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
  • 3853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 .$7RF!p  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 FvY=!U06  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, J/ Lf(;C_  
_GFh+eS}  
J]#rh5um  
6 &0r/r  
  class filler H(gY =  
  { q ajZ~oB{  
public : QkC*om'/!  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} }79O[&  
} ; : NA(nA 3  
DxwR&S{  
qxDMDMN  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: !y B4;f$  
}Nd1'BVf  
R?{xs  
"[!b5f3!I  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); &l3(+4Sh  
EQ ee5}  
R~T}  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 LWm1j:0  
^3BPOK[*gB  
PPH;'!>s"  
l)*(UZ"  
二. 战前分析 y: x<`E=  
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)L4*O  
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 2.I|8d[  
C1e@{>  
:;.^r,QAI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); "gJ.mhHX  
  /* --------------------------------------------- */ Y|><Ls6Q  
vector < int *> vp( 10 ); Yj1|]i5b  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); vQyY %  
/* --------------------------------------------- */ Te L&6F$  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); in/~' u  
/* --------------------------------------------- */ 8T9 s:/%  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); JJ7A` ;  
  /* --------------------------------------------- */ x<M::")5!V  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 9D+k71"+  
/* --------------------------------------------- */ 'I&0$<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); D<d, 9S,)  
,wes*  
&`@YdZtd"  
&TBFt;  
看了之后,我们可以思考一些问题: Mq)]2>"v  
1._1, _2是什么? c>K]$;}  
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。 qvSYrnpn  
2._1 = 1是在做什么? #i@f%Bq-  
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。 tRJ5IX##L  
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。 } LS8q  
A~PR  
lbda/Zx  
三. 动工 ` = O  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: u6Gqg(7hw  
&Y?t  
,{HQKHg  
`!Z?F]):G  
template < typename T > yiQ?p:DM  
class assignment Pd~=:4  
  { m%`YAD@2z  
T value; >-I <`y-H  
public : rZ `1G  
assignment( const T & v) : value(v) {} 63Zu5b"O/  
template < typename T2 > v#qdq!64  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } XQ}J4J~Vm  
} ; iVn4eLK^v  
;7z6B|8  
|T""v_q  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7j\^h2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment g,._3.D  
GLtd<M"  
y|ZL< L  
-i:WA^yKgw  
  class holder NS z }  
  { iibG$?(  
public : _GG\SWm  
template < typename T > EcB !bf  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 6XWNJb  
  { /%&  d:  
  return assignment < T > (t); X>[i<ei  
} Q 84t=  
} ; P0.cF]<m  
a ~v$ bNu  
'%rT]u3U  
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: tdH[e0x B  
SUUNC06V  
  static holder _1; Pz2 b  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 nXRa_M(z8  
|MZ1j(_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6#+&/ "*  
而不用手动写一个函数对象。 BI`)P+K2  
2xLtJR4L  
N@c G jpQ  
t`H1]`c?  
四. 问题分析 \ZLi Y  
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。 }i~k:kmV  
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。 3 ,>M-F  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 K'ZNIRr/ C  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,-e}X w9  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 [LnPV2@e  
Z0L($  
五. 问题1:一致性 A7X a  
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?| z^QrIl/<c2  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Da(k>vR@4  
Qfn:5B]tI  
struct holder h:8P9WhWF  
  { C(XV YND3  
  // B"&-) (  
  template < typename T > S $p>sItO  
T &   operator ()( const T & r) const $NVVurXa  
  { cz9J&Le>  
  return (T & )r; MIZdk'.U  
} E#KZZ lbx  
} ; 7\ _MA!:<  
nEsD+ }E?  
这样的话assignment也必须相应改动: F$a s#.7FF  
d0 )725Ia  
template < typename Left, typename Right > 5IF5R#  
class assignment sv=U^xI  
  { KHAc!4lA  
Left l; \AwkK3  
Right r; "A}sD7xy9  
public : lJdBUoO  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} L(;$(k-/(  
template < typename T2 > O^MI073Q>t  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Ok_}d&A  
} ; AO7[SHDZ  
_2jL]mB  
同时,holder的operator=也需要改动: =5\*Zh1  
L/ 7AGR|;C  
template < typename T > h <4`|Bg+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 4 Im>2 )  
  { qLCNANWnd  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); o.ZR5`.  
