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
  • 7919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 RC?gozBFJ  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 AQ+MjS,  
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, i7D[5!  
wr>[Eo@%\  
AH-B/c5  
S\5%nz \  
  class filler ~;$,h ET  
  { *Cf5D6=Q  
public : {02$pO  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} c[VVCN8dA  
} ; ;\a?xtIy  
R `K1L!`3  
cH>@ZFTF  
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: [>--U)/  
e7tp4M9!%  
^I W5c>;|  
hNU$a?eVpR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); `st3iTLZY  
%[S-"k  
t?1 b(oJ  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 u-</G-y  
wH]5VltUT1  
Z?JR6;@W  
"xWrYq'"  
二. 战前分析 !U::kr=t  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 y[`>,?ns5  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码  N$ oQK(  
BN7]u5\7  
<8)cr0~zy>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); UA4="/  
  /* --------------------------------------------- */ Z-%zR'-?*  
vector < int *> vp( 10 ); 65]>6D43  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); *? V boyU  
/* --------------------------------------------- */ rF?gKk  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); O, .c gX   
/* --------------------------------------------- */ Yw(O}U 5e  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); _p*a`,tK  
  /* --------------------------------------------- */ kF]sy8u]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); G]v BI=  
/* --------------------------------------------- */ UpTVLx^c  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); wE~&Y? ^  
CH9Psr78  
x3AAn,m8  
CKE):kHu  
看了之后,我们可以思考一些问题: MD98N{+[|  
1._1, _2是什么? E4N/or  
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。 DbWaF5\yD  
2._1 = 1是在做什么? 1VKu3  
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。 "%(SLQOyy  
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。 9QP-~V{$  
:_8Nf1B+T  
~`97?6*Ra  
三. 动工 -kk0zg &|i  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Talmc|h  
"LNLM  
=O%Hf bx  
G!)Q"+  
template < typename T > ;~,)6UX7  
class assignment N?EeT}m_  
  { rSa=NpFxLu  
T value; FW"n+7T  
public : Nn#;Kjul.  
assignment( const T & v) : value(v) {} <EKTFHJ!  
template < typename T2 > U3**x5F_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } v? Zo5uVoq  
} ; m)l'i!Y  
:y.~IQN  
Y 'y yrn}  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 8|L;y[v  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7!F -.kG  
KwHlpW*  
XvSng"f.  
icK$W2<8mg  
  class holder =4[ U<opP  
  { Hk f<.U  
public : 3y tlD'  
template < typename T > Na>w~  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const !aB~G}'  
  { B ({g|}|G+  
  return assignment < T > (t); HDO_r(i  
} <KX fh  
} ; }U'VVPh _  
OF}."a  
}  fa  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: p%R+c  
+'/C(5y)0X  
  static holder _1; ~ <36vsk  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 I@oSRB  
WF_ v>g:g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); gNJdP!(t  
而不用手动写一个函数对象。 !bIE%cq  
B[IWgvB(e  
!]3kFWs  
a9u2Wlz  
四. 问题分析  RnSll-  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 bkuJN%  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ^[&,MQU{7  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Wl7S<>hg4  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Q?V+ 0J  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 */HW]x|?V~  
|~o0 -: 'C  
五. 问题1:一致性 I!#WXK  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 8VtRRtl  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 |>RNIJ]  
sd%m{P2  
struct holder Y P,>vzW  
  { }_BNi;H  
  // nAC>']K4$  
  template < typename T > mp)+wZAN&  
T &   operator ()( const T & r) const 388vdF  
  { AJ3%Z$JJ;s  
  return (T & )r; 6zi 5#23  
} (tyky&$!  
} ; GExr] 2r  
kl1/(  
这样的话assignment也必须相应改动: ;|`< B7xf  
} eF r,bJ  
template < typename Left, typename Right > u#y#(1 =  
class assignment ,D'm#Fti  
  { .D;6 r4S  
Left l; Ob{Tn@  
Right r; GYg.B<Q.  
public : ({zWyl  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} u* G+=aV.6  
template < typename T2 > g^}C/~b[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } W] WH4.y  
} ; gA`QV''/:  
JZK93R  
同时,holder的operator=也需要改动: 7GTDe'T  
CpB,L  
template < typename T > CH#K0hi  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const n.i 8?:  
  { .SLpgYFL{  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); (xE |T f  
} /M JI^\CA  
/~Bs5f.]?  
