *V+j%^91}  
return f(l(t1, t2)); mW:!M!kk  
下面就是f的实现,以operator/为例 !H ~<  
W8]lBh5~:  
struct meta_divide &8z[`JW,T  
  { hEw- O;T0  
template < typename T1, typename T2 > d'Zqaaf k%  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) '7oA< R  
  { ,u/aT5\_  
  return t1 / t2; xKFn.qFr  
} 2Y7)WPn  
} ; yR4|S2D3xn  
u?+Kkkk  
这个工作可以让宏来做: EI^06q4x  
3mOtW%Hl  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 3YZs+d.;ib  
template < typename T1, typename T2 > \ pZeE61c/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; k68F-e[i^  
以后可以直接用 .B\5OI,]  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) FHC \?Cg  
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 $H-!j%hV  
(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。。。) TYQwy*  
qkC/\![@  
VH[hsj  
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/u h  
DoeiW=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0fYj4`4=n  
class unary_op : public Rettype 0A( +ZMd  
  { =" g*\s?r  
    Left l; K#U<ib-v  
public : T8HF|%I  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} $ mI0Bk  
vPD] hs  
template < typename T > ~I} &V T  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $5*WLG&AK  
      { PpgP&;z4  
      return FuncType::execute(l(t)); lhkwWbB  
    } [B|MlrZ  
M{*Lp6h  
    template < typename T1, typename T2 > Uy$)%dYfq5  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const p1|f<SF')  
      { o9H^?Rut  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); nG;8:f`  
    } xQ@^$_  
} ; |JVk&8 ?8  
_~T!9  
1u6^z  
同样还可以申明一个binary_op _-#'j2  
QPfc(Z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^6_Cc  
class binary_op : public Rettype dX)GPC-D7  
  { /;utcc  
    Left l; !Uq^7Mw  
Right r; iURk=*Z=  
public : uNHF'?X  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R>(@Z M&  
1Y]TA3:  
template < typename T > YxP@!U9dE,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <NuUW9+  
      { `YI f_a{  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Iwc{R8BV  
    } GPGm]Gt  
4A2?Uhp y  
    template < typename T1, typename T2 > >b]S3[Q(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t>[KVVg W  
      { (4Zts0O\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); /\W Qx e  
    } <0PT"ij  
} ; ,.qMEMm  
r9ww.PpNk#  
f?'JAC*  
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 fOMvj%T@2  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 XGkkB  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) cwL1/DGDB  
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。 \ 5,MyB2/`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~PHB_cyth  
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!\;/Vk  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 7%{ |  
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) *7wAkljP  
下面是修改过的unary_op =F;.l@:  
:bC40@  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Z>^pCc\lH  
class unary_op `2PLWo  
  { Ed ,D8ND  
Left l; 4M^G`WA}t9  
  D7S'*;F  
public : `8Lo{P  
Z%n(O(^L  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} j7)Ao*WN  
b&5lYp"d  
template < typename T > UF@XK">  
  struct result_1 P'O#I}Dmw<  
  { W[^qa5W<FB  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; C|?o*fQ  
} ; V.{H9n]IO  
~fo6*g:f1  
template < typename T1, typename T2 > ]Qe{e3p;  
  struct result_2 b@2J]Ay E*  
  { jvQ*t_L  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; H8'Z#"h  
} ; DHY@akhrK  
!eUDi(   
template < typename T1, typename T2 > K/}rP[H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bpxeznz  
  { H Tz  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); `Ps:d^8*P  
} m,t|IgDh  
gL3"Gg3  
template < typename T > 5efpeu  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wWp(yvz  
  { =lVK IW  
  return OpClass::execute(lt(t)); +|ycvHd  
} _BDK`D  
+tD[9b! m  
} ; wW%4d  
 *tAg*$  
<$hu   
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug dzkw$m^@^  
好啦,现在才真正完美了。 0]jA<vLR  
现在在picker里面就可以这么添加了: t2r?N}"P  
PClMQL#  
template < typename Right > Zt3)]sB  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const &RTX6%'KY  
  { z1Ov|Q`  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~D|5u\D-  
} +EAT:,  
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。 Uk,g JR  
eBJUv]o %  
A.5i"Ci[ie  
/AQMFx4-5  
oy;K_9\  
十. bind =2 *rA'im  
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。 V$uk6#  
先来分析一下一段例子 W mm4hkf  
%.z,+Zz?  
A?@@*$&  
int foo( int x, int y) { return x - y;} WsD M{1c  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 1NcCy! +  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 -<_Ww\%8M  
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。 ''kS*3  
我们来写个简单的。 =Z+nX0qF  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: N72Yq)(  
对于函数对象类的版本: L =8+_0  
?Q72;/$  
template < typename Func > i:l<C  
struct functor_trait ":nQgV\ 9  
  { $*W6A/%O  
typedef typename Func::result_type result_type; ~M(5Ho  
} ; _fwb!T}$  
对于无参数函数的版本: h/,${,}J  
JO@|*/mL  
template < typename Ret > LE%7DW(  
struct functor_trait < Ret ( * )() > _H^^y$+1  
  { SKW%X8  
typedef Ret result_type; L-9~uM3@\  
} ; ys#i@  
对于单参数函数的版本: x+G0J8cW  
& V)6!,rb  
template < typename Ret, typename V1 > -$,%f?  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 3bNIZ#`|MB  
  { 1* ]Ev  
typedef Ret result_type; oQL59XOT4  
} ; 8+Td-\IMk  
对于双参数函数的版本: {vE(l'  
aceZ3U>W  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > C8L'si  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > +L=*:e\j  
  { Nlj^D m  
typedef Ret result_type; q SejLh6  
} ; /N-_FMl?  
