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
  • 4597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 RiHOX&-7  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -dX{ R_*  
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, lZT9 SDtS  
h{zE;!+)D  
/Mk85C79  
@**@W[EM  
  class filler a& >(*PQ  
  { ua$H"(#c  
public : |,zcrOo]  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} QmQsNcF~z  
} ; f8]Qn8  
TBq;#+1W  
|n9~2R   
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: I5RV:e5b  
9o-fI@9  
!N5+.E0j  
R Wa4O#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ^/;W;C{4  
HI}$Z =C  
Wtl0qug  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 mNcoR^(VN  
cSdkhRAn  
CPRv"T;?  
,:yv T6)p  
二. 战前分析 =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。 En@] xvE  
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 `x;8,7W;B  
) V}q7\G~  
k+k&}8e  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $'$#Xn,hU  
  /* --------------------------------------------- */ _4E . P  
vector < int *> vp( 10 );  U)oH@/q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =GO/r; 4  
/* --------------------------------------------- */ )c9]}:W&  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 5 `:+NwXS2  
/* --------------------------------------------- */ U3SF'r8  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ">b~k;M?  
  /* --------------------------------------------- */ P3[+c4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); bkmW[w:M  
/* --------------------------------------------- */ -VK 6Fq  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); - w41Bvz0  
o`^GUY}  
H^jFvAI,8  
s3m]rC  
看了之后,我们可以思考一些问题: |7IlYy&:  
1._1, _2是什么? ibDMhW$n  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 |&IS ZFSv  
2._1 = 1是在做什么? _=0;5OrK1X  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 GH%'YY3|  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 gv=mz,z  
'& L;y  
x' Z<  
三. 动工 b XcDsP$.  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: bS 'a)  
D;bQ"P-m47  
jRz2l`~7#  
c"ukV_6~J  
template < typename T > >M.?qs4  
class assignment |xI\)V E^  
  { |_l\.  
T value; @Z$`c{V<  
public : OHnHSb'?\  
assignment( const T & v) : value(v) {} HgG-r&r!2  
template < typename T2 > &fBLPF%6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %gd=d0vm  
} ; 5,:tjn  
s:Us*i=H,  
yjvH)t/!.  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Hfer\+RX  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^G63GYh]y  
DM6oMT  
o/I<)sa  
fShf4G_w\  
  class holder ')#E,Y%Hq  
  { dfB#+wh  
public : T:0X-U  
template < typename T > m:TS .@p  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const bhXH<=  
  { U*8;ZXi  
  return assignment < T > (t); mi|O)6>8n  
} Kb0OauW  
} ; s~$kzEtjjU  
S~vbISl  
ZTG*|  
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: ?uUK9*N  
:W5*fE(i  
  static holder _1; kr7f<;rmJ  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 = PldXw0  
AqVTHyCu  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ogv86d  
而不用手动写一个函数对象。 J'.:l}g!1  
]s jFj  
/U<-N'|  
uF>I0J#z?  
四. 问题分析 =SLP}bP{:  
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。 /LhAQpUQT5  
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。 /_rAy  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dQ^>,(  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Uq)|]a&e  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 3+m#v8h1  
q`09   
五. 问题1:一致性 "}D uAs  
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?| ~BCSm]j  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 pTZPOv#?Q  
N s9cx  
struct holder P0$q{ j  
  { `"[VkQFB/  
  // aPB %6c=  
  template < typename T > o_U=]mEDY  
T &   operator ()( const T & r) const 9;Ezm<VQ  
  { 'DF3|A],  
  return (T & )r; NTiJEzW}  
} >H@ dgb  
} ; 1rC8] M.N  
Ig1cf9 :  
这样的话assignment也必须相应改动: H;,cUb  
5(>m=ef"  
template < typename Left, typename Right > lfu1PCe5  
class assignment ^BjwPh4Z#  
  {  DVD}  
Left l; ~!]FF}6  
Right r; J{$C}8V  
public : !.L%kw7z  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [7]p\' j  
template < typename T2 > |LKhT4rE  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } .CI]8O"3y  
} ; ~=%eOoZP;c  
8_f0P8R!y  
同时,holder的operator=也需要改动: HhNH"b&  
k(\HAIW  
template < typename T > '2zo  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const dk({J   
  { t=S94 ^g  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <PW*vo9v  
} | x{:GWq  
m&,d8Gss^  
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。 8,Yc1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 F$ Us! NN  
)aqu f<u@  
return l(rhs) = r; BmUEo$w  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 O<f_-n@G|  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: JU<<,0  
-O~WHi5}  
template < typename Tp > yqlkf$?  