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。 MsZx 0]  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 $o0.oY#  
N/'8W9#6  
return l(rhs) = r; peHjKK  
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。 i&8|@CACb  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: FQ> kTm`d  
~<-mxOe  
template < typename Tp > =~"X/ >'  
class constant_t B&7NF}CF2  
  { eY-h<K)y  
  const Tp t; R={#V8D~  
public : 6$0<&')Yb  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} OwEu S#-  
template < typename T > tJ7F.}\;C  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const #.!#"8{0_  
  { UCXRF  
  return t; xHqF_10S#  
} fs:yx'mxV  
} ; ?pcbso  
hs5>Gx  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 j0j!oj)7I  
下面就可以修改holder的operator=了 [?hvx}  
[Y~~C J  
template < typename T > MN8>I=p  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const &CcW(-  
  { ]Y-Y.&b7t  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); |N^"?bSt  
} Qwt0~9n(  
ZJenwo  
同时也要修改assignment的operator() x.4z)2MO  
OrYN-A4{  
template < typename T2 > //;(KmU9  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Hq+QsplG  
现在代码看起来就很一致了。 d3|/&gDBK  
(w{T[~6  
六. 问题2:链式操作 j!y9E~Zz  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 :p,|6~b$  
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。 ya{`gjIlW  
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。 ]jY^*o[  
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。 -8Hc M\b  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct z9g ++]rkJ  
U[|5:qWs  
template < typename T > 3 tCTPZy  
struct result_1 tjwn FqI  
  { D(;+my2  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; C #iZAR  
} ; 2Wu`Dp;&l  
[\#ANA"  
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: G0|}s&$yL  
$,J0) ~  
template < typename T > 4H (8BNgzV  
struct   ref 2m]4  
  { P3]K'*Dyd  
typedef T & reference; c|JQ0] K  
} ; N mXRA(m  
template < typename T > &A*E)T#>#  
struct   ref < T &> %\(-<aT  
  { |(ab0b #  
typedef T & reference; qJ(uak  
} ; p^*a>d:d]  
ZG2EOy  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: rAAx]nQ@  
deArH5&!  
template < typename T > rdd-W>+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ~nhO*bs}7{  
  { j~1K(=Ng  
  return l(t) = r(t); !yPy@eP~  
} OdZ/\_Z  
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。 %qz-b.  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ;y. ;U#O  
\Cu=Le^  
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 k(pJVez  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 1;1;-4k7I  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 A$N%deb  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 6IV):S~  
最后的布局是: &Z[+V)6,,  
                Add #h^nvRmON  
              /   \ 0 K#|11r  
            Divide   5 C3Q #[  
            /   \ ?gU raSFU  
          _1     3 87[ ,.W  
似乎一切都解决了?不。 G![d_F" e  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 xjiV9{w  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 z/`+jIB  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: l^ay* H  
0?8>{!I  
template < typename Right > _hyqHvP  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const -&`_bf%M  
Right & rt) const E b:iym0  
  { i+mU(/l2{  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |9%~z0  
} {q`8+$Z;  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 >n3GvZ5%  
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。 &gruYZGK  
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。 p\6}<b"p  
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。 b9vud r  
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。 C5-u86F  
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? -%Vh-;Ie(  
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: d@g29rs  
H390<`  
template < class Action > L=qhb;  
class picker : public Action 3))CD,|  
  { $(;Ts)P  
public : Ycm.qud ?  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~EY)c~ H  
  // all the operator overloaded 3'kKbrk [  
} ; 7Z`4Kdh .  
