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
  • 7159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 W5yu`Br  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 'r3}=z4Y  
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, Pg}G4L?H;J  
$B N+SD!  
z~;qDf|I  
!,WRXE&j  
  class filler Ji:@z%osr  
  { um4zLsd#v  
public : @k;3$  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} KV(W|~+rM  
} ; Ft>8 YYyU  
S5p\J!k\B  
U9%nku4  
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: alD|-{Bf  
ago t (  
M& L0n%,y5  
rx) Q]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 6<O]_HZ&  
qWK7K%-$ E  
'GT`% ck  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ;\0RXirk  
uU"s50m  
tV%\Jk),  
5Uz(Bi  
二. 战前分析 61 |xv_/  
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。 G7xjW6^T  
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_}Im>;!  
jt*@,+e|  
uQ)]g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 1z!Lk*C)  
  /* --------------------------------------------- */ =v;@w$#  
vector < int *> vp( 10 ); )8PL7P84  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); $l0w{m!P  
/* --------------------------------------------- */ .w"O/6."  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); s_Gp +-  
/* --------------------------------------------- */ n\,W:G9AR7  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); epe}^Pl  
  /* --------------------------------------------- */ ,]' !2?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); QJ'C?hn  
/* --------------------------------------------- */ Nzt1JHRS  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); )`0 j\  
}3e+D  
6jA Q  
<ZEll[0L  
看了之后,我们可以思考一些问题: p `Z7VG  
1._1, _2是什么? 3 Q;l*xu  
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。 zc5_;!t  
2._1 = 1是在做什么? K>~l6  
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。 CQHlSV W  
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。 p5ihuV,   
6=D;K.!  
?U[AE -*  
三. 动工 ~I74'  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /PlsF  
75ob1h"  
ujedvw;sO  
$fO*229As  
template < typename T > =lnz5H  
class assignment A>k;o0r  
  { -fv.ByyA  
T value; VdgPb (  
public : R _%pR_\  
assignment( const T & v) : value(v) {} h9mR+ng*oD  
template < typename T2 > .nN7*))Fj  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } "lt[)3*  
} ; C}Q2UK-:  
FdD'Hp+  
mdd~B2"el  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ObUQB+  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment g`1i[Iu2  
Gu pKM%kM  
z&8#1'  
o/xE O=AW  
  class holder ?5D7n"jY  
  { J.*=7zmw  
public : 4{_5z7ody  
template < typename T > IM+PjYJ  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const G[mYx[BTz  
  { ^AN9m]P  
  return assignment < T > (t); \[BnAgsF  
} B.o&%5dG  
} ; 7%tn+  
!Kis,e  
K"D9.%7  
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: l6~eb=u;9g  
;AaF;zPV  
  static holder _1; :MpCj<<[  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Z7Kc`9.0|  
mEGMe@37  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); _Cs.%R!r  
而不用手动写一个函数对象。 q/Q*1  
 : 2?du  
PrCq JY  
^6=nL<L  
四. 问题分析 b#b#r  
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。 fu`oDi  
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。 8L#sg^1V  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 tNjrd}8s  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ms?h/*E<H  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *]LM2J  
^^v!..V]J  
五. 问题1:一致性 |Bjb  
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?| =hA/;  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 o,29C7Ii  
'F@'4[uda  
struct holder j8lbn|.  