class constant_t yt  C{,g>  
  { bEbO){Fe  
  const Tp t; @Sub.z&T{  
public : G#duZNBdc  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} o&*1Mx<+  
template < typename T > N&S :=x:$S  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 3w {4G<I  
  { 0Qw?.#[9  
  return t; rf;R"Uc  
} uVDB; 6  
} ; ?Pl>sCFm~  
RNoS7[&  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]S,I}NP  
下面就可以修改holder的operator=了 *v:+A E  
}?*:uf  
template < typename T > L7n->8Qk  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const &z{oVU+mA  
  { lhQ*;dMj%"  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); aChY5R  
} lqqY5l6j  
ReKnvF~  
同时也要修改assignment的operator() 8XX ,(k_b  
K"Nq_Ddwd  
template < typename T2 > :Iwe>;}  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } aU4'_%Y@  
现在代码看起来就很一致了。 lDp5aT;DsM  
?xK9  
六. 问题2:链式操作 Yl8tjq}iC  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 )^%,\l-!  
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。 ]t0?,q.$7  
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。 N Ja]UZx  
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。 {+ [rJ_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct k>VP<Zm13  
z(1h^.  
template < typename T > CN brXN  
struct result_1 n{Jvx>);  
  { AP3SOT3I  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ?_\Hv@t;  
} ; 76=uk!#3{  
ixiRFBUcF~  
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: 2)[81a  
w'M0Rd]  
template < typename T > aH"tSgi  
struct   ref $6fHY\i#R  
  { ^_5$+  
typedef T & reference; -Rjn<bTIy  
} ; ~ D3'-,n[  
template < typename T > ]3 0 7 .  
struct   ref < T &> ?/#HTg)!B  
  { 9IMRWtZWT  
typedef T & reference; =5dv38  
} ; K<Yh'RvTD  
*XtZ;os]  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: IA8kq =W  
RG*Nw6A  
template < typename T > 1%EY!14G+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const YqNhD6  
  { qf24l&}  
  return l(t) = r(t); ?A62VV51CN  
} C6'[Tn  
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。 #"i}wS  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -fUz$Df/R  
T'Jw\u>"R  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 >@ H:+0h-  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 3: mF!  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 qV iky=/-  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Y 3KCIL9  
最后的布局是: i>)Whr'e8  
                Add D\* raQ`n  
              /   \ c$uV8_V  
            Divide   5 %K ]u"  
            /   \ iy$]9Wf6=@  
          _1     3 P7u5Ykc*  
似乎一切都解决了?不。 <PV @JJ"  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 3%<ia$  
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。 BvX!n"QIb  
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: gN mp'Lm  
B>?. Nr  
template < typename Right > $ P#k|A  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const o6vm(I%  
Right & rt) const Ypv"u0  
  { *vBcT.|,  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zI7-xqZ  
} 1/le%}mK  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 mi97$Cr2  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 (x.K%QC)  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。  KsUsj3J  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 %j^=  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Atfon&^  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? GVEjB;  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: I[[rVts  
"me J n/  
template < class Action > ?]3`WJOj  
class picker : public Action ,qvz:a  
  { IK %j+UB  
public : H%faRUonz  
picker( const Action & act) : Action(act) {} uv_*E`pN~  
  // all the operator overloaded ~=0zZTG  
} ; 4|++0=#D$  
/5yW vra  
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。 N{Is2Ia  
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: 5,?9#n\E,  
kv (N/G  
template < typename Right > ;AG5WPI  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const CH9#<?l  
  { 7qzI]  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [IV8  
} Ns1u0$fg  
\f{C2d/6j  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > W*U\79H  
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。 lZ_i~;u4@v  
1YM04*H  
template < typename T >   struct picker_maker GhpH7% s  
  { \W1?Qc1]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; $,h*xb.  
