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
  • 5287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 %kjG[C  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Cul=,;pkB  
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, q*3keB;X  
Jt@lH  
!NkCki"W  
5$D"uAp<V  
  class filler '.(Gg%*\.  
  { h%Nd89//  
public : ,7]hjf_h  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Bhd)# P  
} ; -` U |5  
EZ]4cd/i  
)J}v.8   
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: |uqI}6h.  
,_I rE  
I /MY4?(T  
IrqM_OjC  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); $2?AJ/2r$b  
0!_?\)X  
R=lw}jH[Z  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7MLLx#U  
'#V@a  
[49Cvde^  
b j`\;_oo  
二. 战前分析 YcN|L&R.  
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。 E,}{iqAb  
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 7|DG1p9C  
. : Wf>:  
{_-kwg{"(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \}s/<Q  
  /* --------------------------------------------- */ VP~2F E  
vector < int *> vp( 10 ); d?2ORr|m=  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); EIg~^xK  
/* --------------------------------------------- */ :_~.Nt  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3k`Q]O=OU  
/* --------------------------------------------- */ |Ev|A9J!  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); d8wVhZKI"  
  /* --------------------------------------------- */ gwRB6m$  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); <46&R[17M  
/* --------------------------------------------- */ Mh.1KI[t  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 10Ik_L='  
<\~v$=G  
>u&D@7~c  
.d]/:T -0  
看了之后,我们可以思考一些问题: h|CZ ~  
1._1, _2是什么? oAQQ OtpZN  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 @MES.g  
2._1 = 1是在做什么? / \w4k  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 f^ui Zb  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 4]h/t&ppq  
tDX& ~1s  
pj$JA  
三. 动工 qk2E>  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: s5nw<V9$]  
-3{Q`@F  
XB7Aa)  
lFnls6dp  
template < typename T > EAGvP&~P  
class assignment hv|a8=U!R  
  { ny5 P*yWEh  
T value; [iub}e0  
public : S4x9k{Xn  
assignment( const T & v) : value(v) {} $r/$aq=K  
template < typename T2 > }qn>#ETi  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } #'_#t/u  
} ; V]F D'XAl  
'[ t.  
9Da{|FyrD  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 gyw=1q+  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Wigt TAh4  
bC `<A  
z1mB Hz6  
'~D4%WKT  
  class holder $0_K&_5w~  
  { JU?;Kq9R  
public : .9nqJ7]  
template < typename T > _QL|pLf-  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const u}@N Qeg  
  { ba|xf@=&  
  return assignment < T > (t); ,8@<sF B'  
} D&%8JL  
} ; o08WC'bX  
tO M$'0u  
; llPM`)  
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: }?s-$@$R  
23gN;eD+m6  
  static holder _1; W"c\/]aD  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 1<r!9x9G  
\f9WpAY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); gk%nF  
而不用手动写一个函数对象。 ,hn#DJ)  
 XIInI  
8z`ZHn3=  
qUJ"* )S  
四. 问题分析 5Z>a}s_i  
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。 $6rm;UH  
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。 a{kJ`fK   
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 wpK1nA+7N  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,1sbY!&ekL  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 J!uG/ Us  
"ko*-FrQ  
五. 问题1:一致性 fsL9d}  
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?| @+b$43 ^  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 f24W*#IX  
9\Jc7[b  
struct holder x%viCkq  
  { Z/q6Q#  
  // wL0[Slf}  
  template < typename T > {`!6w>w0  
T &   operator ()( const T & r) const [c,V=:Cq  
  { ;'S,JGpvT  
  return (T & )r; /~NX<Ye&  
} g04^M (  
} ; 1&boD\ 7  
\CjJa(vV  
这样的话assignment也必须相应改动: ?Lg<)B9   
%1i:*~g  
template < typename Left, typename Right > cq I $9  
class assignment 'nTlCYT  
  { N~!, S;w  
Left l; mw"FQ?bJ  
Right r; iB)\* )  
public : UIAazDyC  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} w"' Pn`T  
template < typename T2 > |T<aWZb^=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } \?n6l7*t>  
} ; ]Y [N=G  
:nIMZRJ_!E  
同时,holder的operator=也需要改动: XDPR$u8hM  
 0s;~9>  
template < typename T > /8l-@P. o  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const +=($mcw#[  
  { UR'[?  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); u@_|4Bp,"  
} VIAq$iu7  
EH844k8 p  
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。 &#PPXwmR  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 2.^{4 1:  
r&LZH.$oh  
return l(rhs) = r; ~5P9^`KNH  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 }097[-g7  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 8jz>^.-o  
qyRN0ZB"A^  
template < typename Tp > yj:@Fg-3g  
class constant_t /|v4]t-  
  { H:DR?'yW  
  const Tp t; Ow;thNN  
public : S^%3Vf}  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} BE0l2[i?  