a'|]_`36x  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 [KYq01cj  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 8|{ZcW  
8tR6.09'  
template < typename Right > J)B3o$  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const rhQ+ylt8I  
  { gh*k\0  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]gVA6B?&9  
} B=K<k+{6"  
.eg'Z@o  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > -s2)!Iko&  
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。 *Vq'%b9  
]Ss63Vd  
template < typename T >   struct picker_maker g2TK(S|#  
  { Uz,P^\8^$  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Jj [3rt?8  
} ; Mn/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > gizY4~ j  
  { 1}|y^oB\-  
typedef picker < T > result; yN{**?b  
} ; jZqa+nG51  
[dP<A ?s  
下面总的结构就有了: ]Xnar:5  
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。 ;kZD>G8  
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。 u`Nrg<  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ";(m,i f-  
至此链式操作完美实现。 qXq#A&  
nbP}a?XC  
:KvZP:T  
七. 问题3 &$CyT6mb^  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ~s4JGV~R  
 EH2):  
template < typename T1, typename T2 > lshSRir  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ym6Emf]  
  { sq#C|v/  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); U:$z lfV  
} n8!|}J  
)E=B;.FH  
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: ,/Gp>Yqx  
{@7UfJh>  
template < typename T1, typename T2 > ^Ff fc@=  
struct result_2 |>U<EtA"  
  { "gI-S[  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; g~K-'Nw  
} ; bt=D<YZk  
8M!9gvcaO  
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? $<Gt^3e  
这个差事就留给了holder自己。 EB+4]MsD  
    u"v$[8  
"[["naa  
template < int Order > 9mMQ  
class holder; C'A D[`p  
template <> `{"V(YMEV  
class holder < 1 > Bq~S=bAB>R  
  { otjT ?R2g'  
public : ^8oN~HLZ  
template < typename T > p + JOUW  
  struct result_1 R6;229e  
  { w\d1  
  typedef T & result; 6I=d0m.io  
} ; gPK O-Fsd"  
template < typename T1, typename T2 > |Zn,|-iW  
  struct result_2 %iIr %P?  
  { l@UF-n~[  
  typedef T1 & result; >/C,1}p[  
} ; /P3Pv"r|8]  
template < typename T > :k.>H.8+~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const JK^%V\m  
  { DPnrzV )  
  return (T & )r; 0[ n;ZL~  
} *yI( (G/  
template < typename T1, typename T2 > _%rkN0-(a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r H9}VA:h  
  { T^|6{ S\  
  return (T1 & )r1; iuEe#B;!  
} PB8U+  
} ; E(S$Q^  
:Oj!J&A  
template <> Us&~d"n  
class holder < 2 > vy5{Vm".4  
  { H9VdoxKo  
public : ?5d[BV   
template < typename T > A#~CZQY^$  
  struct result_1 PL\4\dXB  
  { !C' Y 7  
  typedef T & result; M#],#o*G  
} ; 9J49s1  
template < typename T1, typename T2 > u`+kH8#  
  struct result_2 /6N!$*8  
  { =1B;<aZH!  
  typedef T2 & result; v%c--cO(S4  
} ; ]a~gnz&1  
template < typename T > S|RUc}(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Jn0L_@  
  { Fok`-U  
  return (T & )r; LwQYO'X  
} ]tK<[8Y  
template < typename T1, typename T2 > gavf$be  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const V,tYqhQ3  
  { :VRQd}$Pi  
  return (T2 & )r2; bq5?fPBrq  
} x*^)B~7}  
} ; 1G,'  
A sf]sU..  
kafj?F  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 F+Hmp\rM#  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: %`dVX EO  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Y#-pK)EeU  
U3>ES"N  
return l(i, j) = r(i, j); .a]av   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) gWjz3ob  
|2X+( F Ed  
  return ( int & )i; ]'i}}/}u2  
  return ( int & )j; >Cr'dKZ}  
最后执行i = j; ve/|"RB  
可见,参数被正确的选择了。 Z=s]@r  
#k)J);&ZA  
)Oj%3  
pEGHW;  
^zS|O]Tx  
八. 中期总结 ~ln96*)M;  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: P.t7_v>  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 s)~H_,  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 /$ueLa  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor  D z>7.'3  
/(A rA=#  
_H2%6t/V  
9[\$\l  
'F8:|g  
&>auW}r  
九. 简化 O`0A#h&No  
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。 yD&UH_ 1g  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 <m?/yRE K2  
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: dy0xz5N-  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 y"0! 7^  
  +-*/&|^等 {D8[pG%z  
2. 返回引用。 V0$:t^^  
  =,各种复合赋值等 -+|{#cz  
3. 返回固定类型。 '%A*Z,f  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ZEU/6.  