} ; t[an,3  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ^$x^JM ]/  
  { "2=v?,'t  
typedef picker < T > result; _/MKU!\l  
} ; `7N[rs9|S  
z@iY(;Qo  
下面总的结构就有了: B~~rLo:a  
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。 MR+ndB<  
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。 })"9TfC  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ] YQ*mvI]  
至此链式操作完美实现。 :_H$*Q=1  
GD*6tk;5/  
fMLm_5(H  
七. 问题3 9B*SWWAj  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 },[j+wx  
b(~NqV!i  
template < typename T1, typename T2 > 6Ajiz_~U  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const OkFq>;{a  
  { %C)U F  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); bLNQ%=FjO  
} < ^J!*>  
0V`/oaW;  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: TH6g:YP`7  
6dg[   
template < typename T1, typename T2 > NrL%]dl3/  
struct result_2 <'B`b  
  { U'lrdc"Q  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; wetkmd  
} ; 0Y"==g+ >f  
pK$^@~DE  
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? RHB>svT^K>  
这个差事就留给了holder自己。 UGR5ILf  
    b5H[~8mf  
Jnv91*>h8  
template < int Order > S!g&&RDx  
class holder; Re.fS6y$>  
template <> ulVHsWg  
class holder < 1 > i-&kUG_X  
  { Em _miU  
public : %A64 Y<K  
template < typename T > e#W@ep|n  
  struct result_1 ?rHc%H  
  { pGsVO5M?  
  typedef T & result; <cWo]T`X!  
} ;  '5[L []A  
template < typename T1, typename T2 > x28Bz*O  
  struct result_2 ]CHMkuP[k  
  { nC`=quM9  
  typedef T1 & result; }25{"R}K  
} ; )EcF[aO  
template < typename T > $'[( DwLS  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ][_:{ N/  
  { 9$d (`-&9p  
  return (T & )r; w1s#8:  
} ?|8H $1  
template < typename T1, typename T2 > Z"E+ TX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2Jj`7VH>  
  { du47la 3  
  return (T1 & )r1; tpCEWdn5  
} [x)BQX'  
} ; F]Y Pq  
eH1Y!&`  
template <> 2gFQHV  
class holder < 2 > J/ rQ42d  
  { uHwuw_eK`  
public : My5X%)T>P  
template < typename T > LFh(. }  
  struct result_1 g\6(ezUF*  
  { E>7%/TIl  
  typedef T & result; %0"o(y+zt  
} ; RNIfw1R  
template < typename T1, typename T2 > K$K[fcj  
  struct result_2 sQt@B#;  
  { 2f~s$I&l#  
  typedef T2 & result; 8@Y@5)Oc  
} ; 9N u;0  
template < typename T > bg 7b!t1F  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const g[Yok` e[  
  { geT<vh Z6  
  return (T & )r; UB(8N7_/  
} |r3eq4$Am  
template < typename T1, typename T2 > ,@>B#%Nz  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const !X#=Pt[,  
  { U>:p`@  
  return (T2 & )r2; R4qS,2E  
} * 9*I:Uh57  
} ; B|!YGf L  
iF`E> %#  
LfK <%(:  
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> >。 e4?}#6RF  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: "h)+fAT|,  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: JbG+ysn  
[%bshaY:  
return l(i, j) = r(i, j); gE8>5_R|  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) vO"AJ`_  
AoTL )',  
  return ( int & )i; O-:~6A  
  return ( int & )j; /S|Pq!4<  
最后执行i = j; W]reQ&<Z  
可见,参数被正确的选择了。 eBBh/=Zc  
7] ~'8  
B%r)~?6DM  
R':a,6 O  
aP4r6lLv+  
八. 中期总结 N(F9vZOs  
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: !q$IB?8   
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ~Ilgc CF  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ;i,yT ?so  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ,9q5jOnk  
BDcl1f T  
'JRkS'ay  
"*TnkFTR  
=k0l>)  
+fKLCzj  
九. 简化 o>j3<#?  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 I,q3J1K  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 -+c_TJ.dC  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: -vhgBru  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 @0t,vye  
  +-*/&|^等 JJ[J'xl@  
2. 返回引用。 q}+9$v  
  =,各种复合赋值等 K _y;<a]  
3. 返回固定类型。 [j:%O|h  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) =SLJkw&w6  
4. 原样返回。 *y.KD4@{  
  operator, q \0>SG  
5. 返回解引用的类型。 Hh;7 hY\  
  operator*(单目) CQ13fu +|6  
6. 返回地址。 'fZHtnmc0  
  operator&(单目) {AQ3y,sh  
7. 下表访问返回类型。 1uS _]59=  
  operator[] :@kSDy+*Q  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 _.\p^ HM  
  operator<<和operator>> NlWIb2,  
\}G/F!  