} gq?7O<  
'f6H#V*C  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 DquL r+s~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 lbAhP+B  
Z5v dH5?!r  
return l(rhs) = r; |SOLC  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 g=t`3X#d  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: \U$:/#1Oe  
*S}@DoXS  
template < typename Tp > O>h`  
class constant_t u!K1K3T6k  
  { ,-Hj  
  const Tp t; MDlH[PJ@i  
public : C-y MWr  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ooVs8T2  
template < typename T > 9O 'j+?(`@  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const e#*3X4<\K  
  { F@?-^ E@  
  return t; lEHx/#qt9  
} yh E%X  
} ; jfMkN  
#Nh'1@@  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 b$b;^nly  
下面就可以修改holder的operator=了 q\@Zf}  
e{E\YEc  
template < typename T > :(A&8<}-6  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $9X+dvu*  
  { z,aMbgt  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 2K9X (th1  
} "K(cDVQ  
 v%:deaF  
同时也要修改assignment的operator() Uoe{,4T  
GNJ /|9  
template < typename T2 > Z^>4qf,k  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ~LS</_N  
现在代码看起来就很一致了。 rn|]-^ku/  
v*!N}1+J  
六. 问题2:链式操作 Mc,|C)  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 (vG*)a  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 9E ^!i  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 W_}j~[&  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ?"Ez  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct E4% -*n  
"%Ok3Rvv  
template < typename T > Oo :Dt~Ib  
struct result_1 KM;H '~PZi  
  { `0qjaC  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ~LuGfPO^  
} ; a>OYJe  
&<;T$Y  
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: Po)U!5Tm  
/Z6lnm7wJ  
template < typename T > qHub+"2  
struct   ref jkL=JAcf~  
  { Ca'BE#q  
typedef T & reference; &#e;`(*  
} ; sbmtx/%U  
template < typename T > 486\a  
struct   ref < T &> KyNu8s k  
  { \}Am]Y/ w  
typedef T & reference; Z4i))%or  
} ; }*(_JR4G  
^y@ W\  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: iF+:j8 b  
"Ol:ni1  
template < typename T > !K(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const DP),~8  
  { GKFRZWXdT  
  return l(t) = r(t); |yk/iO(  
} (B4)L%  
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。 S'!&,Dxq^  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 +%XByY5  
GM2}]9  
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 %nkP" Z#  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: {Phq39g  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 QQW}.>N  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 v's1 &%sM  
最后的布局是: dE"_gwtX  
                Add f!kZyD7  
              /   \ UE^o}Eyg  
            Divide   5  skl3/!  
            /   \ ')v,<{  
          _1     3 9>4#I3  
似乎一切都解决了?不。 >>T7;[h  
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。 Q$ew.h  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 c~tl0XU1  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 4 *}H3-`  
T!,5dt8L  
template < typename Right > 9;LjM ~Ct  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const -7&ywgxl  
Right & rt) const gfK_g)'2U  
  { ei4LE XQ16  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); KfjWZ4{v  
} ^gcB+  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 UWO3sZpU  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 W7n^]~V  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 (W h)Ov"  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 rY(7IX  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 D\5+2 G  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? B(M-;F  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: /!0&b?  
 +#,J`fV%  
template < class Action > -ZE YzZqY  
class picker : public Action  7V5c`:"  
  { t|'%0 W  
public : XB!qPh .  
