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
  • 7722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 y9X1X{  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 JXk<t5@D  
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, # mW#K  
TA>28/U#  
*IV_evgM7  
6w*q~{"(  
  class filler n--w-1  
  { `Uy4>?  
public : M:cW/&ZJ  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,&0iFUwN_  
} ; Or"+d 5  
Usf7 AS=  
w/Y6m.i1  
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: @{o3NR_  
W'f)W4D$6  
i3U_G^8  
Ztj~Q9mu  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Z=[?T f  
xOBzT&  
Y!fgc<]'&  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 xL} ~R7  
A&7~] BR\  
+hz S'z)n&  
%TS8 9/  
二. 战前分析 GCv*a[8?n  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 q+cx.Rc#  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 r>;6>ZMe  
*;Gnod<  
d <Rv~F@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); GOj<>h}r  
  /* --------------------------------------------- */ ?@5#p*u0  
vector < int *> vp( 10 ); \@hq7:Q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); X'.*I])  
/* --------------------------------------------- */ *k<{nj@y  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 2; ~jKR[~  
/* --------------------------------------------- */ (sL!nRw  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); \Zmn!Gg  
  /* --------------------------------------------- */ }e4#Mx  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); DY?;Z98P?  
/* --------------------------------------------- */ Q4QF_um  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); YLFM3IaP  
[FN4_  
))eQZ3ap9  
:JfT&YYi"  
看了之后,我们可以思考一些问题: Nk@ag)  
1._1, _2是什么? N9X`81)t  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 |!\5nix3A>  
2._1 = 1是在做什么? z3(:a'  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ,R5z`O  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 'o% .Q x  
RAi]9`*7  
1^^9'/  
三. 动工 #S*cFnd  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: KdU&q+C^  
@zAav>  
6qq{JbK  
:?J0e4.]  
template < typename T > ,e!9WKJ B  
class assignment 3W.5 [;}  
  { JF-ew"o<E  
T value; /d prs(*K  
public : v5g]_v*F  
assignment( const T & v) : value(v) {} #SIIhpjA(  
template < typename T2 > :+$/B N:iO  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } EViQB.3w\  
} ; >cRE$d?  
GK8x<Aq%z  
>do3*ko A  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ZD t|g^  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment o}VW%G"  
Ct\n1T }  
O.^1r  
Hsvu&>[`S  
  class holder XR.Sm<A[  
  { 02 6|u|R  
public : J'4V_Kjg-  
template < typename T > e!.r- v9  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const fd/?x^Z  
  { xYl ScM_~  
  return assignment < T > (t); v*VId l>  
} /IyCvo  
} ; mmx; Vt$i  
. Q$/\E  
gRQV)8uh  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ylVBK{w9  
8zWKKcf7t  
  static holder _1; GjGt' m*  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 l>iE1`iL<  
#oQDt'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); XWNDpL`j5  
而不用手动写一个函数对象。 EL+P,q/b  
#5/.n.X"  
ac< hz0   
fqQ(EVpQ  
四. 问题分析 &<\i37y  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 V1!;Hvm]+  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 c</u]TD  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 'X{J~fEI!  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "j] r   
下面我们可以对这几个问题进行分析。 O0cKmh6=  
t) h{ w"v  
五. 问题1:一致性 )Ept yH  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| cO^}A(Ma(  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 2pn8PQfg)  
\V/;i.ng  
struct holder />[X k  
  { 7PG|e#  
  // G$_=rHt_%  
  template < typename T > 6p1)wf.J  
T &   operator ()( const T & r) const "+GKU)  
  { vhot-rBN  
  return (T & )r; ?)i`)mu'  
} ed6eC8@  
} ; &R~)/y0]  
IolKe:'>@  
这样的话assignment也必须相应改动: :HTV8;yc  
^DWhIxBh  
template < typename Left, typename Right > /O/pAu>  
class assignment -&3mOn& (1  
  { 6nP-IKL  
Left l; NNM+Z:  
Right r; *^_ywqp  