  { [mm5?23g  
  // wm}i+ApK  
  template < typename T > j,~h:MT  
T &   operator ()( const T & r) const Q$3%aR-2  
  { g;-CAd5  
  return (T & )r; Z@1rs#  
} 4u<oe_n  
} ; NK#f Gz*,(  
[g<JP~4]  
这样的话assignment也必须相应改动: WKN\* N<  
}%%| '8  
template < typename Left, typename Right > =ahD'*R^A  
class assignment GSypdEBj+w  
  { /Qbt  
Left l; xC|7"N^/  
Right r; `S%p D.g,2  
public : y$!~</=b  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} E}~ GXG  
template < typename T2 > L='GsjF0}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 5)0R:  
} ; aaLT%  
QH+Oi&xH  
同时,holder的operator=也需要改动: .Zo8KwkFY  
m+CvU?)gJ  
template < typename T > g,\<fY+ 4  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const wL~ dZ! ,J  
  { pm^[ve  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); SFTThM]8M1  
} [gU z9iU  
X mLHZ,/  
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。 oveW)~4  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 rqifjsv  
JWC{"6  
return l(rhs) = r; gJ:Z7b  
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。 nXXyX[c4e  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: q_JES4ofx  
uS3J^=>@(a  
template < typename Tp > H~fZA)W 4Y  
class constant_t rT <=`9^{  
  { '\P6NszY~  
  const Tp t; >AJtoJ=j  
public : D}Z].c@ E  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *SL v$A  
template < typename T > !'MZeiLP  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const njX!Ez  
  { Za5*HCo  
  return t; L=?Yc*vg  
} y1B3F5  
} ; 5_#wOz0u$  
[.;VCk)0x  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 "4zTP!Ow  
下面就可以修改holder的operator=了 mK fT4t  
)Yy`$`  
template < typename T > V\Cu|m&HI  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ]& jXD=a"  
  { xbSix:R=Z  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); d?.ewsC  
} PH^AT<U:T  
P_ U[OM\  
同时也要修改assignment的operator() >iDV8y  
IR(qjm\V  
template < typename T2 > qn5e[Vn  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } X3 P~z8_  
现在代码看起来就很一致了。  mR)Xq=  
AQw1,tGV  
六. 问题2:链式操作 D37N*9}  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 R%=u<O  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 YKlYo~fGN9  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 40w,:$  
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。 zW+X5yK  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct p Wa'Fd  
<%Zg;]2H`  
template < typename T > 2v\,sHw+-  
struct result_1 d kVF  
  { &`Oj<UyJY  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; >hHjDYjbf  
} ; l 8qCg/ew  
5|z>_f.^pS  
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: _bRd2k,  
|`B*\\1  
template < typename T > % P .(L  
struct   ref I|8'#QX  
  { 7Ko<,Kp2b  
typedef T & reference; ZfsM($|a  
} ; WT;4J<O/  
template < typename T > AqnDsr!  
struct   ref < T &>  `S$zwot  
  { {Rc mjI7  
typedef T & reference; HqC 1Dkw  
} ; 1?%Q"*Y&  
z=%&?V  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: %Z_/MNI  
UVa:~c$U4  
template < typename T > {,xI|u2R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const }%2hBl/  
  { w{TZN{Y  
  return l(t) = r(t); u-qwG/$E  
} ^F\RM4|,  
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。 sT8(f=^)8F  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 w(Jf;[o  
3kqO5+,C  
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 8G3CQ]G  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: zNG]v?JAh  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 tV.qdy/]}  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 v<0\+}T1R  
最后的布局是: ZW+M<G  
                Add n92*:Y  
              /   \ Hreu3N  
            Divide   5 l$_q#Kd  
            /   \ [Ey[A|g  
          _1     3 n0)0"S|y1  
似乎一切都解决了?不。 J:D{5sE<|  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 z3Id8G&>  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 S2+X/YeB  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: R;d)I^@  
vC#_PI  
template < typename Right > j(xVbUa  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const /FJ.W<hw  
Right & rt) const 7l%]O}!d)  
  { uy'I#^Bt  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); bv:M zYS  
} b?^CnMO  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *C~$<VYI  
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。 qQN|\u+co  
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。  C\`*_t  
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。 qX9x#92  
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。 V Zz>)Kz:  
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? Z:(Zy  
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: JX)%iJq#  
{)`tN&\  
template < class Action > MA`.&MA.  