picker( const Action & act) : Action(act) {} b\JU%89  
  // all the operator overloaded s/hgWW$  
} ; ZY,$oFdsi  
d(|?gN^  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 =!L}/Dl  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: B{=DnB6  
f#&z m} t  
template < typename Right > bz>\n"'  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const U3_O}X+  
  { 8TpYt)]S  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .<?7c!ho  
} g^ ?G)>  
2&*#k  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Ml c_w19C9  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 9]+zZP_#  
k}:;`ST  
template < typename T >   struct picker_maker Lp-$Ie  
  { 3U^Vz9LW  
typedef picker < constant_t < T >   > result; d8;kM`U  
} ; i ZPNss  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > cEa8l~GC<  
  { IT:WiMDQ}  
typedef picker < T > result; vWmp ?m  
} ; *Zg=cI@)(  
#C } +  
下面总的结构就有了: \%r0'1f  
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。 )U|V|yem'  
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。 ;+ C$EJw-  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 aHC%:)ww:  
至此链式操作完美实现。 \},H\kK+^  
;76+J)  
Q&PWW#D  
七. 问题3 <ot`0  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 t0fgG/f'  
ch%zu%;f  
template < typename T1, typename T2 > `W}pA mhj  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o]tfvGvU*  
  { 9O&m7]3  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); EGI$=Y  
} { Zv%DV4_$  
Y[)mHs2  
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: ma-GvWD2  
u(3 uZ:  
template < typename T1, typename T2 > ,j>FC j>  
struct result_2 l'4<^q  
  { ' *XIp:  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =Pn"nkpML  
} ; U}:+Hz9  
[)}P{y [&  
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? p#w8$Qjp  
这个差事就留给了holder自己。 ':}9>B3 S  
    h-Y>>l>PW0  
g$C]ln>"9m  
template < int Order > 6X9$T11Vc  
class holder; N`7OJ)l  
template <> ZzBaYoNy[0  
class holder < 1 > Y(`Bc8h  
  { v+xrn z  
public : cQLPgE0  
template < typename T > +C;;4s)  
  struct result_1 \i[N ";K  
  { %pWJ2J@  
  typedef T & result; =Bc{0p*  
} ; y`$qcEw  
template < typename T1, typename T2 > KM )MUPr  
  struct result_2 !Z>,dN  
  { J V}7c$_  
  typedef T1 & result; ?s>_^xfD  
} ; :9L}jz  
template < typename T > a!6r&<s=E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const indbg d  
  { +%[, m&  
  return (T & )r;  ~}p k^FA  
} Am3j:|>*  
template < typename T1, typename T2 > 20 $Tky_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const c]VK%zl  
  { B!`.,3  
  return (T1 & )r1; @G#`uoD  
} [7x;H  
} ; ?$;&DoE  
n::i$ZUdK  
template <> ZTqt4H  
class holder < 2 > jJYCGK$=  
  { $A74V [1^  
public : >o p/<?<  
template < typename T > 0Z((cI\J  
  struct result_1 Dz.kJ_"Ro  
  { zN9@.!?X2  
  typedef T & result; yTbtS-  
} ; 7 v3%dCvf  
template < typename T1, typename T2 > OmK0-fa/  
  struct result_2 b; ;y|H  
  { uU$/4{  
  typedef T2 & result; LfrjC@_y  
} ; nf _(_O=  
template < typename T > Y8s-cc(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /YwwG;1  
  { -"^"& )  
  return (T & )r; DVs$3RL  
} },5LrX`L  
template < typename T1, typename T2 > A1zV5-E/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A}pe>ja   
  { Y\1&  Uk  
  return (T2 & )r2; R*dXbI&,e  
} }LIf]Y K  
} ; jP3~O  
hA~5,K0b  
8p~[8}  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 1*@Q~f:Uk  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: NlG!_D"(y  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: {2|sk9?W  
.$x822   
return l(i, j) = r(i, j); Tc;BE  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 99q$>nx,w  
rPW 9lG  
  return ( int & )i; ON_G D"  
  return ( int & )j; y3V47J2o  
最后执行i = j; !Nhq)i  
可见,参数被正确的选择了。 = 6w(9O  
v}z{OB  
C%Op[H3  
zpxy X|  
a)L=+Z  
八. 中期总结 O~#OVFJ9=  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: f=MR.\  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 vC5 (  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 b(g?X ( &  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor V :4($  
j~9,Ct  
{[B`q  
TH}+'m  
_UeIzdV9  
Op<|Oz$Q|l  
九. 简化 w~9=6|_  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 cm7>%g(oQo  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (V~PYf%  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ~{O@tt)F  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 lhV'Q]s@6  
  +-*/&|^等 }NJ? .Y  
2. 返回引用。 fL1EQ)  
  =,各种复合赋值等 O/Wc@Ln  
3. 返回固定类型。 ]O;Rzq{D(  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) %g&i.2v  
4. 原样返回。 "Q@ZS2;A  
  operator, Ax+q/nvnb  
5. 返回解引用的类型。 7_#i,|]58  
  operator*(单目) ?l<u%o  
6. 返回地址。 3~!PJI1  
  operator&(单目) ((%g\&D  
7. 下表访问返回类型。 Me*]Bh  
  operator[] r5?qz<WW~  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 pn~$u  
  operator<<和operator>> mM7S9^<UH  
nMHs5'_y  
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。 3$`qy|=zO  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Ot} E  
pYs"Y;%  
template < typename Left > ^m:?6y_uw  
struct value_return 9WuKW***  
  { f&ym'S  
template < typename T > f[/E $r99J  
  struct result_1 =r:-CRq(  
  { S)*eAON9  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 7MT[fA8^  
} ; obE_`u l#  
~T[m{8uh  
template < typename T1, typename T2 > xe6 2gaT  
  struct result_2 MW+]w~7_Q  
  { =kvYE,,g_  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; i.Qy0  
} ; cwxO| .m  
} ; <zK9J?ZQW>  
%G$KahxV>  
|f~p3KCfV  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ,wlh0;,  
+'x`rk  
下面我们来剥离functor中的operator() 1qb 3.  
