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
  • 6220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 EPJ>@A>;D  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 gIrbOMQ7  
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, hV~M!vFxA  
sg=G<50i  
xxs +=.2  
%l8!p'a  
  class filler Pd+*syOM  
  { ^ oav-R&  
public : D]_6OlIE#'  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} <cOjtq,0  
} ; R ?s;L r  
D SX%SE)  
S!PG7hK2  
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: v@]SddP,?  
Z-lhJ<0/Pa  
F m:Ys](  
@U!&XZ]h  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); %~:\f#6  
h[u@UGK%  
WyOav6/*K^  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 qeFaY74S  
mn03KF=n]  
7HVENj_b+M  
l@&-be  
二. 战前分析 0S :&wb  
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。 l7uTk5  
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 @k{q[6c2 n  
9n is8  
$VQ;y|K+[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); DTH}=r-  
  /* --------------------------------------------- */ p>eYi \'  
vector < int *> vp( 10 ); R`]@.i4tt  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 8x- 19#  
/* --------------------------------------------- */ /fUdb=!Z  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); cWo>DuW&  
/* --------------------------------------------- */ Rd HCbk  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ~ S<aIk0l  
  /* --------------------------------------------- */ hiibPc?I  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); z2{y<a9;?  
/* --------------------------------------------- */ mKu,7nMvF  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &[{sA;  
)C"ixZ>2xQ  
$1B?@~&  
%0 {_b68x  
看了之后,我们可以思考一些问题: x*:VE57,z  
1._1, _2是什么? U]}FA2  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 eH7x>[lH.  
2._1 = 1是在做什么? Io*H}$Gf  
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。 m#_Rv  
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。 i7- i!`<  
\]4EAKJE  
qpFxl  
三. 动工 =8#.=J[/  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: QxG^oxU}  
|pS]zD  
$)@D(m,ybd  
rR":}LA^d  
template < typename T > b>QdP$>  
class assignment )NhC+=N  
  { N$Ad9W?T  
T value; 5.ab/uk;M  
public : @:RoYvk$  
assignment( const T & v) : value(v) {} 'm`}XGUBS  
template < typename T2 > baD063P;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } K" VcPDK  
} ; 5?H wM[`  
N@tKgx  
~tWh6-:|{J  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 c_ncx|dUs  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment xDU \mfeGj  
a9;KS>~bq  
OQfFS+6  
x#3*C|A  
  class holder u; KM[FmK  
  { P<Bx1H-z-  
public : qJT/4 8lf_  
template < typename T > (/<Nh7C1c  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 6QA`u*  
  { ^%zhj3#  
  return assignment < T > (t); ~n@rX=Y)]0  
} a(6h`GHo  
} ; 'WhJ}Uo\  
$365VTh"  
Q<u?BA/  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: :8eI_X  
sM MtU@<x  
  static holder _1; x5MS#c!7  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 zMA;1Na  
e`b#,=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); E"VF BKB  
而不用手动写一个函数对象。 rxX4Cw]\"y  
p%meuWV%5  
"G%</G8M  
OFtf)cGE  
四. 问题分析 8Yk*$RR9  
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。 U!-Nx9  
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。 nS3Aadm  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 d/yF}%0QI  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 pD({"A.x9z  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 MhCU; !  
,DE>:ARZ  
五. 问题1:一致性 OWwqCPz.  
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?| l+ >eb  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 JMt*GFd  
8cOft ;|qB  
struct holder oDu6W9+  
  { JqMF9|{H  
  // hZHM5J~  
  template < typename T > -_Z4)"k  
T &   operator ()( const T & r) const DqQ p47kp  
  { _rB,N#{2R=  
  return (T & )r; -GFZFi  
} ;<Z6Y3>I8  
} ; :p}8#rb  
/a^ R$RHl'  
这样的话assignment也必须相应改动: 8 5ET$YV  
qJ`:$U  
template < typename Left, typename Right > \X&8EW  
class assignment Z[IM\# "  
  { ?[Y(JO#  
Left l; Y&yfm/Ru  
Right r; M\4` S&  
public : @~$"&B  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0c`zg7|  
template < typename T2 > $4xSI"+M%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } RV  V`  
} ; i:aW .QZ.  