public : DgiMMmpE  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} qp)a`'Pq  
template < typename T2 > cJ#|mzup  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } v#WD$9QWs  
} ; T>\ r}p  
Sm(t"#dp  
同时,holder的operator=也需要改动: F3 z:|sTqc  
"- XJZ;5  
template < typename T > mw,\try  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ,oS<9kC68  
  { 2\, h "W(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); lhRo+X#G  
} w=MiJr#3^  
Q@HW`@i  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 8M9}os  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 wdzZ41y1  
Y]-7T-*+t  
return l(rhs) = r; [>y0Xf9^  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 4~YPLu  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: (iO8[  
->29Tns  
template < typename Tp > sn6:\X<[  
class constant_t A(dWA e,  
  { lX*IEAc  
  const Tp t; _}RzJKl@  
public : =i:6&Y~VGq  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  J0Ik@  
template < typename T > tP ;^;nw  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const UI}df<Ge  
  { ~|t 7  
  return t; ^N`bA8  
} ]x<`(  
} ; JZM:R  
X \GB:#:X  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 r|W 2I,P  
下面就可以修改holder的operator=了 5o P 3 1  
?}D|]i34  
template < typename T > 1y)|m63&  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Fs|aH-9\  
  { knU=#  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;[}<xw3):  
} .o?"=Epo  
5^W},:3R  
同时也要修改assignment的operator() Sgy_?Y  
Sy?O(BMo  
template < typename T2 > +_h1JE_}D  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } L dyTB@  
现在代码看起来就很一致了。 %:~LU]KX  
~=xS\@UY =  
六. 问题2:链式操作 ?!$uMKyt  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 > lg-j-pV  
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。 O?I~XM'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。 }&I^1BHZs  
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。 yu>DVD  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ~ d!F|BH4  
/^F$cQX(  
template < typename T > Q\ AM] U  
struct result_1 D3BNA]P\2@  
  { =5QP'Qt{O  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6JYVC>i  
} ; 4?3*%_bDJ,  
2G9sKg,kL  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ? h*Ngbj>  
LQs>[3rK  
template < typename T > y>DvD)  
struct   ref 'Lb- +X,  
  { ">LX>uYmX-  
typedef T & reference; 1aQR9zg%  
} ; ![OKmy  
template < typename T > cJ> #jl&  
struct   ref < T &> ;[ag|YU$Y  
  { #'<s/7;~  
typedef T & reference; j$TTLFK1  
} ; 9]DMHA@  
4Sq[I  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: |_7AN!7j  
;>z.wol  
template < typename T > >%o\Ue  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const e t$VR:  
  { 9ne13 qVm+  
  return l(t) = r(t); /I>o6CI  
} {+&qC\YF  
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。 ('u\rc2 R  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {xGM_vH1  
H(~:Ajj+zQ  
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#2a  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: c[I4'x  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 )zR(e>VX  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \UF/_'=K  
最后的布局是: }eO{+{D +  
                Add ^=lh|C\#  
              /   \ rv\yS:2  
            Divide   5 P!apAr  
            /   \ wePhH*nQ>  
          _1     3 g2&%bNQ-5  
似乎一切都解决了?不。 (pl|RmmDz  
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。 ^"?fZSC  
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。 =y$|2(6  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: *QIlh""6  
A=(<g";m  
template < typename Right > 'fqX^v5n  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const *x;&fyR  
Right & rt) const +@ FM~q  
  { []vt\I ;  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 007(k"=oV  
} %ZajM  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {-T}"WHg7  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 C`Oc%~UkC  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 "\x<Zg;  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 #'@pL0dj  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 8{t^< j$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? |\lsTY&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: / X #4  