首先operator里面的代码全是下面的形式: )*iSN*T8q  
s!2pOH!u   
return l(t) op r(t) Ee##:I[z  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) W/uaNp  
return op l(t) SL/ FMYdd  
return op l(t1, t2) -)aBS3  
return l(t) op -<i&`*zG  
return l(t1, t2) op QP?Z+P<  
return l(t)[r(t)] Nze#u;  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] INrUvD/*  
?zNv7Bj  
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: h"')D  
单目: return f(l(t), r(t)); 2Fce| Tn  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]v 6u  
双目: return f(l(t)); 'wX'}3_/g  
return f(l(t1, t2)); q"A(l  
下面就是f的实现,以operator/为例 !\8j[QS!  
~'HwNzDQc  
struct meta_divide J%;TK6  
  { 8lt P)K4  
template < typename T1, typename T2 > b'^ -$  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) . c+RFX@0  
  { pWB)N7x&  
  return t1 / t2; _'dsEF  
} 5Y)!q?#H  
} ; ^c^9kK'  
w'.ny<Pe  
这个工作可以让宏来做: Kig.hHj@  
kN;l@>  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Tfgx>2  
template < typename T1, typename T2 > \ 8sg8gBt  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; N Q{ X IN~  
以后可以直接用 X1i6CEa<  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ^&DHBx"J  
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 U\ y?P:yy  
(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。。。) \A5cM\-  
M\8FjJ>9  
4fZ$&)0&  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ALwkX"AN  
}O@S ;[v S  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > M0x5s@  
class unary_op : public Rettype pH?VM&x  
  { +vLuzM-  
    Left l; ,$sq]_t  
public : T8ZBQ;o  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} M{:gc7%  
qw0tw2|  
template < typename T > -(qoz8H5  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D_9&=a a'  
      { i,FG?\x@  
      return FuncType::execute(l(t)); q[1H=+  
    } HPCgv?E3  
 #d*mG =  
    template < typename T1, typename T2 > ^QB/{9#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wQp,RpM  
      { bu%@1:l  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); WMZa6cH  
    } vP3Fb;  
} ; ,ye>D='  
xp1 +C{  
Fx0K.Q2Y0  
同样还可以申明一个binary_op <hdR:k@ #  
Z,,Da|edH  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > NV*aHci  
class binary_op : public Rettype ]BP/KCjAI<  
  { doP4N6   
    Left l; &.=d,XKN  
Right r; mh.0% 9`9  
public : WaN0$66[:  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rd0BvQ9TK  
phl5E:fIKx  
template < typename T > OWB^24Z&3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6H VS0  
      { 0FjSa\ZH  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); |j^>6nE  
    } i{T0[\4  
"KW\:uc /  
    template < typename T1, typename T2 > ;r- \h1iA'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >B skw2  
      { )`-9WCd&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); mV`Z]-$$i  
    } 6peO9]Zy  
} ; > g8;x#  
`8xe2=Ub  
/_x?PiL  
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 = Yh>5A  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 4zpprh+`K  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Cg}cD.  