4. 原样返回。 ^5gB?V,  
  operator, |f&=9%  
5. 返回解引用的类型。 mt3j$r{_  
  operator*(单目) }&*,!ES*  
6. 返回地址。 yYZ0o.<&T*  
  operator&(单目) ]u O|YLWp  
7. 下表访问返回类型。 <NX6m|DD  
  operator[] IY9##&c3>  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ZNbb8v  
  operator<<和operator>> 4^BHJOvs  
:.EVvuXI  
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。 ZzO.s$  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \>XkK<ye  
baM@HpMhM  
template < typename Left > /3v`2=b  
struct value_return L[:b\ O/p,  
  { 3/((7O[  
template < typename T > < G:G/  
  struct result_1 ob.=QQQs  
  { w!^{Q'/,Q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Gl>_C@n0h  
} ; !tofO|E5  
.Cf`D tK  
template < typename T1, typename T2 > nqyB,vv0  
  struct result_2 H#j Z'I  
  { vwQ6=  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; )y}W=Q>T  
} ; 4~/3MG  
} ; T]Eg9Y:+v  
Tj*Vk $}0  
t1tZ:4  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait o@0p  
7vs>PV  
下面我们来剥离functor中的operator() R k).D 6  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 9AdA|/WV  
g>O O '}lF  
return l(t) op r(t) o}K!p %5_  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) S+(-k0  
return op l(t) aC2\C=ru_  
return op l(t1, t2) N-Nq*  
return l(t) op GE[J`?E]  
return l(t1, t2) op #!X4\+)  
return l(t)[r(t)] }EZd=_kAq~  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] !,< )y}L^)  
?5g0#wqI  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Jk!*j  
单目: return f(l(t), r(t)); H#;-(`F  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1tQl^>r16  
双目: return f(l(t)); ?N*|S)BN  
return f(l(t1, t2)); r8E)GBH-|  
下面就是f的实现,以operator/为例 /Z*XKIU6v/  
g4 |s9RMD  
struct meta_divide +8 AGs,  
  { 9n${M:F  
template < typename T1, typename T2 > sh%snLw  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) kW@,P.88  
  { \L: ;~L/  
  return t1 / t2; -q.tU*xf'  
} )!&7XL[  
} ; m:7$"oq|  
HsGyNkr?r  
这个工作可以让宏来做: 4>&%N\$*  
^l4=/=RR  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _#/zH~V%  
template < typename T1, typename T2 > \ 2Y@:Vgg  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; gOA  
以后可以直接用 RMx$]wn_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) jLs-v  
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 MZX-<p+  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) }G#TYF}  
3i'L5f67  
Xn'{g  
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 }qf)L .  
.*s1d)\:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > u!As?AD.  
class unary_op : public Rettype D^knN-nZ*  
  { 5@6%/='I q  
    Left l; Wm/0Y'$r&k  
public : *L3>:],7  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ty21-0 F  
[BpIzhy&}  
template < typename T > L+&eY?A  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OXs-gC{b  
      { 2,Og(_0>  
      return FuncType::execute(l(t)); f@%H"8w!  