template < typename T > }g+kU1y  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const mF 1f(  
  { M(C">L]8  
  return t; );!ND %  
} .n7@$kq  
} ; s{^B98d+W  
sQgz}0_= )  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 zH1 ;h  
下面就可以修改holder的operator=了 X_78;T)uA  
J 1w[gf]J  
template < typename T > fG0ZVV!   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Kd oI  
  { a>v *  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); do8[wej<:  
} /r7xA}se^  
6_`Bo%  
同时也要修改assignment的operator() f/Y&)#g>k  
[5&k{*}}  
template < typename T2 > =`+D/ W\[Y  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } yr%[IX]R  
现在代码看起来就很一致了。 .)/ ."V  
eA& #33  
六. 问题2:链式操作 F(VVb(\jd  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `KZV@t  
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。 N:lE{IvRJ  
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。 ,V1"Typ#<  
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。 _<Ak M"  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct b+~_/;Y9  
6Q:Wo)^!  
template < typename T > q(n"r0)=  
struct result_1 `NtW+v  
  { kP`#zwp'Ci  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Zu"qTJE/1  
} ; ,7wYa&  
xKu#O H  
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: }#s{."  
Rw'}>?k]  
template < typename T > i|{psA  
struct   ref ZLzc\>QX  
  { [63\2{_^v  
typedef T & reference; y,:WLk~  
} ; HGYTh"R  
template < typename T > 4M&$wi  
struct   ref < T &> a#]V|1*O  
  { ~\am%r>  
typedef T & reference; CU|E-XPW  
} ; V0^{Ss1M  
C+' -TLeu  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: %Yu~56c-  
(7qlp*8.s  
template < typename T > nXn@|J&z~U  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 3(oMASf  
  { qWH^/o  
  return l(t) = r(t); i(% 2t(wf+  
} K<^p~'f4P  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 g>t1rZ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 bll[E}E|3  
*)RKU),3nL  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 6>]  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: g**!'T4&o  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 MFROAVPZ5  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 @aQ:3/  
最后的布局是: :a{dWgN  
                Add _;3,  
              /   \ K/zb6=->  
            Divide   5 zr!7*, p  
            /   \ OB.rETg  
          _1     3 G_1r&[N3  
似乎一切都解决了?不。 {^1O  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 {m*lt3$k  
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。 ymm]+v5S.]  
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: dU9;sx  
;U3:1hn  
template < typename Right > yP7b))AW9  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const kn}^oRT  
Right & rt) const GTLS0l)  
  { 2|j=^  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); t]SB .ja  
} -+[Lc_oNPx  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 X| \`\[  
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。 *OA(v^@tx7  
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。 _>vH%FY  
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。 @RPQ 1da  
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。 2,:{ 5]Q$  
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? BI%^7\HZ  
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: {#kCqjWG  
I3 "6"  
template < class Action > GeJ}myD O  
class picker : public Action s'yR 2JYv  
  { HN7tIz@Frc  
public : /k/X[/WO  
picker( const Action & act) : Action(act) {} m}z6Bbis0  
  // all the operator overloaded |fKT@2(  
} ; ^ ##j {h7  
/W .s1N  
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。 9}QIqH\p  
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: z6)N![ X  
UJ,vE}=_{  
template < typename Right > Lk|`\I T  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const f+9WGNpw  
  { E"'u2jEG^  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); pyV`O[  
} #M~yt`R~  
ogIu\kiZ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > EmaS/]X[  
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。 -r,v3n  
Yeg<MrS4D  
template < typename T >   struct picker_maker J.R]) &CB  
  { MB;rxUbhe3  
typedef picker < constant_t < T >   > result; nl}LT/N  
} ; |yz[mP*;o  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > FaCW +9B  
  { ;"cQ)=s9Y  
typedef picker < T > result; @Y`Z3LiR$  
} ;  p0W<K  
v' t'{g%  
下面总的结构就有了: ;.AMP$o`(Y  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 SZXSVz0j  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 6:wk=#w  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 j_5&w Znq  
至此链式操作完美实现。 2pmj*Y3"8  
K&&T:'=/  
(.=ig X  
七. 问题3 7>z {2D  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 j*>Df2z  
]*P9=!x|M  
template < typename T1, typename T2 > d-b<_k{p  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :@)R@. -  
  { 2T}>9X  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); eyh}O  
} 0rL.~2)V  
Lxv;[2XsW)  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: s7n7u7$j  
CKH mJ]=  
template < typename T1, typename T2 > x"sbm  
struct result_2 D7nK"]HG;l  
  { a& 0g0n6  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; pq r_{  
} ; d`TiY`!  