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。 ` B : Ydf  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! H`),PY2  
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。。。 6;I&{9  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 K}`.?6O  
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) Tp)-L0kD_k  
下面是修改过的unary_op +S^Uw'L$=T  
T"in   
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ;|soc:aH  
class unary_op 2!7wGXm~U  
  { lmj73OB3  
Left l; 3UslVj1u  
  *vCJTz  
public : Xy_+L_h^  
>Ah [uM  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ="d}:Jl  
3)atqM)i  
template < typename T > =MB[v/M59w  
  struct result_1 oSx]wZZ  
  { t$]lK6  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Rzj5B\+Rk(  
} ; 5mnIQ~psR  
zK k;&y|{  
template < typename T1, typename T2 > 'F5&f9 A  
  struct result_2 rzLpVpTaz  
  { Jq<&`6hn  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; LUHj3H  
} ; -PB m@}*  
<^ @1wg  
template < typename T1, typename T2 > Br`Xw^S  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XcR2]\  
  { l<(MC R*  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); +]Po!bN@@  
} 3-lJ]7OT  
ucL}fnY1  
template < typename T > iNe;h|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;R@zf1UYA  
  { % E3  
  return OpClass::execute(lt(t)); QPg QM6  
} \WQ\q \  
k9~NIvnB`  
} ; A'c0zWV2  
l"f.eo0@7  
qTj7mUk  
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 u+&BR1)C  
好啦,现在才真正完美了。 ;;2XLkWu  
现在在picker里面就可以这么添加了: A Ns.`S  
Cf91#% :cN  
template < typename Right > =$X5O&E3'  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const <ZSH1~<{6  
  { 58DkVQ6  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); po4seW!  
} }JeGjpAcV  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 P%8 Gaa=  
Xx~OZ^t&Vn  
^vn8s~#  
s{(aW5$!s  
 s X.L  
十. bind ?T3zA2  
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。 IlVz 5#R  
先来分析一下一段例子 MCZTeYnx  
JF!JY( U,  
6}6;%{p"Gu  
int foo( int x, int y) { return x - y;} uUB,OmLN  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ]JVs/  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ?3D|{  
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。 5=WzKM  
我们来写个简单的。 JR8 b[Oj.S  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: _PLY<i2vr  
对于函数对象类的版本: ^I4'7]n-  
twv|,kM  
template < typename Func > VgD z:j  
struct functor_trait 5%BexIk  
  { sD H^l)4h  
typedef typename Func::result_type result_type; QkS~~|0EI>  
} ; 4wjy)VD_  
对于无参数函数的版本: K+ZJSfO6  
UCG8=+t5T  
template < typename Ret > $M{MOehZ  
struct functor_trait < Ret ( * )() > f!%G{G^`  
  { ,V1/(|[h  
typedef Ret result_type; $\M<gW6  
} ; -sO[,  
对于单参数函数的版本: Dk8 O*B   
nr7#}pzo  
template < typename Ret, typename V1 > *`2.WF@E)  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > PP)iw@9j  
  { XtY!fo *  
typedef Ret result_type; zmH8^:-x  
} ; 7ss Y*1b  
对于双参数函数的版本: &.XlXihnt  
8=QOp[w   
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 'D`O4TsP>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > kt`_n+G  
  { ^j]"!:h  
typedef Ret result_type; tpu2e*n-|  
} ; 7k,pUC-w7c  
等等。。。 j/.$ (E   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy jf&B5>-x  
"NEg]LB5  
template < typename Func > nhV\<  
struct func_return 9 5bi W  
  { tfB}U.  
template < typename T > $HgBzZ7A2  
  struct result_1 be?>C 5  
  { zs/4tNXw  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; aa|u *afWQ  
} ; yP$@~L[!  