    } L/,W  
C]tHk)<|42  
    template < typename T1, typename T2 > p<2A4="&  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t@TBx=16  
      { '@ym-\,  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); $Xf gY1S  
    } 9w Pc03a  
} ; B%c):`w8]  
e.<$G'  
h98_6Dw(]  
同样还可以申明一个binary_op =W6AUN/%p  
RY(\/W#$  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > MHv2r  
class binary_op : public Rettype S'NZb!1+  
  { X/_e#H0  
    Left l; w~eF0 {h  
Right r; QGYO{S  
public : ?X1vU0 c  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ztNm,1pnQ  
`43`*=  
template < typename T > 8Q&hhmOnz  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wr/Z)e =^3  
      { MjAF&bD^  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 0pWF\<IZ  
    } lH6zZ8rh  
@tY)s  
    template < typename T1, typename T2 > ))" *[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >g!a\=-[  
      { n1n1 }  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); !4 4)=xW  
    } c5?;^a[  
} ; p4 #U:_  
?- 5{XrNm  
T>l=0a #  
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 W 2VH?-Gw  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $z!o&3c'x  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) )p&FDK#ob=  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ;O*y$|+PA  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! -0 [^w  
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。。。 ]>NP?S )R  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 4+t9"SD  
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) c]`}DH,TJ  
下面是修改过的unary_op Ds4n>V,o  
#:{Bd8PS  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > $= '_$wG 8  
class unary_op KJ]:0'T  
  { \Gh]$s p  
Left l; N@$g"w  
   o *2TH2  
public : sjpcz4|K  
bE-{ U/;  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} bDa(@QJ-  
#{)=%5=c  
template < typename T > =} Np0UP  
  struct result_1 )1%l$W  
  { >5{Z'UWxh  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; lHBk&UN'  
} ; PiMW 29B^  
PpPg ~ix*  
template < typename T1, typename T2 >  )_P|_(  
  struct result_2 sgdxr!1?y  
  { uV r6tb1  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .0l0*~[  
} ; ^uzJu(  
cD&53FPXC  
template < typename T1, typename T2 > B w1ir  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Om%{fq&  
  { LXr yv;H  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); b !FX]d1~k  
} `A8nAgbe  
a"^0;a  
template < typename T > */iD68r|-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1$Rua  
  { @ !0@f'}e  
  return OpClass::execute(lt(t)); fcd\{1#u  
} zQJ9V\0  
fD3}s#M*G  
} ; Zgt:ZO  
9(>]6|XS  
?mxBMtc  
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 .lVC>UT  
好啦,现在才真正完美了。 jM8e2z3  
现在在picker里面就可以这么添加了: lwEJ)Bv  
~y.{WuUD  
template < typename Right > (9r\YNK  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Fp>iwdjFg  
  { h }&WBN  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); T8& kxp  
} .4c*  _$  
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。 YPQ&hEu0  
TfaL5evio  
L>~wcoB  
3+mC96wN  
\ct)/  
十. bind @= f2\hU  
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。 ~^((tT  
先来分析一下一段例子  LAG*H  
L&O!"[++  
Az.(tJ X"  
int foo( int x, int y) { return x - y;} T4,dhS|  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 0 1U/{D6D  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ^&oa\7<'  
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。 5gnNgt~  
我们来写个简单的。 ]J;pUH+u  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: cd1M0z  
对于函数对象类的版本: C8qA+dri  
5)fEs.r0U  
template < typename Func > <[O8 {9j  
struct functor_trait QXZjsa_|  
  { MP/6AAt7=|  
typedef typename Func::result_type result_type; T#'+w@Q9{9  
} ; \ IJ\  
对于无参数函数的版本: u_[^gS7  
/QDlm>FM4  
template < typename Ret > Pt~mpRl H  
struct functor_trait < Ret ( * )() > R7: >'*F  
  { h|h-<G?>  
typedef Ret result_type; [)V&$~xW  
} ; qdoJIP{  
对于单参数函数的版本: d;` bX+K  
,7:_M> -3g  
template < typename Ret, typename V1 > qkB)CY7  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > PjriAlxD  
  { ea-NqdGs;m  
typedef Ret result_type; .v<c_~y  
} ; asT:/z0  
对于双参数函数的版本: o@TxDG  
H\7#$ HB  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > P@P(&{@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > et|QW;*L  
  { Fy!u xT-\  
typedef Ret result_type; p!^.;c  
} ; 2 2K:[K  
等等。。。  DJ?kQ  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy e573UB  
ft oz0Vb  
template < typename Func > 'f0*~Wq|  
struct func_return C2RR(n=N^  
  { 8 x$BbK  
template < typename T > \ FW{&X9a  
  struct result_1 0{bGVLp  
  { ssVO+ T  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Qhlgu!  
} ; ,L ;ueAo  
'V";"Ei  
template < typename T1, typename T2 > sM)qzO2wh  
  struct result_2 :#8#tLv  
  { ~~eR,HYk  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Sc Uh -y_  
} ; /Po't(-x  
} ; Bbuy y  
^c?2n  
w'[lIEP 2$  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ]$[J_f*x  
UN{_f)E?  
template < typename Func, typename aPicker > 49b#$Xq  
class binder_1 &|('z\k  
  { n(^{s5 Rr  
Func fn; :G$f)NMK  
aPicker pk; $]:yc n9l  
public : 2 O\p`,.  