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。 GndF!#?N(  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: o3%Gc/6%  
&{l?j>|TM  
template < typename Left > (}c}=V  
struct value_return `ZNz Dr  
  { -CxaOZG  
template < typename T > )<jj O  
  struct result_1 Ue~M .LZb  
  { }JvyjE  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?2DYz"/')  
} ; }0qgvw  
#O`n Q  
template < typename T1, typename T2 > b+3{ bE  
  struct result_2 T2^ @x9  
  { lZ E x0  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ar>S_VW*  
} ; g6 r3V.X'  
} ; / 1E6U6  
rN_\tulOF  
YHg4WW$  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait C#vU'RNpl  
3kQky  
下面我们来剥离functor中的operator() q[**i[+%  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Z>M0[DJ_  
8CwgV  
return l(t) op r(t) \>M3E  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Q>= :$I  
return op l(t) 8"RX~Igf  
return op l(t1, t2) APy&~`  
return l(t) op h<.&,6R  
return l(t1, t2) op L?<V KT  
return l(t)[r(t)] E}4R[6YD  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] E+F!u5u  
1 ^Ci$ra  
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: 6|["!AUI  
单目: return f(l(t), r(t)); Z*x Q"+\  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); i>>_S&!9p  
双目: return f(l(t)); A"i40 @+  
return f(l(t1, t2)); :/d#U:I  
下面就是f的实现,以operator/为例 #L[Atx  
l.Qj?G  
struct meta_divide YzsHec  
  { 0zdH6 &  
template < typename T1, typename T2 > M>8#is(pV  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) oM Q+=  
  { *|ubH?71%Y  
  return t1 / t2; I}$Y[Jve  
} n$B=Vt,  
} ; c?j/ H$  
~ B1)!5Z  
这个工作可以让宏来做: #.#T+B+9  
ZVk_qA%  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ /oE@F178  
template < typename T1, typename T2 > \ \_CC6J0k  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; [y64%|m  
以后可以直接用 f*LDrAf9  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ,7z.%g3+z  
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 bp;b;f>  
(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。。。) eBBqF!WDb  
mp>,TOi~s7  
E<D45C{DP  
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 3|l+&LF!IC  
T" XZ[q  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -7$7TD`'7  
class unary_op : public Rettype `a98+x?JF  
  { 7_ZfV? .  
    Left l;  b-yfBO  
public : wHAoO#`wn5  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} kk )9!7  
~bg?V0  
template < typename T > 5fDVJE "9"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Nz\=M|@(#  
      { gb( a`  
      return FuncType::execute(l(t)); 9}:%CpD^~I  
    } ggXg4~WL  
z3[ J>  
    template < typename T1, typename T2 > m ['UV2  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \Om.pOz  
      { yiWBIJ2Wu9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); r` HtN{6r  
    } $0+AR)  
} ; {D 9m// x  
e4j:IK>  
7GB>m}7  
同样还可以申明一个binary_op &r;-=ASYzV  
^fQ ]>/u  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > q`{crY30  
class binary_op : public Rettype oGu-:X=`9  
  { 4D0=3Vy  
    Left l; 48Vmz  
Right r; Q+ $+{g-8  
public : +pkX$yz  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} GNgPf"}K  
|B./5 ,nSS  
template < typename T > xf_NHKZ)  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /YKg.DA|  
      { [daUtKz  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); q5p!Ty"  
    } ,73J#  
s9>-Q"(y  
    template < typename T1, typename T2 > &$:1rA_v  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const jO&sS?  