m=Mb'<  
template < typename T1, typename T2 > y8*MNw  
  struct result_2 g)?Ol  
  {  +kA>^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I0iTa99K  
} ; h/oRWl0r  
} ; 9NF2a)&~  
Xir ERc.e  
k+9*7y8w  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 SEfRU`  
jej.!f:H  
template < typename Func, typename aPicker > 5(wmy-x\  
class binder_1 CzMCd ~*7R  
  { pbCj ^  
Func fn; :1 *q}R   
aPicker pk; 5D]3I=kj  
public : ^bM\:z"M  
m:}PVJ-"  
template < typename T > v~8Cp C  
  struct result_1 o*MiKgQ&  
  { 9sP;s^#t7U  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; #|PPkg%v<  
} ; mpr_AL!ZO~  
*wk?{ U  
template < typename T1, typename T2 > 1Kjqs)p^  
  struct result_2 `~w|Xz  
  { ^C=dq(i=[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n~"qbtp}  
} ; O]4v\~@-j  
?"F9~vx&G  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} agV z  
&Fiesi!tET  
template < typename T > NX[-Y]t  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _sb~eB~<(  
  { >&DC[)28  
  return fn(pk(t)); ) $`}~  
} Z~0TO-Q  
template < typename T1, typename T2 > T,a71"c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !>:SPt l  
  { ]'NL-8x">  
  return fn(pk(t1, t2)); /Nc)bF%gX  
} YdZ9##IU3  
} ; z''ejq  
nTtE+~u  
~6"=d  
一目了然不是么? KqN;a i,F  
最后实现bind S$O5jX 0  
2tb+3K1  
"ejsz&n  
template < typename Func, typename aPicker > f,|g|&C  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 3'Hz,qP  
  { Kv9$c(~#  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); zfD@/kU  
} &^UT  
mm9uhlV8  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0HO'%'Ga*  
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。 _l"=#i@L  
fikDpR  
十一. phoenix fN1b+ d~*6  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: p,V%wGM  
Q>q-6/|UX  
for_each(v.begin(), v.end(),  Y(  
( uHsLlfTn  
do_ o}&{Y2!x  
[ nC%<BatQ  
  cout << _1 <<   " , " EKD#s,(V*X  
] dVPY07P  
.while_( -- _1), S n<X   
cout << var( " \n " ) y"Pd>61h  
) E/hT/BOPK  
); ]h#QA;   
[dR#!"6t  
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: aNn4j_V(  
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 9[`c"Pd  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 I94-#*~I  
那么我们就照着这个思路来实现吧: $|g ;  
cV"Ov@_.k  
jJaMkF;f  
template < typename Cond, typename Actor > 1S(n3(KRk$  
class do_while 0K6My4d{  
  { +J85Re `  
Cond cd; M KX+'p\w  
Actor act; Zb&pH~ 7  
public : S[gACEZ =  
template < typename T > p>O/H1US;  
  struct result_1 1{5t.  
  { oB%_yy+  
  typedef int result_type; UdVf/ PGx  
} ; @}19:A<'  
CPL,QVO9  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Q)y5'u qZ  
-Bl^TT  
template < typename T > kxN O9w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E]8uj8K3]  
  { k$ T  
  do AAs&P+;  
    { w[D]\>QHa  
  act(t); `|Hk+V  
  } >_xuXEslUz  
  while (cd(t)); g1?9ge 1  
  return   0 ; 7R7+jL,  
} 1<fW .Q)  
} ; : 8j7}'  
@tPr\F  
+Z2XP76(4A  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). =-_hq'il  
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。 a|= ^   
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。 u]7wd3(  
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。 _yUYEq<`  
下面就是产生这个functor的类: :s&dn%5N"  
|IV7g*J89  
SE43C %hv  
template < typename Actor > t$~'$kM)<  
class do_while_actor ]jm:VF]4  
  { Rzh.zvxTp  
Actor act; UgK c2~  
public : <ShA_+Nd  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} x{8h3.ZQ,  
r#2Fk &Z9  
template < typename Cond > ^e <E/j{~  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; tK .1 *  
} ; [>r0 (x&.  
0^dYu /i5  
b=1E87i@W  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 zRD-[Z/-  
最后,是那个do_ L'S,=NYXY  
A)3H`L  
)gSqO{Z  
class do_while_invoker 9( q(;|;Hp  
  { Eyjsbj8  
public : K0_gMi+bR  
template < typename Actor > "f_qG2A{  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ^g|cRI_"  
  { }.&;NgZS  
  return do_while_actor < Actor > (act);  U-4F  
} <$zhNu~  
} do_; r~h#  
CxjB9#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? .?Y"o3  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 0QW=2rs  
最后来说说怎么处理break和continue #"rK1Z  
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。 hL6;n*S=  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八