 "&k(lQ4  
同时,holder的operator=也需要改动: #PD6LO  
lh'S_p8g  
template < typename T > y8s!sO  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const -JgNujt#9  
  { M]r?m@)  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); =w+8q1!o  
} ISNL='%  
wxvi)|)  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 FiiDmhu  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 I)'bf/6?  
o:Kw<z,$H  
return l(rhs) = r; -&Xv,:'?  
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。 IyHbl_ P ^  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ` 'Qb?F6  
cw!,.o%cD  
template < typename Tp > =J]WVA,GqA  
class constant_t D BHy%i  
  { 5_'lu  
  const Tp t; &;-zy%#l  
public : 4Wiy2  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} <v0`r2^S{-  
template < typename T > RX>P-vp  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9(TGkz(NA  
  { IANSpWea?  
  return t; o0C&ol_  
}  eo9/  
} ; ~I5hV}ZT  
~)ys,Q  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 RN(I}]]a  
下面就可以修改holder的operator=了 &kIeW;X  
0mSP  
template < typename T >  .fl r  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const A! bG2{r  
  { 0h@FHw2d  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 5&n{QE?Um  
} OtqFI!ns  
{3`385  
同时也要修改assignment的operator() 4=tR_s  
+>q#eUS)  
template < typename T2 > :_R:>n9 p  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Os"('@jd>  
现在代码看起来就很一致了。 geR+v+B,  
Y}c/wF7o  
六. 问题2:链式操作 Zigv;}#  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [HQ)4xG  
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。 *z0d~j*W;  
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。 v3-' G gM  
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。 E7A!,A&>  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct m]2xOR_  
GkJcd;  
template < typename T > 3^y(@XFt  
struct result_1 @zg}x0]  
  { )J S6W  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Tsg9,/vXM  
} ; )SmnLvL  
^OY]Y+S`Ox  
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: LQR2T5S/Q,  
4qie&:4j  
template < typename T > !y _{mE?V(  
struct   ref |Ghk8 WA  
  { :k/Xt$`  
typedef T & reference; 5Ml=<^  
} ; HK!ecQ^+  
template < typename T > 6$r\p2pi0  
struct   ref < T &> ?mg@zq8  
  { 0\%g@j-aD  
typedef T & reference; -G,}f\Cg  
} ; {.:$F3T  
$6"(t=%{  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: /d3Jd .l!  
OT{"C"%5t  
template < typename T > *1dDs^D#|  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ~sk p}g]  
  { P"vrYom  
  return l(t) = r(t); 3xChik{  
} A;TP~xq\  
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。 Nwi|>'\C  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 yn62NyK  
lgOAc,  
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 j<<d A[X  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: FO2e7p^Q  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 vQEV,d1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1)(>'pY  
最后的布局是: -* ,CMw  
                Add $O%{l.-O  
              /   \ @[n#-!i  
            Divide   5 rpT.n-H>%A  
            /   \ W'[V$*  
          _1     3 'h*jL@%TT  
似乎一切都解决了?不。 <gp?}Lk  
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。 X NJ4T]><  
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。 t7+A !7b{  
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: EA& 3rI>U)  
bHwEd%f  
template < typename Right > m^_=^z+  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const kU<t~+  
Right & rt) const l[}4 X/  
  { c2npma]DZ  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  z:,PwLU  
} y }odTeq  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Zzlf1#26\  
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。 ~ nsb  
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。 ^po@U"  
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。 gF)9a_R%p  
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。 [qYr~:`-[  
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? 5>x_G#W  
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: ffrIi',@  
vQMBJ&  
template < class Action > 8`q7Yss6F  
class picker : public Action }E 'r?N  
  { _Iy\,<  
public : Aedf (L7\  
picker( const Action & act) : Action(act) {} xVm-4gB  
  // all the operator overloaded I~GF%$-G  
} ; iM+` 7L'  
-JMn?]  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 -pu5O 9 @  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Wc3z7xK1@  
HK@ij,px  
template < typename Right > .Bm%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "j^i6RS  
  { j6rNt|  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A6&*VD  
} /DYyl/  
X]0>0=^  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > <L &EH@T  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 yayhL DL  
OK [J h  
template < typename T >   struct picker_maker D|;O9iks#  
  { *%j$i_  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Y=Vbs x  
} ; .G0 N+)  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Luq4q95]  
  { 7;'33Bm*  
typedef picker < T > result; y~SVD@  
} ; Wl j&_~  
.JhQxXj  
下面总的结构就有了: Zj`WRH4  
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。 :D.0\.p  
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。 z|l*5@p  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 =6%oW2E\  
至此链式操作完美实现。 22\!Z2@T/  
R@vcS=m7  
kBu{ bxL  
七. 问题3 FKa";f"  
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。 X\|!  