class picker : public Action rbt/b0ET  
  { WY& [%r  
public : cM?i _m  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ztEM>xsk  
  // all the operator overloaded PKjM1wqaG@  
} ; UG !+&ii|  
L#|6L np^  
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。 ;z1\n3,  
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: uN;]Fv@Z  
L,\wB7t  
template < typename Right > OF1fS\P<>  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Pd8zdzf{  
  { xJ rKH  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 5>x?2rp  
} vT=?UTq  
)`z{T  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 59MpHkr  
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。 AZH= r S`  
H&*KpOL  
template < typename T >   struct picker_maker rtn.^HF  
  { eEmuE H@X  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 5Tg[-tl  
} ; d:!A`sk7  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Q<O(Ix  
  { MhL>6rn  
typedef picker < T > result; i_{b *o_an  
} ; @b3jO  
|aX1PC)o_  
下面总的结构就有了: L ]Y6/Q   
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。 2tqj]i  
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。 <$@*'i^7Ez  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 lL;SP&  
至此链式操作完美实现。 mx=2lL`  
Ad)::9K?J  
vp4NH]fJ  
七. 问题3 /v-:ca)7mI  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 5Z_7Sc  
[k{2)g  
template < typename T1, typename T2 > R>;m6Rb_  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \'hZm%S  
  { J e"~/+  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); _eZ*_H,\  
} UlQS]f~  
vw)lD9-"  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: s9[54 7?`  
"pMx(  
template < typename T1, typename T2 > ?2nF1>1  
struct result_2 yFY:D2  
  { EPiZe-  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 2>*b.$g  
} ; nh]}KFO h  
cH48)  
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? c-oIP~,  
这个差事就留给了holder自己。 7'zXf)!  
    C @nA*  
Wy.^1M/n>~  
template < int Order > Ku`u%5<  
class holder; f)19sjAJk  
template <> k9m9IE"9=$  
class holder < 1 > b Od<x >@  
  { qAW?\*n5N  
public : hl$X.O  
template < typename T > 1n!xsesSc  
  struct result_1 sd&^lpH  
  { KdXqW0nm  
  typedef T & result; @0 #JY:"  
} ; @@V{W)r l  
template < typename T1, typename T2 > 9>k_z&<  
  struct result_2 @hwe  
  { O9ar|8y  
  typedef T1 & result; 3 =-V!E  
} ; ?egZkg=U  
template < typename T > +3[8EM#g  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Seh(G  
  { 8(>2+#exw  
  return (T & )r; A)_HSIVi  
} 2rxz<ck(  
template < typename T1, typename T2 > u*$]Bx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  7 T  
  { 7yQw$zG,Iz  
  return (T1 & )r1; v>/_U  
} kRqe&N e  
} ; gC+?5_=<  
Mp?L9  
template <> dJ {q}U  
class holder < 2 > [`kk<$=,&  
  { h + <Jv   
public : tU0jFBB  
template < typename T > <q&4Y+b  
  struct result_1 \Oxyc}&  
  { yA#nnu1  
  typedef T & result; a"&cm'\lL  
} ; d7S?"JpV  
template < typename T1, typename T2 > MK(~  
  struct result_2 _:]g:F[ #  
  { ^yX>^1  
  typedef T2 & result; x~Dj2 F]  
} ; hp`ZmLq/[  
template < typename T > bXSAZW f  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const p\R&vof*  
  { H?rCIS0  
  return (T & )r; [RF6mWQ  
} On|b-  
template < typename T1, typename T2 > [HI$[ :[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const G6dUm_iB  
  { qOy0QZ#0  
  return (T2 & )r2; oL~?^`cGZ  
} XZ@ |(_Z  
} ; f] _'icP  
]!j%Ad  
e/&^~ $h  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 _+X-D9j(l  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: p|?FA@ 3  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: '50}QY_R.  
.TCDv4?  
return l(i, j) = r(i, j); bjo} 95  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) loC~wm%Ql  
t3h){jZ  
  return ( int & )i; txvo7?Y*4  
  return ( int & )j; &%%ix#iF  
最后执行i = j; Mi;Pv*  
可见,参数被正确的选择了。 f> bL }L  
!6x7^E;c  
[N12X7O3  
a|jZg  
lu8*+.V  
八. 中期总结 RD46@Q`  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 91]sO%3  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 px*1 3"  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 wSw> UU  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 2WTOu x*  
LM+d3|gSV  
k(M:#oA!  
^,#m y<{  
'y=N_/+s  
R1D ;  
九. 简化 x H&hs$=  
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。 *\(z"B  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 T@Y, 7ccpd  
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: 9?8PMh.  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 J/O{x  
  +-*/&|^等 6i2%EC9  
2. 返回引用。 |JP19KFx'B  
  =,各种复合赋值等 6JDaZh"=K  
3. 返回固定类型。 DzQ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) &w#!   