/:]<z6R  
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? g^H,EaPl  
这个差事就留给了holder自己。 ujnT B*Cqc  
    I(AlRh  
?,x\46]>_K  
template < int Order > 9<0yz?b':  
class holder; 8H-yT1  
template <> c $r"q :\  
class holder < 1 > k9oi8G'g~  
  { SrH::-{  
public : @p~scE.#\  
template < typename T > w0;4O)H$O  
  struct result_1 V|@bITJ?7  
  { x-c5iahp'  
  typedef T & result; 0^tY|(b3/M  
} ; E`.hM}h  
template < typename T1, typename T2 > bvJ@H Z$  
  struct result_2 XYR q"{Id  
  { zWU]4;,"  
  typedef T1 & result; Uhr2"Nuuy  
} ; eI"pRH*f  
template < typename T > %\-E R !b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const b>QdP$>  
  { ,,G"EF0A  
  return (T & )r; ML'y`S  
} f.$[?Fi  
template < typename T1, typename T2 > d:|x e:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const pTGGJ,  
  { 3#$X  
  return (T1 & )r1; R~iv%+  
} .'A1Eoo0d  
} ; B-_b.4ND)  
]B;`Jf  
template <> Z[w}PN,xV  
class holder < 2 > ip<VRC5`5  
  { Wk7E&?-:6  
public : hDTC~~J/  
template < typename T > .]h/M,xg  
  struct result_1 lCUYE"o  
  {  !AJkd.  
  typedef T & result; f6K.F  
} ; ~5N oR  
template < typename T1, typename T2 > y akRKiz\  
  struct result_2 pt"9zkPj  
  { T0dD:sN  
  typedef T2 & result; ~n@rX=Y)]0  
} ; z H-a%$5  
template < typename T > 'WhJ}Uo\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $365VTh"  
  { al}J^MJ  
  return (T & )r; L!*+: L DL  
} ?R)dx uj  
template < typename T1, typename T2 > #S9J9k  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {|>Wwa2e  
  { XQn1B3k+  
  return (T2 & )r2; N,K/Ya)1  
} J;Z2<x/H  
} ; O<Q8%Az  
&kzysv-_  
66F?exr  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 5b/ ~]v  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: -t S\  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ]w>o=<?b  
]i(/T$?~  
return l(i, j) = r(i, j); 4@{?4k-cq  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _b%)  
W;=Ae~  
  return ( int & )i; /;(ji?wN  
  return ( int & )j; nl 'MWP  
最后执行i = j; v.<mrI#?  
可见,参数被正确的选择了。 hT1JEu  
'I/_vqp@  
MZ$uWm`/  
5C1EdQ4S0  
(o IGp  
八. 中期总结 |?VJf3 A  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 1N(1h D  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 8u~  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 :p}8#rb  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor /a^ R$RHl'  
8 5ET$YV  
qJ`:$U  
f%.Ngf9  
[HY r|T  
LWJ ?p-X  
九. 简化 '42$O  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 I4jRz*Ufe?  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 bD,X.  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Jf?6y~X>Y  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 O%kUj&h^  
  +-*/&|^等 }ww/e\|Nt=  
2. 返回引用。 sq`Xz 8u  
  =,各种复合赋值等 V($V8P/  
3. 返回固定类型。 KWY_eY_|  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) "."(<c/3  
4. 原样返回。 seEo)m`d  
  operator, T%)E!:}v  
5. 返回解引用的类型。 {>1FZsR49t  
  operator*(单目) ?v M9 !  