{Cx5m   
template < typename T1, typename T2 > ,^(]zZh  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k:@DK9 "^  
  { +a1x;  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); #~u0R>=  
} LFp "Waiv  
o5 L^  
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: F@w; .e!  
MY&Jdmga  
template < typename T1, typename T2 > D Ez,u^   
struct result_2 25^?|9o7  
  {  <wH+\  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; p9(y b  
} ; D&@]  
\/A.j|by,>  
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? Fnw:alWr  
这个差事就留给了holder自己。 Ha'[uEDb  
    yIMqQSt79z  
P]_d;\ !"v  
template < int Order > 2eT?qCxqc  
class holder; dUI5,3*  
template <> 'D\Q$q  
class holder < 1 > kB\{1;  
  { E~'mxx~i  
public : x(_[D08/TT  
template < typename T > K =g</@L6R  
  struct result_1 p?@ %/!S  
  { @mp`C}x"0&  
  typedef T & result; je4l3Hl  
} ; bDI%}k9#  
template < typename T1, typename T2 > "q@m6fs  
  struct result_2 c OYD N[k  
  { okNo- \Dh!  
  typedef T1 & result; ?1e{\XW  
} ; ;JW_4;-  
template < typename T > .])prp8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const NFK`,  
  { y8Va>ul"U  
  return (T & )r; 7R+(3NU1A  
} 6b|?@  
template < typename T1, typename T2 > I.2J-pu}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const |{jT+  
  { Jd2.j?P=  
  return (T1 & )r1; s27IeF3  
} r~w.J+W  
} ; 39pG-otJ  
L * n K> +  
template <> =bVPHrKNQ  
class holder < 2 >  >@ t  
  { C@rGa7  
public : R%E7 |NAG  
template < typename T > bS.w<V Ew  
  struct result_1 DSGcxM+  
  { " qI99e  
  typedef T & result; p{FI_6db  
} ; Bf_$BCyGW  
template < typename T1, typename T2 > q}1ZuK`6  
  struct result_2 =W(*0"RM  
  { B5e9'X^ [  
  typedef T2 & result; p6VD*PT$&  
} ; Z6jEj9?O  
template < typename T > Mf}M/Fh  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const wBPo{  
  { ITu19WG  
  return (T & )r; vDy&sgS$<  
} K%(y<%Xp  
template < typename T1, typename T2 > 5~Y`ikwxL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const "L~(%Nx3  
  { 6|TSH$w_  
  return (T2 & )r2; jvT'N@  
} _KT!OYH  
} ; boh?Xt-$  
a"8[,A3  
s6H'}[E<  
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> >。 =;}W)V|X)S  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: |(7}0]BP0  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: xQy,1f3s+  
tAX* CMW  
return l(i, j) = r(i, j); rS8a/d~;0  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) &)eg3P)7  
(FuIOR  
  return ( int & )i; 4<s.|W`  
  return ( int & )j; t6+m` Kq  
最后执行i = j; )?n'ZhsX  
可见,参数被正确的选择了。 "Fz.# U  
"gM^o  
>rnVT K  
U"oNJ8&%|  
|WS)KR !  