4. 原样返回。 yu)^s!UY;  
  operator, N0.|Mb"?t  
5. 返回解引用的类型。 fx(h fz  
  operator*(单目) ^lAM /  
6. 返回地址。 7 @ )  
  operator&(单目) I#&r5Q  
7. 下表访问返回类型。 :n QlS  
  operator[] P RWb6  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 LP=j/qf|  
  operator<<和operator>> r!+{In+Z  
xC,x_:R`  
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。 m3gv %h  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 5&V=$]t  
PO`p.("h  
template < typename Left > ;Mup@)!j  
struct value_return vWZXb `  
  { lQ-<T<g  
template < typename T > B*,)@h  
  struct result_1 Q-n8~Ey1a  
  { 1^4:l!0D  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; & cSVOsi  
} ; t/\   
pA6KiY&  
template < typename T1, typename T2 > Y @p<f5[c  
  struct result_2 !Aw^X} C  
  { WJ25fTsG  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ujZ`T0  
} ; N-\N\uN  
} ; A~2)ZdAN  
V0=%$tH  
<qwf"Ey  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait e@Lxduq  
y|2<Vc  
下面我们来剥离functor中的operator() AJbCC  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 5 wrRtzf  
Lwr's'ao.  
return l(t) op r(t) d+ jX49Vt  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) .|Huz k+  
return op l(t) +?$J8Paf  
return op l(t1, t2) 3m1(l?fp  
return l(t) op .eR1\IAm  
return l(t1, t2) op kAQ(8xV  
return l(t)[r(t)] Aqmpo3P[+  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "bm|p/A  
HIXAA?_eh=  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: H648[H[k  
单目: return f(l(t), r(t)); >fH0>W+!  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); n m-  
双目: return f(l(t)); {^WK#$]  
return f(l(t1, t2)); |O{N_-];.  
下面就是f的实现,以operator/为例 _MBhwNBxZ  
/jG?PZ=m  
struct meta_divide jE\ G_>  
  { C!j3@EZ$  
template < typename T1, typename T2 > yQ$irS?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) H9mNnZ_k  
  { U.e!:f4{  
  return t1 / t2; u?=mh`  
} i#[8I-OtN/  
} ; ';tlV u  
uUI#^ A  
这个工作可以让宏来做: >)kKP8l7  
0D(8-H  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ GV0\+A"vD  
template < typename T1, typename T2 > \ Kh]es,$D  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; y2A\7&7  
以后可以直接用 hX.cdt_?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ;_,jy7lf  
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 4uXGp sL  
(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。。。) b)diYsTH  
WLUgiW(0$  
3:,%># "  
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 _Xf1FzF+a  
+ -<8^y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |! 9~  
class unary_op : public Rettype q8{Bx03m6  
  { u$\.aWol  
    Left l; xWxHi6U(  
public : K *@?BE  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 'V&g"Pb  
$H<_P'h-B  
template < typename T > V%R]jbHZ#  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (JbRhcg  
      { x6/u+Urn  
      return FuncType::execute(l(t)); ? NoNg^Of  
    } F'uqL+jVO  
GgpE"M?  
    template < typename T1, typename T2 > MT{1/A;`)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zJXZ0yRT  
      { LQF;T7VKS)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ozOc6  
    } Z\0wQ;}  
} ; Te+#  
upMs yLp(  
> )4~,-;k  
同样还可以申明一个binary_op b'O/u."O  
nAQ[ -NbW,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qjRbsD>  
class binary_op : public Rettype  l7t  
  { y>C !cYB  
    Left l; 6PsT])*>DE  
Right r; Ox)<"8M  
public : %g?M?D8Ud3  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} <SE-:T]sBz  
IR"C?  
template < typename T > CV[9i  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^2 dQVV.  