6. 返回地址。 ecs 0iW-,  
  operator&(单目) T8A(W  
7. 下表访问返回类型。 3:nBl?G<  
  operator[] %\<b{x# G  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 kd^H}k  
  operator<<和operator>> B ktRA  
A/<u>cCW  
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。 ]7Vg9&1`  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ;9OhK71}  
TC/c5:)]  
template < typename Left > x ']'ODs  
struct value_return )  FR7t  
  { ]w6Q?%'9  
template < typename T > -sQ[f18  
  struct result_1 {V6pC  
  { ;9k>; g3m  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @5nFa~*K%  
} ; @/<UhnI  
zw+aZDcV(  
template < typename T1, typename T2 > >E+g.5 ,:W  
  struct result_2 W#<1504ip  
  { 7m-%  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; _aPAn|.  
} ; =lJ ?yuc  
} ; /j GBQ-X  
@M"gEeI9  
)k,n}  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait DSz[,AaR]  
7tcadXk0  
下面我们来剥离functor中的operator() -Ty~lZ)TDT  
首先operator里面的代码全是下面的形式: !} TsFa  
{3`385  
return l(t) op r(t) 4=tR_s  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 'vBZh1`p  
return op l(t) $].htm  
return op l(t1, t2) D|9+:Y  
return l(t) op *(Dmd$|0|  
return l(t1, t2) op PoF3fy%.  
return l(t)[r(t)] <R$ 2x_  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] N;|^C{uz  
sWYnoRxu  
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: TsTc3  
单目: return f(l(t), r(t)); hX{,P:d=f  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); w2nReB z  
双目: return f(l(t)); \2s`mCY  
return f(l(t1, t2)); [Iks8ZWr_  
下面就是f的实现,以operator/为例 O6;"cUv  
tON>wmN  
struct meta_divide sFFQ]ST2p  
  { |EE1S{!24m  
template < typename T1, typename T2 > 6^Wep- $  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 2cYBm^o|x  
  { i 6G40!G=)  
  return t1 / t2; _!',%  +  
} YqX$a~  
} ; 4 ThFC  
f,HUr% @  
这个工作可以让宏来做: sApix=Lr  
, Z"<-%3  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ EG>?>K_D  
template < typename T1, typename T2 > \ !?>V^#c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; }S/i3$F0~  
以后可以直接用 dgw.OXa  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) QadguV6|  
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 -G,}f\Cg  
(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。。。) lxhb)]c ^>  
$6"(t=%{  
/d3Jd .l!  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 MoIh =rw  
:skR6J  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ~sk p}g]  
class unary_op : public Rettype v=N?(6T  
  { GDxv2^4  
    Left l; A8Ju+  
public : F[jE#M=k  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,L/x\_28  
|u&cN-}C d  
template < typename T > _>- D*l  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (9'^T.J  
      { 7{|QkTgC  
      return FuncType::execute(l(t)); So aqmY;+  
    } Op'a=4x]  
CFaY=Cy  
    template < typename T1, typename T2 > OBWWcL-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y 2 @8B6  
      { Pv'Q3O2<I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); /5ZX6YkeH  
    } USBQEt  
} ; TLdlPBnr8  
1^\w7Rew 2  
Wgwd?@uK  
同样还可以申明一个binary_op  j#](Q!  