等等。。。 ,Hgc-7g@Y  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy $ F S_E  
)=DGdI Et  
template < typename Func > Z,X'-7YkU  
struct func_return -`Y :~q1  
  { \-*eL;qP  
template < typename T > wI5Yn h  
  struct result_1 YQ0)5}  
  { ~j'l.gQb  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "p3_y`h6+  
} ; 9TAj) {U%'  
v{ <[)cr  
template < typename T1, typename T2 > [>|FB'  
  struct result_2 >\!4Mk8  
  { Bu]t*$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; LA[g(i 7  
} ; jp+_@S>  
} ; Pe2wsR"_U  
dr<<!q /  
i7LJ&g/)  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 O6].*25  
zT ZVehEe  
template < typename Func, typename aPicker > 7_# 1Ec|;  
class binder_1 BtY%r7^o  
  { /Ky__l!bu  
Func fn; wJlX4cT4YV  
aPicker pk; pN&c(=If  
public : m~'? /!!  
Yh)Isg|0>  
template < typename T > Y[SU&LM  
  struct result_1 |/ }\6L]  
  { y3<Y?M4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1h7+@#<:a  
} ; ]/cd;u  
jn.C|9/mj  
template < typename T1, typename T2 > @d&/?^dp6  
  struct result_2 :3$}^uzIq  
  { ]P[%Mhg^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0ji q-3V)  
} ; ?U7) XvQ  
aTzDew  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -@&1`@):{  
6/ `.(fL1  
template < typename T > 4eH.9t  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u? fTL2~  
  { ]8;n{ }X  
  return fn(pk(t)); G9g6.8*&  
} },[;O^Do^{  
template < typename T1, typename T2 > Pj?Dmk~   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  st 'D  
  { gf)t)-E  
  return fn(pk(t1, t2)); j 6ut}Uq  
} B%\gkl  
} ; 5HS~op2n/  
q*)+K9LRk  
rbqo"g`  
一目了然不是么? ,LOQDIyn  
最后实现bind A4mSJ6K]  
gX5&d\y  
z{]?h cY  
template < typename Func, typename aPicker > n +1y  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Qju`e Eo  
  { V^il$'  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -p-0;Hy  
} ->lu#; A5  
H g5++.Bp  
2个以上参数的bind可以同理实现。 e1q"AOV6  
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。 R \s!*)  
nF)uTk  
十一. phoenix [XlB<P=|>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: zX7q:Pt  
)$x_!=@1  
for_each(v.begin(), v.end(), $(q>mg:H  
( y0ckm6^  
do_ P|jF6?C  
[ =GR 'V  
  cout << _1 <<   " , " Dmdy=&G  
] 8n?kZY$,  
.while_( -- _1), f*xpE`&  
cout << var( " \n " ) %zo= K}u  
) l+y-Fo@  
); 34|a:5c  
AN9[G  
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: 5c -N0@\  
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 (S^ck%]]a!  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 EqM;LgE=  
那么我们就照着这个思路来实现吧: #< CIFVH  
]qw0V   
l!IKUzt)7  
template < typename Cond, typename Actor > 99iUOw c  
class do_while hh.Q\qhubB  
  { #-cTc&$O;  
Cond cd; *9gD*AnM,  
Actor act; l*7?Y7FK  
public : +'03>!V  
template < typename T > K6pR8z*?  
  struct result_1 D>wZ0p b-  
  { R21~Q:b !  
  typedef int result_type; u@.>WHQN  
} ; VS/;aG$&y  
PK rek  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} $R^lo $(  
#2%([w  
template < typename T > M2T|"Q"=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [B6DC`M  
  { qs=tJ ^<<o  
  do d$;/T('  
    { s\0Ko1  
  act(t); @%W]".*'}  
  } Yr&Ka:  
  while (cd(t)); @C.GKeM*  
  return   0 ; Nw](".  
} C9KWa*3  
} ; S_8r\B[>P  
&/ ouW'oP  
!E& MBAKy  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). =l`OHTg  
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。 W8aU "_  
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。 xRX>|S  
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。 >#N[GrJAE  
下面就是产生这个functor的类: h[=nx^  
6f] rQ9  
u.6P-yh  
template < typename Actor > u3ds QU  
class do_while_actor .2X2b<%)  
  { vD=%`G[m  
Actor act;  H+cNX\,  
public : ` Q9+k<  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} g#W_S?  
M#0 @X  
template < typename Cond > Jgi Iq  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; (@ ]tG?I=  
} ; H=. K  
Hq xK\m%,.  
 *W^=XbG  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 8B@J Fpg^  
最后,是那个do_ #@_ 1fE  
(K!4Kp^m  
SFO&=P:U  
class do_while_invoker D<nxr~pQ  
  { !A[S6-18%-  
public : c#\-%h  
template < typename Actor > a c6*v49  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ~Fx&)kegTo  
  { 3Xdn62[&  
  return do_while_actor < Actor > (act); R [9w  
} W/v|8-gcK  
} do_; EUwQIA2c8N  
:dDxxrs"  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? aIu2>  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 my,x9UPs  
最后来说说怎么处理break和continue j-* TXog  
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。 2z-$zB<vyw  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五