      { }X9 &!A8z  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); HDhkg-QC  
    } O C;~ H{  
%0&,_jM/9  
    template < typename T1, typename T2 > _E9[4%f  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tO&n$$  
      { %]F/!n  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); -medD G  
    } 0s8fF"$  
} ; blomB2vQ  
vAP1PQX;  
PC5$TJnj3  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 gR/?MJ(v  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 z}SJ~WY'[  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) /pRv i>_(:  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 zn/>t-Bc  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! (e;/Smol  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 "Pc}-&  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 E\}A<r  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) P*[wB_^&UP  
下面是修改过的unary_op R o{xprE1  
y.( <  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > :/gHqEC24  
class unary_op (-J'x%2)  
  { *|q{(KX  
Left l; K:13t|  
  ;eo}/-a_Xw  
public : h143HXBi1+  
]*MVC/R,  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Pc?"H!Hkn  
AP`1hz4].-  
template < typename T > CY':'aWfa<  
  struct result_1 o;DK]o>kH  
  { R:l&2  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; k{{ Y2B?C  
} ; -k:x e:$  
p5"pQe S  
template < typename T1, typename T2 > %* K zP{  
  struct result_2 o/&K>]8M  
  { "3++S  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; d=D#cs;\  
} ; $v_&j E  
z&c}  
template < typename T1, typename T2 > q77qdm q7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M*cF'go  
  { <H#0pFB  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2));  2rC&  
} }%c>Hh  
;K7kBp\d  
template < typename T > ;xUo(^t7>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B[h^]k  
  { #l`\'0`.  
  return OpClass::execute(lt(t)); 2( I4h[  
} MSBrI3MqQ  
,cS_687o  
} ; wKpb%3  
0;)Q  
AEx VKy  
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 =z"8#_3A  
好啦,现在才真正完美了。 [n&ES\o#(  
现在在picker里面就可以这么添加了: $;$vcV9*  
*ZLisq-f  
template < typename Right > oa=TlBk<  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const .v}|Tp&k  
  { LXJ;8uW2y  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); j+dQI_']x  
} ] >w@@A  
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。 }CZw'fhVWO  
O&y`:#  
2A";o E  
K1R?Qt,qDF  
]9 _}S  
十. bind Dm}M8`|X  
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。 y3j"vKG  
先来分析一下一段例子 _Yp~Oj  
|v : )9  
1tI=Dw x  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ]a uqf  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 5a@9PX^.J  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 $%'3w~h`  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 KZ#\ >  
我们来写个简单的。 `jr?I {m;  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: RjgJIVm(  
对于函数对象类的版本: h~CLJoK<  
o[WDPIG  
template < typename Func > ZvT>A#R;l~  
struct functor_trait u3,O)[qV  
  { %yjD<2J;  
typedef typename Func::result_type result_type; @^.W|Zh[&  
} ; h7T),UL  
对于无参数函数的版本: q~W:W}z  
h9}*_qc&kV  
template < typename Ret > Z_S{$D  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5F ^VvzNn  
  { }P{Wk7#Jq  
typedef Ret result_type; R1w5,Zt  
} ; Z0-?;jA@  
对于单参数函数的版本: -}h^'#  
to,\n"$~!  
template < typename Ret, typename V1 > )$df6sq  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > W-&V:S{<  
  { ^[Ka+E^Q  
typedef Ret result_type; <Up ?w/9  
} ; R)\^*tkz7  
对于双参数函数的版本: Av5:/c.B  
m~Q24Z]!'&  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > J,u-)9yBA<  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 'U`;4AN  
  { gOW8 !\V  
typedef Ret result_type; EEL3~H{(  
} ; 4G&dBH  
等等。。。 S >CKm:7  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Dat',5  
4sn\UuKyL  
template < typename Func > xb9+-{<J  
struct func_return c-Yd> 4+ 1  
  { o,* D8[  
template < typename T > 2xX:Q'\2  
  struct result_1 ArNQ}F/  
  { m}=E$zPbO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; y*-_  
} ; rZaO^}u]  
b"N!#&O]  
template < typename T1, typename T2 > >,]8iMh  
  struct result_2 b7Zo~ Z  
  { q^EY?;Y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )hj:Xpj9#  
} ; ?&~q^t?u  
} ; pxd=a!(  
+?m.uY(  
Jut&J]{h  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (A6~mi r!  