i5 rkP`)j  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > gfQ?k  
class binary_op : public Rettype iEvQ4S6tD  
  { U[C4!k:0  
    Left l; Mkz_.;3  
Right r; V_+&Y$msi~  
public : u7!9H<{>P  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =c[tHf  
Y9+_MxC"  
template < typename T > S0,\{j  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HxG8 'G  
      { o<`hj&s  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); =gB5JB<}2  
    } TekUY m!G  
vi,hWz8WB  
    template < typename T1, typename T2 > Y?0/f[Ax,y  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $coO~qvU  
      { X,QsE{  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); j_Szw w-  
    } NQ9v[gv  
} ; k ka5=u  
;5Sdx5`_  
un{ZysmtB6  
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 WgtLKRZ\  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $]2)r[eA)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Y2H-D{a27  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 r\Nfq(w  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! CXlbtpK2k  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 jj5S+ >4  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 EApKN@<"  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Z>rY9VvWD  
下面是修改过的unary_op nr!N%Hi  
g52a vG  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > L44m!%q  
class unary_op I.<c{4K5  
  { U&5* >fd=  
Left l; Kgbm/L0XR*  
  OviS(}v4@  
public : )kD/ 8  
CKsVs.:u  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]{>AU^=U  
7{;it uqX  
template < typename T > ?"B] "%M&  
  struct result_1 ,lyW'<~gA  
  { xA] L0h]  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ]?Ef0?44  
} ; + ?1GscJ   
8Lo#{`  
template < typename T1, typename T2 > f[^f/jGm  
  struct result_2 *r7v Dc  
  { 1\.$=N  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x$Dq0FX!%_  
} ; ,?fJ0n:!%  
u^80NR  
template < typename T1, typename T2 > tdy2ZPVtTV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const mDB  
  { V>Wk\'h  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); \/a6h   
} r* *zjv>  
M^FY6TT4O  
template < typename T > o96C^y{~S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "W|A^@r}  
  { wVf~FssN  
  return OpClass::execute(lt(t)); d$dy6{/YD  
} ahB qYA K9  
sibYJKOy  
} ; ]-fkmnmWX  
%,$n^{v  
?^}30V:E  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug TCtZ2 <'  
好啦,现在才真正完美了。 %bW_,b  
现在在picker里面就可以这么添加了: k+3qX'fd  
c'2d+*[  
template < typename Right > rqdwQ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \@LTXH.  
  { ^J!q>KJs  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); bx@l6bpQ  
} V~J5x >O  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 qQ&uU7,#  
Cs'LrUB?=U  
ZL MH~cc  
`8:0x?X  
nwRltK  
十. bind 7e/+C{3v  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 [K!9xM6  
先来分析一下一段例子  4M'>oa  
op,L3:R\Z  
8[^'PIz  
int foo( int x, int y) { return x - y;} QTV*m>D  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 N.F5)04  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 JKfG/z|  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 F L0uY0K  
我们来写个简单的。 yV30x9i!2  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: I.2J-pu}  
对于函数对象类的版本: |{jT+  
sV^:u^  
template < typename Func > ']]d-~:  
struct functor_trait r~w.J+W  
  { 39pG-otJ  
typedef typename Func::result_type result_type; L * n K> +  
} ; =bVPHrKNQ  
对于无参数函数的版本: /?\3%<vn  
G dgL}"*F  
template < typename Ret > .R9Z$Kbq  
struct functor_trait < Ret ( * )() > H=t"qEp  
  { XR5KJl  
typedef Ret result_type; Xlo7enzY  
} ; wb-yAQ8  
对于单参数函数的版本: 7*/{m K)  
zM0NRERi  
template < typename Ret, typename V1 > I<SgKva;c  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > k$EVr([  
  { K|& f5w  
typedef Ret result_type; zmMc*|  
} ; /r}L_wI  
对于双参数函数的版本: q2GW3t  
D7Q+w  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > YFKE>+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > G)3I+uxn  
  { _;<!8e$C  
typedef Ret result_type; *Ak.KBg  
} ; f0<zK !  
等等。。。 md!6@)S-p  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 1GY2aZ@  
V5|ANt  
template < typename Func > [U\?+@E*  
struct func_return |s|}u`(@9  
  { 98m|&7  
template < typename T > =;}W)V|X)S  
  struct result_1 |(7}0]BP0  
  { nK&]8"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ~j0rORy]  
} ; 'J|2c;M\x  
B.z$0=b  
template < typename T1, typename T2 > %+7]/_JO&  
  struct result_2 @KG0QHyiU  
  { 0p.bmQSH  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; g(7 -3q8eq  
} ; 0mw1CUx9K  
} ; V"FQVtTx7  
lame/B&nc  
'U@o!\=a  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (IJNBJb  
Xtp8 ^4Va  
template < typename Func, typename aPicker > 1uF$$E6[  
class binder_1 Q YJ EUC@  
  { cHFi(K]|1  
Func fn; 0X$mT:=9  
aPicker pk; rIb+c=|F  
public : Vej$|nF  
QFh1sb)]d)  
template < typename T > O5\r%&$xd  
  struct result_1 _z5/&tm_H  
  { q5'S<qY^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; I[Ra0Q>([k  
} ; `:/'")+@v  
!Sq<_TO  
template < typename T1, typename T2 > u\R?(G&  
  struct result_2 K}*ets1s}  
  { d@%"B($nR  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =:W2NN'  
} ; sFU< PgV  
=TB_|`5;j  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} [^H2'&]  
xn8K OwX%  
template < typename T > A~ya{^}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \1EuHQ?  