O_M2Axm  
template < class Action > *" ("^_x\  
class picker : public Action *K<|E15 ,  
  { ODbEL/  
public : GbLuX U  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 1TagQ  
  // all the operator overloaded 7H+IW4Ma  
} ; 8K]5fkC|  
=nQgS.D  
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。 \%qzTk.&r  
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: TspuZR@2  
UcHe"mn  
template < typename Right > Cm~Pn "K_]  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const g p2S   
  { w[5uX>  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /{[Y l[{"<  
} DxFmsjX[L  
cL]vJ`?Ih  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 8%@![$q<g  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ?nLlZpZ2v  
Cw*:`  
template < typename T >   struct picker_maker a+U^mPe  
  { *CIR$sS  
typedef picker < constant_t < T >   > result; |B<;4ISaRI  
} ; G<2OL#Y-  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > S[2uez`  
  { g?e$B}%  
typedef picker < T > result; &$1ifG   
} ; ;yvx-  
X3bPBv  
下面总的结构就有了: ``zgw\f[%  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 #GJ{@C3H8Q  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 &!xePKvO6k  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ko2T9NI:S  
至此链式操作完美实现。 YKUb'D:t]  
mM[!g'*  
BrHw02G  
七. 问题3 VIXY?Ua  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 + Z7 L&BI  
pQ_EJX)  
template < typename T1, typename T2 > #{m~=1%;Ya  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /#lqv)s'  
  { 6D=9J%;  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); prWK U  
} m=qEQy6#2u  
2ncD,@ij  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: H n^)Xw  
0Z m^6T  
template < typename T1, typename T2 > u6B,V  
struct result_2 hR g?H  
  { DV8b<)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Z7="on4  
} ; yDE0qUO  
]g3RVA%\l  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? +E7Os|m  
这个差事就留给了holder自己。 LA837P  
    )$> pu{o  
RZ6[+Ygn  
template < int Order > /O^aFIxk  
class holder; 7K5D,"D;1  
template <> c)b/"  
class holder < 1 > +sW;p?K7eO  
  { e}PJN6"5  
public : *\n-yx]  
template < typename T > C'wRF90  
  struct result_1 (/^s?`1{N?  
  { R [[ #r5q  
  typedef T & result; C-}@.wr(  
} ; _,ki/7{  
template < typename T1, typename T2 > S.I3m-  
  struct result_2 a(eKb2CX  
  { kA"|PtrW  
  typedef T1 & result; \U?$ r[P  
} ; C)a;zU;9  
template < typename T > Jn#05Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l9P=1TL  
  { s2X<b `  
  return (T & )r; vg"$&YX9"  
} k$ORVU  
template < typename T1, typename T2 > ^E#i5d+'N  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Fs3rsig  
  { )&") J}@  
  return (T1 & )r1; Bw{enf$vR  
} JQ~[$OGH  
} ; r3BQo[ 't  
om1@;u8u  
template <> #3_t}<fX  
class holder < 2 > zgnZ72%  
  { ]Uu:t  
public : v\3 \n3[u  
template < typename T > l2*o@&.  
  struct result_1 ' O+)[D  
  { Dga;GYx  
  typedef T & result; (X3}&aLF  
} ; 9 \lSN5W  
template < typename T1, typename T2 > ? koIZ  
  struct result_2 ~x-v%x6  
  { I" hlLP  
  typedef T2 & result; yW)&jZb"(  
} ; 99YgQ Y]HO  
template < typename T > t9\}!{<s  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const tYk!Y/O}  
  { GpZ}xY'|w,  
  return (T & )r; @4]} J-3  
} JGRL&MG4  
template < typename T1, typename T2 > J P1XH k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  %ZR<z$  
  { ?lPyapA]  
  return (T2 & )r2; @r*w 84  
} #WlTE&  
} ; =H_vRd  
/Pyj|!C3`q  
NW4tQ;ad  
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> >。 :?P>))vT%  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: q\n,/#'i~  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 1$#1  
bn#'o(Lp  
return l(i, j) = r(i, j); V=de3k&p  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) E'cI}q  
oiTSpd-  
  return ( int & )i; [aF"5G  
  return ( int & )j; ^iqy|zNtn  
最后执行i = j; !I jU*c@  
可见,参数被正确的选择了。 {XEX0|TZ  
5kik+  
?D_^8\R  
W QqOXF  
^e{]WH?  