八. 中期总结 n*4`Tduu^  
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: q76POytV|  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 'CLZ7 pV  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 qnm_#!&uHT  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (8nv&|  
]@q%dsz  
en<mm#Ab  
:<% bAn  
t=_^$M,yr  
lQA5HzC\  
九. 简化 50UdY9E_v}  
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。 #6sz@XfV  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 *zfgO pK  
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: :yay:3qv  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 h8rW"8Th  
  +-*/&|^等 Fu7:4+  
2. 返回引用。 x)5}:b1B=  
  =,各种复合赋值等 dZM^?rq  
3. 返回固定类型。 oy+|:[v:Fk  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) +2uSMr  
4. 原样返回。 qA*~B'  
  operator, jU,Xlgz(A  
5. 返回解引用的类型。 =8^+M1I  
  operator*(单目) OLw]BJXYaE  
6. 返回地址。 xm'9n?  
  operator&(单目) @sXFu[!U  
7. 下表访问返回类型。 i1iP'`r  
  operator[] 9hp&HL)BOa  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 *4,Q9K_  
  operator<<和operator>> _ _Of0<  
=KRM`_QShg  
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。 TS<d?:  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /-=fWtA  
lFBdiIw  
template < typename Left > A q i:h]x  
struct value_return m 0HK1'  
  { .hTqZvDa  
template < typename T > b0P3S!E  
  struct result_1 "gJ?LojB<  
  { b F=MQ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; nD wh  
} ; "CJVtO  
j50vPV8m  
template < typename T1, typename T2 > MJn-] E  
  struct result_2 _k84#E0  
  { O&%'j  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; +ikSa8)*i  
} ; 9u=A:n\  
} ; 4;`z6\u9-  
~/OY1~c  
w$2q00R>  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 'g v0;L  
\ovs[&  
下面我们来剥离functor中的operator() f}otIf  
首先operator里面的代码全是下面的形式: a[{$4JpK  
mvn- QP~"  
return l(t) op r(t) (f/(q-7VWt  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) -YoL.`s1   
return op l(t) w,{h9f  
return op l(t1, t2) 6j E.X  
return l(t) op &OR(]Wt0  
return l(t1, t2) op ;$p!dI\-Q  
return l(t)[r(t)] IUMv{2C  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Pwh}hG1s a  
8NN+Z<  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:  *7m lH  
单目: return f(l(t), r(t)); *yq65yZi5  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {q>%Sr]9  
双目: return f(l(t)); 1\hLwG6Jj  
return f(l(t1, t2)); 0Tj,TF  
下面就是f的实现,以operator/为例 o |$D|E  
Q3@zUjq_Q  
struct meta_divide -FeXG#{)  
  { <z Gh}.6v  
template < typename T1, typename T2 > Z0gtliJ@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ;QI9OcE@/  
  { l u=a e<M  
  return t1 / t2; wMa8HeBE\  
} %ms%0%  
} ; U-|]A\`)I  
ly0R'4j \  
这个工作可以让宏来做: ;hj lRQ\  
F^Ut ZG+  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ h5?^MRZS  
template < typename T1, typename T2 > \ VKa+[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *d._H1zT  
以后可以直接用 '%$Vmf)=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) vPkLG*d 8  
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 jIh1)*]054  
(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。。。) @]uqC~a^  
g*k)ws  
[ATJ! O  
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 (s8b?Ol/  
zJQh~)  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ;zCUx*{  
class unary_op : public Rettype VcjbRpTy&  
  { Q14zc0N  
    Left l; ay"jWL-  
public : {C |R@S  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} v,4{:y]p  
+C~h(  
template < typename T > >Kgw2,y+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q,v<:sS9T  
      { CKAd\L   
      return FuncType::execute(l(t)); 8/e-?2l  
    } EQ%ooAb8  
<G})$f'x2  
    template < typename T1, typename T2 > wAh]C;+{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zB.cOMx  
      { LV}R 9f  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); OGZD$j  
    } +!lDAkW0  
} ; qS?o22  
p fc6;K:d  
W(q3m;n  
同样还可以申明一个binary_op '-wmY?ZFxy  
pcMzLMG<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !GOaBs  
class binary_op : public Rettype 0X)vr~`  
  { +\!.X _Ij  
    Left l; %=**cvVy  
Right r; zlMh^+rMX  
public : .n:Q~GEL  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} sXVl4!=l6  
\Vc[/Qp7Bb  
template < typename T > rr# nBhh8  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Eq-+g1a  
      { <':h/ d  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); }`R,C~-|^  
    } uq5?t  
4`O[U#?  
    template < typename T1, typename T2 > w>W#cTt  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 20Zxv!  