  { b*|~F  
  return fn(pk(t)); =Q#I@SVp2$  
} ^:nc'C gP  
template < typename T1, typename T2 > Ts iJK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |diI(2w  
  { qY_qS=H^  
  return fn(pk(t1, t2)); yzK;  
}  vSzpx  
} ; K!|eN_1A  
VK}4 <u  
8&<:(mAP  
一目了然不是么? rTD+7 )E  
最后实现bind ?vXgHDs^T  
wjarQog5Y  
=u~nLL  
template < typename Func, typename aPicker > p6M9uu  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) WhPP4 #  
  { %1z;l.c  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); sJHVnMA  
}  ZR.k'  
!\4x{Wa]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "hkcN+=  
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。 =C\Tl-$\f  
\Lx=iKs<  
十一. phoenix CK* * RZ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 'K[ml ?_  
n. %QWhUB  
for_each(v.begin(), v.end(), >KKWhJ  
( q? ,PFvs"  
do_ mvn- QP~"  
[ (f/(q-7VWt  
  cout << _1 <<   " , "  C=D*  
] 1ni+)p>]  
.while_( -- _1), XcR=4q|7  
cout << var( " \n " ) ^'UM@dd?!  
) Xr*I`BJ  
); 1v@#b@NXM7  
W/'1ftn?D  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 0cG'37[  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor bWPsfUn#  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 z 4u&#.bU  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ]HKt7 %,  
jP@ @<dt  
{QG.> lB  
template < typename Cond, typename Actor > a`O'ZY  
class do_while .jrNi=BP*  
  { .#EU@Hc  
Cond cd; -FeXG#{)  
Actor act; <z Gh}.6v  
public : R >xd*A  
template < typename T > Y;'<u\^M"  
  struct result_1 D 0Xl`0"'  
  { p1N}2]e  
  typedef int result_type; *&U~Io"U  
} ; *>fr'jj1$  
*^>"  h@J  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} +VwQ=[y]  
y6(PG:L  
template < typename T > {!,K[QwcI  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6<&~ R 3dQ  
  { KsDS!O  
  do U}92%W?  
    { hBgE%#`s  
  act(t); dX(JV' 18A  
  } +p u[JHF  
  while (cd(t)); {3Inj8a=?A  
  return   0 ; 1U\ap{z@  
} Q%e<0t7  
} ; ?m7:@GOE1  
l 9K`+c+t  
ZL|aB886  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). RpdUR*K9x  
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。 !'f7;%7s  
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。 q4ROuE|d  
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。 @ @[xTyA  
下面就是产生这个functor的类: Nt>^2Mv   
fit{n]g  
EJ:O 1  
template < typename Actor > Y6{^cZ!=  
class do_while_actor M7#!Y=  
  { m8n)sw,,  
Actor act; `_/bg(E  
public : <G})$f'x2  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} wAh]C;+{  
zB.cOMx  
template < typename Cond > LV}R 9f  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; SYJO3cY  
} ; -()WTdIy  
c~0kZA6  
m*^)#  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 zt.k Nb  
最后,是那个do_ OqtGKda  
^*.[b  
]545:)Q1  
class do_while_invoker (\\;A?  
  { D4%J!L<P  
public : Y ^^4n$  
template < typename Actor > 4m*)("H  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const XkI'm\W  
  { Q)75?mn  
  return do_while_actor < Actor > (act); yan^\)HZ  
} \Qml~?$@lH  
} do_; (p]FI#y  
?Y"%BS+pt  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 161P%sGx2  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 , Ckcc  
最后来说说怎么处理break和continue la[ pA  
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。 TY8gB!^  
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