八. 中期总结 L-DL)8;`  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: P}=U #AV4  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 w'6sJ#ba(  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 JI[{n~bhGD  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `rest_vu  
u10;qYfL8o  
VVw5)O1'  
^O QeOTF  
]NyN@9u@(  
f7b6!R;z_  
九. 简化 64qqJmG 3  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 7nPjeh  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 U'LPaf$O  
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: kD me>E=  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 t\WU}aKML  
  +-*/&|^等 ~~3*o  
2. 返回引用。 :(YFIW`59  
  =,各种复合赋值等 4YgO1}%G  
3. 返回固定类型。 ~wQ M ?h  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 'Ll'8 ps  
4. 原样返回。 Ce/D[%  
  operator, /V }Z,'+  
5. 返回解引用的类型。 FA{'Ki`  
  operator*(单目) meYGIP:n  
6. 返回地址。 v, !`A!{D  
  operator&(单目) *G8Z[ht%r  
7. 下表访问返回类型。 X#o<))  
  operator[] ? =I']$MH  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 =9;b|Y"aQ  
  operator<<和operator>> >VppM  `  
Fh4Exl@6  
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。 Z^c\M\`7  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: c-**~tb(  
>c$3@$  
template < typename Left > ~U4Cf >  
struct value_return b$sT`+4q  
  { |j4p  
template < typename T > i3cMRcS;  
  struct result_1 K!8l!FFl  
  { pf&U$oR4  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \c1>15  
} ; bPIo9clq  
9 ^=kt 2[  
template < typename T1, typename T2 > QJSi|&Rx&?  
  struct result_2  K{9  
  { .I]EP-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; %<|cWYM="z  
} ; s_3a#I  
} ; !p Q*m`Xo  
9&zQ 5L>  
sJMpF8   
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait WidLUv   
VAp 1{  
下面我们来剥离functor中的operator() j_.tg7X  
首先operator里面的代码全是下面的形式: R5xV_;wD  
CIVV"p`}  
return l(t) op r(t) oA8A @,-L  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) p) ?6~\F:  
return op l(t) fg/hUUl  
return op l(t1, t2) 4KR$sKq$q  
return l(t) op Rm}G4Pq  
return l(t1, t2) op [Wxf,rW i  
return l(t)[r(t)] p^w_-( p  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] H`,t"I  
b#*"eZj  
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: Z`#XB2,  
单目: return f(l(t), r(t)); <B'PB"R3y  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); +U iJWO  
双目: return f(l(t)); 8\G"I  
return f(l(t1, t2)); U,lO{J[T  
下面就是f的实现,以operator/为例 +1r><do;  
B%5"B} nG  
struct meta_divide `~D{]'j  
  { 2Z?l,M~  
template < typename T1, typename T2 > $&Z<4:Flc  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) j8%Y[:~D  
  { nUK;M[  
  return t1 / t2; ?@<Tzk]a.  
} gX| \O']6  
} ; >vXS6`;  
[ ~kS)  
这个工作可以让宏来做: 6Ilj7m*  
4wWfaL5"  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ u4'B  
template < typename T1, typename T2 > \ eIOMW9Ivt  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; xZ(d*/6E  
以后可以直接用 53?Ati\Y)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) mC3:P5/c  
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 R,fAl"wMu  
(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。。。) "bz.nE*  
ND/oKM+?  
h gu\~}kD  
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 wYDdy gS  
Lt i2KY}/%  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {Es1bO  
class unary_op : public Rettype >U(E \`9D  
  { ! %B-y 9\  
    Left l; 9m<%+ S5&  
public : U;*O7K=P  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ce*?crOV  
Kw2]J)TO  
template < typename T > `6BQ6)7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Wz#ZkNO  
      { e7tio!  