      { <AgB"y@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ZP"; B^J  
    } <83Ky;ry  
} ; ~ l}f@@u  
!y_FbJ8KC  
9xA4;)36  
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 Hf4_zd  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 {Y~>&B5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) W3:j Z:  
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。 aoy Be|H~=  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {4_s:+v0  
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。。。 i6Z7O )V  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 B=A!hXNa  
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) w/@ZPBRo]  
下面是修改过的unary_op n#!c!EfG  
}s,NM%oI  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 8}n< 3_  
class unary_op 0zW*JJxV  
  { |5u~L#P  
Left l; KL \>-  
  yD"]:ts3  
public : 2"&GH1  
CL0 lMZ  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -A#p22D,5  
kcS7)"/ zC  
template < typename T > i1evB9FZ1z  
  struct result_1 $J1`.Q>)4  
  { rHKO13WF  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; d(IJ-qJ N  
} ; i l^;2`]&  
("U<@~  
template < typename T1, typename T2 > b<FE   
  struct result_2 ('x]@  
  { s|%R  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x3n9|Uud  
} ; "B'c;0 @q  
>0HH#JW  
template < typename T1, typename T2 > WK|5:V8E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .\_):j*  
  { IiE6i43  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); T)P)B6q   
} Gz&}OO  
O)jD2X?  
template < typename T > 1 Uup.(  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *}2L4]  
  { X]y:uD{  
  return OpClass::execute(lt(t)); b8d0]YS  
} q,Gymh;  
puPI ^6y%  
} ; 97liSd  
dWz?`B{'  
[}szM^  
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 jPSVVOG  
好啦,现在才真正完美了。 *)K\&h<{  
现在在picker里面就可以这么添加了: 1L,L/sOwB&  
R-%6v2;ry  
template < typename Right > $0$sM/%  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const NP;W=A F  
  { 0AHQ(+Ap  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); L{1sYR%s\  
} }y6)d.  
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。 @43psq1  
<,CrE5Pl  
U:8[%a  
t7byOMC  
"$(+M t^  
十. bind mx^Ga=: ?  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 \3hA_{ w  
先来分析一下一段例子 }AS?q?4?  
{+9RJmZg  
)Qb,zS6  
int foo( int x, int y) { return x - y;} i~h@}0WR"  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 z}E_ wg  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 \%<M[r=  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 [wQ48\^  
我们来写个简单的。 =}Tm8b0  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: sD3ZZcy|=  
对于函数对象类的版本: X&9: ^$m  
v+LJx    
template < typename Func > (;#c[eKy  
struct functor_trait 8>YF}\D V  
  { ? xR7Ii3  
typedef typename Func::result_type result_type; ^m z9sV  
} ; M v6 ^('  
对于无参数函数的版本: l.@1]4.  
%o8o~B|{.U  
template < typename Ret > 6x^$W ]R  
struct functor_trait < Ret ( * )() > =TD`Pet  
  { Z:9Q~}x8  
typedef Ret result_type; {R_>KE1  
} ; gGM fy]]R  
对于单参数函数的版本: 6+$2rS$1V  
-;9 }P  
template < typename Ret, typename V1 > coAXYn  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 5{'hsC  
  { HoPpUq5,  
typedef Ret result_type; f3O6&1D  
} ; oz&`3`  
对于双参数函数的版本: 6:5K?Yo  
)R7Sh51P  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > zamMlmls^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > h'"m,(a   
  { Na91K4r#  
typedef Ret result_type; `#$}P;W  
} ; 7IxeSxXH  
等等。。。 "0HUaU,e  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy JY  
~/G)z?+E  
template < typename Func > f=^xU P  
struct func_return T >8P1p@A,  
  { I/7!5Z*  
template < typename T > F'XQoZ* 1  
  struct result_1 M">v4f&K1!  
  { jz8u'y[n7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cUq]PC$|  
} ; P3"R2-  
* BM|luYL  
template < typename T1, typename T2 > vX:}tir[  
  struct result_2 9[qOfIny  
  { d<-f:}^k0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; v_XN).f;  
} ; kk78*s {6  
} ; v +4v  
2W+~{3[#  
?L }>9$"  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  rDFrreQP  
( eKgc  
template < typename Func, typename aPicker > aMI;; iL^  
class binder_1 LhO\a  
  { 8~(xi<"e  
Func fn; ?TA7i b_  
aPicker pk; XmQ ;Roe  
public : t2,II\K l  
xJ3C^b%H  
template < typename T > FQ>$Ps*a[  
  struct result_1 ]ogifnwv  
  { $5pCfW8>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ZO/e!yju  
} ; r(r(&NU  
7 z    
template < typename T1, typename T2 > ]({ -vG\m  
  struct result_2 5qrD~D '  
  { b^HDN(v  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \=0;EI-j  
} ; GDLi ?3q  
^(JrOh'  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} `%Fp'`ZM$8  
U =J5lo  
template < typename T > z)T-<zWO;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P3Ql[ 2  
  { cH&)Iz`f  
  return fn(pk(t)); [ K?  