      { I'Ui` :A  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); -iLp3m<ai  
    } -hZlFAZi  
} ; 9nu!|reS  
&Egw94l  
\_bk+}WJ]s  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ( d#E16y  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 >TK:&V  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \Z{6j&;  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 \7 n ;c   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! iO4Yfj#?  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 |_x U{Pu  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 2? 9*V19yu  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 7_xQa$U[  
下面是修改过的unary_op :D|"hJ  
AqM}@2#%%  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > }1kT0*'L  
class unary_op VEj-%"\   
  { b1>zGC^|  
Left l; *~YU0o  
  yU<T_&M  
public : __dSEOGoe  
?Imq4I~)  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} !VBl/ aU@  
X,DG2HT  
template < typename T > 7jPPN  
  struct result_1 #;4<dDVy  
  { D"UCe7  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; [CTE"@A  
} ; 2#%@j6  
I.As{0cc  
template < typename T1, typename T2 > !~#zH0#  
  struct result_2 2_k2t ?   
  { jrJ!A(<)  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; u*u3<YQ  
} ; 6AD#x7drj  
X` r~cc  
template < typename T1, typename T2 > | >X5@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A/:^l%y,GZ  
  { =]i[gs)B  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); %P@V7n  
} *|n-Hr  
!:"$1kh1("  
template < typename T > WD.td  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hilgl<UF  
  { c~ x  
  return OpClass::execute(lt(t)); *f<+yF{=A  
} .S4c<pMap  
Y=0D[o8  
} ; #2 Gy=GvV  
~nLE?>x|Z  
%+gK5aVab  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug %QYW0lE  
好啦,现在才真正完美了。 2E7vuFH4c  
现在在picker里面就可以这么添加了: gkkT<hEV=  
-|_#6-9  
template < typename Right > "]H_;:{f  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const xb8S)zO]Q  
  { ]c/k%] o~  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); A><w1-X&=o  
} re}_+sv U  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 AIN Fv;  
EGJ d:>k  
f0!i<9<  
b&]_5 GGc  
[ {@0/5i  
十. bind )c432).Z  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 9W5~I9%  
先来分析一下一段例子 uUmkk  
L F<{/c9,  
vT1StOx<V  
int foo( int x, int y) { return x - y;} iG+hj:5  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 k9Pwf"m|](  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 gs/ i%O  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 g_8A1lt  
我们来写个简单的。 e97Ll=>  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ZhvZe/  
对于函数对象类的版本: bEvlk\iql  
) oypl+y  
template < typename Func > T- ~l2u|s  
struct functor_trait Pk{eGG<F$  
  { 2&b?NqEeZ  
typedef typename Func::result_type result_type; %mF:nU4  
} ; $f>h_8cla  
对于无参数函数的版本: 41^=z[k  
XWd;-%`<  
template < typename Ret > STln_'DF'  
struct functor_trait < Ret ( * )() > I j w{g%  
  { @*>kOZ(3  
typedef Ret result_type; } X|*+<  
} ; Hs6?4cgj  
对于单参数函数的版本: E@} NV|90  
YmwUl>@{  
template < typename Ret, typename V1 > gPT<%F  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'DeI]IeP  
  { [}ayaXXQ5  
typedef Ret result_type; !{S& "  
} ; h&|PHI  
对于双参数函数的版本: 2oBT _o%/J  
F x 4s)(  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (i2R1HCa  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ]wxjd l  
  { _ZMAlC*$G  
typedef Ret result_type; >(.GIR  
} ; AX{X:L8Ut2  
等等。。。 GBg~NkC7.  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy f$y`tT %o  
70Z#Ej  
template < typename Func > /BN_K8nb`  
struct func_return `>1XL2  
  { \img   
template < typename T > 'r 0kX||  
  struct result_1 @'AjEl:&-_  
  { ojva~mnFf  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; +`RQ ^9  
} ; 3u,CI!  