      return FuncType::execute(l(t)); N4b{^JkF  
    } DR]4Tcz#  
S]A[eUF~  
    template < typename T1, typename T2 > vQj{yJ\l1  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &*oljGt8  
      { q\<NW%KtX  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); [ua[A;K  
    } $ab{GxmX'4  
} ; Sj IDzNI5  
phB d+zQc  
m_FTg)_=  
同样还可以申明一个binary_op 93ggCOaYA  
c[$i )\0  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )|#ExyRO  
class binary_op : public Rettype $.31<@T7  
  { 'v=BAY=Ef  
    Left l; ap,zC)[  
Right r; MZqHL4<|  
public : ,XI=e=  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c` N_MP  
G_5w5dbG  
template < typename T > T!Lv%i*|Y  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %Aa_Bumf*:  
      { )6eFYt%c  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); K92M9=>  
    } }:[MSUm5  
?A~=.u@[d  
    template < typename T1, typename T2 > T5}5uk9  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g|h;*  
      { cVYu(ssC4  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $"k1^&&E  
    } %NfH`%`  
} ; 02)Ybp6y  
ad52a3deR  
?}S!8;d  
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 6WoFf  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 qk>M~,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) t;:Yf  
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。 $Rn9*OKr  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! vE)d0l"  
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。。。 L(X}37  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 i8DYC=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) L`fT;2  
下面是修改过的unary_op }WF6w+  
 =vDpm,  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > l{VJaZ $M  
class unary_op 07:h4beT  
  { CK_\K,xVT  
Left l; V343 IT\  
  85Kf>z::c  
public : )bpdj,  
{7q8@`Oa  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} r5+ MjR  
%o`Cp64`Q  
template < typename T > #qJ6iA6{  
  struct result_1 6Q&i=!fQ  
  { &4)PW\ioY  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; T+FlN-iy)  
} ; dEor+5}  
zm4e+v-  
template < typename T1, typename T2 > m`b:#z  
  struct result_2 i98PlAq)B  
  { y+ izC+  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; A2Iqn5  
} ; L Z3=K`gj  
>feeVk  
template < typename T1, typename T2 > o[S Mt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $N|Spp0  
  { f917F.1 I  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); k9c`[M  
} Z'm( M[2K  
|>-0q~  
template < typename T > }/g1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v[a4d&P  
  { ZB5NTNf>  
  return OpClass::execute(lt(t)); u!b0 <E  
} 3ZvQUH/{W  
v{8r46Y~Z)  
} ; maV*+!\  
a`Q-5* \;z  
SL_JA  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Ppx4#j  
好啦,现在才真正完美了。 j tqU`|FSQ  
现在在picker里面就可以这么添加了: 1J&hm[3[K  
~c\2'  
template < typename Right > nQn=zbZ3  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 9A}y^=!`  
  { 9$%S<v  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Ac/LNqIs  
} 1z@ ncqe  
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。 5o0H7k]  
18y'#<X!  
|voZ0U  
lO}I>yo}\  
|8{ \j*3  
十. bind QR$m i1Vv\  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ,{Z!T5 |  
先来分析一下一段例子 3v)`` n@  
!{ORFd  
Ihl]"76q/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} w" A{R  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 @^HZTuP2;  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Tb] h<S  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 \x"BgLSE  
我们来写个简单的。 \JNWL yw  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: K{FBrh  
对于函数对象类的版本: ]_4HtcL4  
'9AYE"7Ydk  
template < typename Func > +.X3&|@k  
struct functor_trait ,@Elw>^  
  { !ed0  
typedef typename Func::result_type result_type; ZPHatC  
} ; y"zZ9HQM  
对于无参数函数的版本: G52z5-=v  
"h&[6-0'  
template < typename Ret > X\BdN Hr  
struct functor_trait < Ret ( * )() > % "ZC9uq?  
  { zZ8:>2Ps(  
typedef Ret result_type; X u>]$+u#  
} ; 2JHV*/Q  
对于单参数函数的版本: !'=< uU-  
i"{znKz vD  
template < typename Ret, typename V1 > |(9l_e|  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > J z-RMX=  
  { &3P"l.j  
typedef Ret result_type; c2yZvi  
} ; Angt=q  
对于双参数函数的版本: EsLtC5]  
e ,A9N%M  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ket"fXqJX  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ]yas]5H   
  { So#>x5dL  
typedef Ret result_type; z>spRl,dr  
} ; >W'"xK|:  
等等。。。 d*:J0J(  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy PB@jh}  
p{w;y6e  
template < typename Func > ,){WK|_  
struct func_return &GI'-i  
  { RP 6hw|  
template < typename T > w.Go]dpK  
  struct result_1 1xU)nXXb  
  { W1O Y}2kj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; et`rPK~m  
} ; r#^uY:T%  
TZ PUVOtL_  
template < typename T1, typename T2 > WhDNt+uk)  
  struct result_2 uHyc7^X>  
  { 6H|&HV(!R  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; OC`Mzf%.  
} ; CrX1qyR  
} ; qkq^oHI  
<;dFiI-GO#  
Kj|\ALI':  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *YTv"  
.H5^N\V|  
template < typename Func, typename aPicker > 0Y*Ag ,S  
class binder_1 v0+$d\mP4<  
  { [<#`@Kr  
Func fn; <rNz&;m}  
aPicker pk; Bv}nG|  
public : <&}N[  
0JLQ.%_  
template < typename T > +kOXa^K  
  struct result_1 )'`@rq!  