} ;^/ruf[t  
template < typename T1, typename T2 > Rs=Fcvl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _&l8^MD  
  { 2 `AdNt,  
  return fn(pk(t1, t2)); +,spC`M6h  
} =%|`gZ  
} ; 2_pF#M9  
#czI nXTTx  
jz f~n~  
一目了然不是么? Vq3NjN!+5  
最后实现bind ,g?ny<#o  
M@TG7M7Os  
d~8U1}dP  
template < typename Func, typename aPicker > =>'8<"M5z  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) `sm Cfh}j6  
  { ]\yB,  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); I<QUvs%e  
} v:SHaUS  
cx:_5GF  
2个以上参数的bind可以同理实现。 [h-6;.e  
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。 wKpGJ& {  
i6paNHi*  
十一. phoenix [<=RsD_q~  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: :=Zd)i)3  
tz]0F5  
for_each(v.begin(), v.end(), r $S9/  
( 2xN7lfu1RB  
do_ "[ LUv5  
[ <lB2Nv-,  
  cout << _1 <<   " , " %uo8z~+  
] j#f/M3  
.while_( -- _1), OmuE l>  
cout << var( " \n " ) :P q&l.  
) c^=q(V  
); 8 o}5QOW  
k1D7=&i  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: U)kyq  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor mH,s!6j?Vp  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 4>(K~v5;N  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Mg\588cI  
#m|el@)  
9,fV  
template < typename Cond, typename Actor > S+06pj4Ie  
class do_while /eHf8l  
  { lSR\wz*Fk  
Cond cd; L~ax`i1:"  
Actor act; P{dR pH|  
public : =-!jm? st*  
template < typename T > q5g_5^csM{  
  struct result_1 HZ<#H3_ix  
  { J.rS@Z`~7  
  typedef int result_type; rX$-K\4W  
} ; R}Zaz3( Hd  
ANPG3^w  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} :G#%+,  
Y#lAG@$  
template < typename T > X)SUFhP\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pW ~;B*hF  
  { 87[o^)8  
  do %;4#?.W8  
    { _3 [E$Lg  
  act(t); wSjy31  
  } ZS:[ZehF  
  while (cd(t)); S*}GW-)oA  
  return   0 ; =3,<(F5Y[  
} cY} jPDH  
} ; t>]W+Lx#  
K/(LF}  
=O8YU)#  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). #~j$J  
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。 QqL?? p-S>  
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。 `*CoVx~fk  
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。 b5g^{bzwu  
下面就是产生这个functor的类: \nOV2(FAT  
Q \X_JZ  
blz#M #  
template < typename Actor > &h[)nD  
class do_while_actor G%gdI3h1Z  
  { ;\"Nekd|  
Actor act; @uC-dXA"  
public : 3znhpHO)  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} M/V"Ke"N  
F-Z>WC{+  
template < typename Cond > Q9y|1Wg1W  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; PvUY Q>Kw  
} ; Bptt"  
h<m>S,@g  
:%Z)u:~':  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 9F,XjPK=  
最后,是那个do_ yMNOjs'c {  
j+< !4 0#  
1slt[&4N  
class do_while_invoker Y\!:/h]E&  
  { "~C \Z} ;  
public : |RpZr!3V  
template < typename Actor > qyyLU@hd  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const i_6wD  
  { 8Pom^QopK  
  return do_while_actor < Actor > (act); (`n*d3  
} tSDp>0yZ3  
} do_; E3Z>R=s  
-NG9?sI\U  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? =L$RY2S"  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 "z.!h(Eq  
最后来说说怎么处理break和continue y^p%/p%  
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。 @Ng q+uXm  
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