IY#:v%U  
template < typename Func, typename aPicker > N~mr@rXC  
class binder_1 c AEvv[  
  { !.$L=>:V  
Func fn; %60 OS3  
aPicker pk; Xzf,S;XV~  
public : 8iJB'#''*  
HRDpFMA/~  
template < typename T > d>8" -$  
  struct result_1 p,$N-22a  
  { #Q^" .#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; e:9EP,  
} ; ?[NC}LC  
=ZIT!B?4  
template < typename T1, typename T2 > o" ,8   
  struct result_2 M }d:B)cz  
  { ~,HFd`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; CG=c@-"n/  
} ; Ytlzn%  
)P:^A9&_n=  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 1" cv5U  
IL %]4,  
template < typename T > 5h#h>0F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GYaP"3Lu  
  { Z,38eQpM  
  return fn(pk(t)); ns8s2kYcm  
} `)n4I:)2  
template < typename T1, typename T2 > l:!L+t*}6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cj8cV|8@  
  { zzQWHg]/  
  return fn(pk(t1, t2)); x.?5-3|d$  
} S13cQ?4  
} ; y!77gx?-  
`um,S  
Bvn3:+(47  
一目了然不是么? d]l8ei@>h  
最后实现bind c0@8KW[,  
w6% Q"%rp  
&[.`xZ(|  
template < typename Func, typename aPicker > $E\|\g  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) q!5:M\  
  { \c}(rqT  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); RP&bb{Y  
} BPba3G9H  
2@D`^]]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 *glZb;_  
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。 i<m(neX[H  
#@S%?`4,  
十一. phoenix 'x!\pE-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: L_8zZ8 o  
/~[Lr   
for_each(v.begin(), v.end(), %iN>4;T8  
( ?['!0PF  
do_ NI >%v  
[ QU|_ r2LM  
  cout << _1 <<   " , " 'pdTV:]zA  
] *U?O4E9  
.while_( -- _1), ,kN;d}bg  
cout << var( " \n " ) T # \  
) k9^Hmhjw  
); 7RAB"T;?Q  
}htjT/Nm  
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: SUncQJJ0S*  
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 T~TP  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #%0V`BS7n  
那么我们就照着这个思路来实现吧: >qjV{M  
6o 3 bq|  
O !L`0 =%c  
template < typename Cond, typename Actor > Ccf/hA#mb  
class do_while EdJL&*  
  { <j'V}|3  
Cond cd; *Gbhk8}V'  
Actor act; nV;'UpQw  
public : IV QH p  
template < typename T > yBIlwN`kB  
  struct result_1 'Wonz<{'  
  { ]T4/dk&|o^  
  typedef int result_type; (!os &/",  
} ; (B7G'h.?  
Qw5nfg3T  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} v<qh;2  
E h%61/  
template < typename T > d"$8-_K  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =8kmFXo  
  { 30Q p^)K  
  do vh9* >[i  
    { ]Z JoC!u  
  act(t); Q=\ Oa(I  
  } T5BZD +Ta  
  while (cd(t)); bQAznd0  
  return   0 ; f0Q6sVZHa  
} XX;4A  
} ; da{]B5p\  
%B3~t>  
WA{igj@\  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). T:|/ux3  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 prBLNZp  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。  )vr@:PE  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 uFd$*`jS  
下面就是产生这个functor的类: I0=_=aZO(  
Z5{a7U4z_  
rCyb3,W  
template < typename Actor > ejRK-!  
class do_while_actor lG*Rw-?a  
  { k#*-<1  
Actor act; &{iC:zp  
public : .{Y;6]9[  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} b^Hr zn  
,CO2d)}  
template < typename Cond > TFVQfj$r  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; $o"nTl  
} ; 2`yhxO  
We+rFk1ddt  
~{c ?-qb  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 gmTBT#{6yH  
最后,是那个do_ iP/v "g"g  
t@RYJmW  
]{-.?W*$  
class do_while_invoker c,UJ uCZ  
  { 3f|}p{3  
public : a|ftl&uk  
template < typename Actor > c0Ug5Vr  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ! VwU=5  
  { pMF vL  
  return do_while_actor < Actor > (act); GqFx^dY4*  
} D6SUzI1+H  
} do_; E}^V@ :j>  
:}Jx  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *% -<Ldv  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 :\T Mm>%q  
最后来说说怎么处理break和continue DF%d/a{]  
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。 ~%hdy @  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五