\>]C  
template < typename T1, typename T2 > 4it^-M  
  struct result_2 Ea,L04K  
  { OL%KAEnD  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;  |43dyJW  
} ; V$?@ z>7  
} ; D\H;_k8  
rWMG6+Scb  
% S vfY{  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 uyqu n@q  
(&osR|/Tq  
template < typename Func, typename aPicker > ]_5qME#N  
class binder_1 " ZYdJHM  
  { sF4+(9=  
Func fn; U0J_ 3W  
aPicker pk; 1OI/,y8}  
public : G(;hJ'LT  
`uh+d  
template < typename T > , RKl  
  struct result_1 E;MelK<8(  
  { 63PSYj(y  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^0tO2$  
} ; }N0$DqP  
xQ0.2[*5  
template < typename T1, typename T2 > Rt+ak}  
  struct result_2 }nx5  
  { 1Qk]?R/DN  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,L&d\M"f  
} ; $o%:ST4  
% |^V)  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} pf8M0,AY  
(ebC80M  
template < typename T > "xdu h3/~=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4 \Ig<C9  
  { q]2t3aY%  
  return fn(pk(t)); S HxD(6  
} X/BcS[a  
template < typename T1, typename T2 > wrhGZ=k{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^B?brH}  
  { n@te.,?A"  
  return fn(pk(t1, t2)); SNOML7pd  
} +ktubJ@Qgj  
} ; 4Q17vCC*n  
Y a/+|mv  
\=&F\EV  
一目了然不是么? M/a40uK  
最后实现bind L/c`t7  
/6{P ?)]pE  
aN?^vW<  
template < typename Func, typename aPicker > ?RPVd8PUhN  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) csjCXT=Ve  
  { ,CxIA^  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 90Bn}@t=Q  
} *8Kx y@  
vdaG?+_o  
2个以上参数的bind可以同理实现。 s9rKXY',:l  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 M.o H,Kd6  
up!54}qy  
十一. phoenix 8G )O,F7z  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ud& '*,  
^61;0   
for_each(v.begin(), v.end(), wx*03(|j;  
( /<VR-yr  
do_  SH6+'7  
[ 5ktFL<^5T  
  cout << _1 <<   " , " JUCp#[q  
] &dky_H  
.while_( -- _1), +~n4</  
cout << var( " \n " ) 3lsfT-|Wt&  
) )]tf|Mbu  
); Qf($F,)K  
gwyX%9  
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: @j<Q2z^  
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 {\vcwMUzZ  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 L_sDbAT~<  
那么我们就照着这个思路来实现吧: EC/=JlL`5  
gvFs$X*^:  
hw({>cH\  
template < typename Cond, typename Actor > zQ#2BOx1  
class do_while 6L<QKE=  
  { %Y-5L;MI  
Cond cd; e'A 1%g)  
Actor act; HChlkj'7w0  
public : d6e$'w@(\T  
template < typename T > M2Jb<y]  
  struct result_1 hem>@Bp'V  
  { n{I1ZlEeh  
  typedef int result_type; 7{lWg x  
} ; : "^/?Sd  
B|K^:LUk9  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} %v4*$E!f  
DX_?-jw})f  
template < typename T > VA5f+c/ %  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v^dQ%+}7>  
  { a0&L,7mu<'  
  do * hmoi  
    { 8ly6CP+^B  
  act(t); ]E $bK  
  } watTV\b  
  while (cd(t)); Vg~10Q  
  return   0 ; '{w[).c.  
} 9]vy#a#  
} ; ^'p!#\T;H  
`ES+$O>  
M#k$[w}=  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). xW|8-q  
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。 4\E1M[6  
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'T?e+=  
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。 `=lo.c  
下面就是产生这个functor的类: /?NfU.+K  
RiZ)#0  
Q`!^EyRA:^  
template < typename Actor > ~t1?oJ  
class do_while_actor ~ycWc Zi>  
  { 2f6BZ8H+Z  
Actor act; BvS!P8  
public : qr(t_qR&  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} yqC158 P  
AC*SmQ\>!  
template < typename Cond > PqMu2 e  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; wf_ $#.;m  
} ; ~^PNMZk  
.%+anVXS  
Dy*K;e-+  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 E|A~T7G=  
最后,是那个do_ 8 ,W*)Q  
Bbtc[@"X  
3^iVDbAW{  
class do_while_invoker &b'{3o_KN  
  { @RZbo@{~  
public : %~:@}C%A  
template < typename Actor > fohZ&f|>  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const DzIV5FG  
  { P%;lHC #i  
  return do_while_actor < Actor > (act); \5-Dp9vG  
} E`Br#"/Bl  
} do_; U|<>xe*|%  
}`aT=_B  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? g 'td(i[  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ;9<?~S  
最后来说说怎么处理break和continue ,$ Cr9R&/  
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。 G8WPXj(  
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