 # Vz9j  
template < typename T > rj zRZ  
  struct result_1 GKf,1kns  
  { RRh0G>*  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; WE""be8  
} ; c>+l3&`  
.nCF`5T!  
template < typename T1, typename T2 > 7\*_/[B  
  struct result_2 W]Z;=-CBr  
  { HO,z[6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; j'Ry.8}  
} ; UFnz3vc  
a4HUP*  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} S]3K5Z|  
R2k R   
template < typename T > #({0HFSC:j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p/jC}[$v  
  { !yAlb#yu  
  return fn(pk(t)); 0ut/ ')[  
} ;Awt:jF  
template < typename T1, typename T2 >  QDCu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0M^7#),  
  { _[ml<HW]  
  return fn(pk(t1, t2)); f0rM 4"1  
} ^_FB .y%  
} ; ^|yw)N]Q/  
UH=pQm ^W  
M0[7>N _  
一目了然不是么? |sd0fTK  
最后实现bind 94bmK V_  
N"d M+  
0BF'@r";  
template < typename Func, typename aPicker > bt3v`q+V  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) hM~9p{O  
  { 2pR+2p`  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `I|$U)'  
} (V2~txMh  
K=|x"6\  
2个以上参数的bind可以同理实现。 e1$T%?(&[  
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。 E.V#Bk=  
5yPw[ EY  
十一. phoenix Bw^*6P^l  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: m\QUt ;  
/VFh3n>I2  
for_each(v.begin(), v.end(), o^P/ -&T  
( ZmSe>}B=  
do_ G9'Wo.$ t  
[ ;T1OXuQ  
  cout << _1 <<   " , " $#R@x.=  
] Pn:L=*  
.while_( -- _1), 3^m0 k E  
cout << var( " \n " ) Pf`HF|NI  
) o6LeC*  
);  ~DYUI#x  
N!R>L{H>  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ;Fw{p{7<  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Wk1o H  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 bgD4;)?5b  
那么我们就照着这个思路来实现吧: [(Z{5gK  
I8*_\Ez  
QWL$F:9:  
template < typename Cond, typename Actor > jK`b6:#(,  
class do_while !S6zC >  
  { G 3))3]  
Cond cd;  )l 0\TF  
Actor act; Nl~'W  
public : $07;gpZt  
template < typename T > HRX}r$  
  struct result_1 fuRCM^U(  
  { IM-O<T6r[N  
  typedef int result_type; ;2Aqztp  
} ; $oF0[}S  
DZPg|*KT  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \NE~k)`4j%  
klkshlk d  
template < typename T > h- )tWJ c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )fPN6x/e  
  { /2 V  
  do y5>X0tT  
    { {O24:'K&  
  act(t); nPlg5&E  
  } 05o +VF;z  
  while (cd(t)); ^FO&GM2a  
  return   0 ; Er@'X0n  
} b;kgP`%%  
} ; ?@n, 9!  
=3K}]3f  
ScN'|Ia.-  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ;UU`kk  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 jtS-nQ|  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 F3)w('h9c  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 gJ \CT'/  
下面就是产生这个functor的类: eI20)t`j  
eK8y'VY  
"{TVd>9_  
template < typename Actor > ~`Uil=  
class do_while_actor =;HC7TUM&  
  { Ql2zC9C  
Actor act; [g<rzhC~=  
public : pi?$h"y7Q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} CEQs}bz  
JU>F&g/|  
template < typename Cond > 'YFy6rds  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5?] Dn k.o  
} ; =Oyn<  
"pRi1Y5)l  
!>E$2}Q|]  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 t,D7X1W  
最后,是那个do_ 5/w4[d  
$U*b;'o  
H\r- ;,&  
class do_while_invoker zE,1zBS<  
  { -l(G"]tRB  
public : "`6pF8k  
template < typename Actor > Fy#y.jK9v  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const !xD$U/%c  
  { h#:_GNuF  
  return do_while_actor < Actor > (act); l&JV.}qGB8  
} 3ncL351k  
} do_; \+iZdZD  
rS|nO_9f  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Iu V7~w  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 5MX7V4ist  
最后来说说怎么处理break和continue x->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。 $^K12Wcp-  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八