  { FX/f0C3CK  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7T=:dv  
} ; g|)yM^Vqr6  
?;p45y~n%  
template < typename T1, typename T2 > s%)>O{{)  
  struct result_2 4zf(  
  { mB*;>   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; d?=r:TBU  
} ; D(M^%z2N  
QeD ;GzG  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ]U5/!e  
qApf\o3[0  
template < typename T > {7 nz:f  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R,W w/D  
  { 1zY" Uxp  
  return fn(pk(t)); q]m$%>  
} Iyt.`z  
template < typename T1, typename T2 > h) W|~y@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lf2(h4[1R  
  { h=ko_/<  
  return fn(pk(t1, t2)); ^1[u'DW4  
} 6 kAXE\T  
} ; s!/Q>A  
fMRMQR=6B  
UjS,<>fm  
一目了然不是么? /@K1"/fqH  
最后实现bind o,=dm@j  
I>spJ5ls  
6>/g`%`N  
template < typename Func, typename aPicker > e}W|wJ):j@  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) MrpT5|t  
  {  76EMS?e  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); >3y:cPTM5  
} GP=&S|hi  
>66v+  
2个以上参数的bind可以同理实现。 @Yh%.#\i%  
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。 &, WQr  
}%k 3  
十一. phoenix $U}GX'1LZ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: bF? {  
O.OSLezTQ  
for_each(v.begin(), v.end(), &e1(|qax  
( R}\n @X*  
do_ z4*`K4W  
[ k54Vh=p  
  cout << _1 <<   " , " 1WLaJ%Fv  
] :%"$8o*0W  
.while_( -- _1), psE&Rx3)  
cout << var( " \n " ) Vw b6QIs  
) /}RW~ax  
); hdx"/.s  
G^_fbrZjN  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ;bes#|^F  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor @ykM98K  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Y%)@)$sK  
那么我们就照着这个思路来实现吧: [V.#w|n  
)nA fT0()0  
^Euqy,8}  
template < typename Cond, typename Actor > zX ?@[OT  
class do_while ~!TRR .  
  {  #Up X  
Cond cd; :<>=,`vQD  
Actor act; ~> |o3&G{  
public : TTzvH;S  
template < typename T > uOprA`3  
  struct result_1 j43-YdCJ  
  { @j?)uJ0Q  
  typedef int result_type; GJ4R f%  
} ; OO`-{HKt  
&\/p5RX  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} UqsX@jL!  
[5TGCGxP{  
template < typename T > \v[?4 [  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YVB\9{H?  
  { ld/\`s[i  
  do 1<d|@9?9`  
    { 7.`:Z_  
  act(t); q~*>  
  } ;]xJC j  
  while (cd(t)); u}I\!-EX!v  
  return   0 ; or]kXefG3  
} [DO UIR9  
} ; Uk|(VR9  
nRlvW{p;  
zeG_H}[2&  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D "9Hv3  
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。 b(|1DE0Cv  
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。 mu}T,+9\  
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。 t^-yK;`?q:  
下面就是产生这个functor的类: \w\{x0u  
Ju.B!)uS#  
WaYT7 :  
template < typename Actor > +Q6}kbDI  
class do_while_actor XhEd9>#  
  { maR5hgWCHe  
Actor act; _0(Bx?[h  
public : UuvI?D  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} j=~c( B  
3G)Wmmh"a  
template < typename Cond > XF 8$D  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; YFY$iN~B,  
} ; (R)(%I1Oz  
O4i5 fVy{  
}+Ne)B E  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 jLu`DKB  
最后,是那个do_ K}p!W"!o  
&E&e5(&$  
8Qt'Y9|  
class do_while_invoker cy-Bhk0H  
  { {@8TGHKv  
public : '8b/TL  
template < typename Actor > 4PzCm k  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const DoA+Bwq@  
  { 9dFSppM  
  return do_while_actor < Actor > (act); Z U^dLN- N  
} o<r|YRzQl  
} do_; kxp, ZP  
g1s\6%g  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? N-4k 9l1  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 * vMNv  
最后来说说怎么处理break和continue 6(uK5eD(!n  
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。 UfUboxT  
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