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
  • 5945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 8+>r!)Q+  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 fr\"MP  
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, UkE  fuH  
RZtY3:FBx|  
J 8z|ua  
{xFgPtCM  
  class filler T=EHue$  
  { +ld]P}  
public : R|jt mI?  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ]Kutuf$t  
} ; *?2aIz"  
m zh8<w?ns  
Z?Cl5o&l b  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: *Vbf ;=Mb  
>tmv3_<=  
n#2tFuPE  
C#^V<:9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); "Cj {Z@n  
4=G)j+RCH  
S2TyNZbQ  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 BwLggo  
!CBvFl/v  
hu ]l{TXi  
kqebU!0-  
二. 战前分析 +b =X~>vZ  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 N)kZ2|oD  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 6aw1  
St1Ny,$yU  
6n|R<DO%\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); I@$cw3  
  /* --------------------------------------------- */ ,P%a0\  
vector < int *> vp( 10 ); }T)0:DF1,  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =t/ "&[r  
/* --------------------------------------------- */ UJ/=RBfkJ  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); !-cO 0c!  
/* --------------------------------------------- */ c:J;Q){Xz  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); _d[4EY  
  /* --------------------------------------------- */ lU`}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 8_d>=*(  
/* --------------------------------------------- */ 0r=KY@D  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); O`;e^PhN  
sp-){k  
q':P9 o*N?  
T{USzMj  
看了之后,我们可以思考一些问题: hxB` hu-  
1._1, _2是什么? 33M10 1X{6  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 }akF=/M  
2._1 = 1是在做什么? QY^v*+lr\  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 F> H5 ww9E  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ~S85+OJ;M  
RT`jWWh*Lo  
(}4]U=/nV  
三. 动工 "PK`Ca@`v  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: apkmb<  
Ag82tDL[u  
-4=\uvYh  
ndXUR4  
template < typename T > DNyU]+\L[l  
class assignment &gr)U3w  
  { "!AbH<M;@  
T value; 3G.-JLhs  
public : i?+>,r@\p  
assignment( const T & v) : value(v) {} L'@@ewA  
template < typename T2 > ;bMmJ>[l-  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } s?,\aSsU@  
} ; >T)#KQ1t  
uto E}U7]  
H wu (}  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }vXf}2C  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Q+ogVvMq>  
%8]~+ #]p  
1UwpLd  
{ ML)F]]  
  class holder M,R**z  
  { % k}+t3aF  
public : 7xlarns   
template < typename T > ^rX5C2}G\D  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const H7}@56  
  { 1oSU>I_i  
  return assignment < T > (t); h%[1V  
} 8ED}!;ZU  
} ; Tg;1;XM%  
{*NM~yQ  
6$ \69   
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: -nL!#R{e  
UVlXDebl  
  static holder _1; 7FYq6wi  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 [izP1A$r#Q  
4^u wZ:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); E8Y(C_:s  
而不用手动写一个函数对象。 G{!adBna  
Pgh)+>ON  
/8Xd2-  
OY'6~w9  
四. 问题分析 YX,xC-37y  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 47yzI-1H+  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 CeD(!1V G  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 V =-hqo(  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 F*{1, gb  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )>+J`NFa  
NB)$l2<d  
五. 问题1:一致性 ;]I~AGH:  
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?| .'Rz tBv  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 kgGMA 7Jy  
>DkRl  
struct holder K=Y{iHn  
  { %}ASll0uq  
  //  &C&?kS(  
  template < typename T > G W~ZmK  
T &   operator ()( const T & r) const } :9UI  
  { VcpN PU6  
  return (T & )r;  97-=Vb  
} bG&vCH;}%  
} ; r6 :c<p[c  
[D= KI&@&O  
这样的话assignment也必须相应改动: b+!I_g4P  
.N~YVul[a*  
template < typename Left, typename Right > :!WKD@]  
class assignment 0{Bhr12V  
  { y>iote~  
Left l; D4;6}gRC  
Right r; P%_PG%O2p  
public : Y>a2w zr  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} q%\rj?U_  
template < typename T2 > T*v@hbJ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } (8d"G9R(  
} ; .In8!hjYy4  
|\] _u 3  
同时,holder的operator=也需要改动: 5l,Q=V^@l  
fNNik7  
template < typename T > ^eHf'^Cvvu  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const QoTjKck.  
  { d`ESe'j:  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); bc ;(2D  
} ^_o9%)RL(  
w?Nx ^)xX  
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。 :^ *9E b  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ," ~4l&  
 EWn\ ]f|  
return l(rhs) = r; wML5T+  
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。 ]CZ&JL  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: .BqS E   
"F8A:tR  
template < typename Tp > J2P5<  
class constant_t qw mZOR#  
  { Z2soy-  
  const Tp t; u>I;Cir4  
public : -4!i(^w[m/  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} L.1pO2zPe  
template < typename T > RiNKUk{-  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Kk t9M\  
  { p@x1B &Z  
  return t; )Og,VXEB  
} i~04P  
} ; }iF"&b0n"  
jhmWwT/O8^  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 #w<:H1,4  
下面就可以修改holder的operator=了 +ysP#uAA  
5Zdxn>  
template < typename T > Tr@}  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const A! j4;=}  
  { KN"V(<!)~  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 7 *#pv}Y  
} -A A='s  
C)Ez>~Z  
同时也要修改assignment的operator() m+Bt9|d  
>kJEa8  
template < typename T2 > {V)Z!D  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } XCTee  
现在代码看起来就很一致了。 .sk$@Q  
-{A!zTw1w  
六. 问题2:链式操作 nS}XY  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 (8*& 42W  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 R;*3";+v|:  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 utz!ElzA  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 Zk.LGYz  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 1Lf:TQB  
Y :0SrB!\  
template < typename T > J}-,!3qxW  
struct result_1 O)tZ`X;  
  { <Eo; CaaF/  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; K8l|qe  
} ; `<C/-Au  
N}*|*!6hI  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: hl[!4#b]K  
coxMsDs  
template < typename T > LI&+5`  
struct   ref ]B<Hrnn  
  { TuBl9 p'6  
typedef T & reference; n~#%>C7  
} ; H?P:;1A]c  
template < typename T > tfr*/+F  
struct   ref < T &> IR+dGqIjZb  
  { Qn77ZpL:LJ  
typedef T & reference; \I@=EF- &  
} ; 62&(+'$n  
wnL\.%Y^  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: K>h=  
pN)9 GO5  
template < typename T > @}K'Ic  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const t&SC>8M<  
  { 8xQ5[Ov  
  return l(t) = r(t); Ocq.<#||H  
} (I d]'w4  
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。 `4RraJj>0~  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 o yBBW?m  
5'/Ney9N  
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 S;[*5g6a&x  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ?v>!wuiP  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *v[WJ"8@  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  $&96qsr  
最后的布局是: 8I)66  
                Add 6uCa iPV  
              /   \ dyRKmLb  
            Divide   5 ] ZGP  
            /   \ y]B?{m``6  
          _1     3 {$,e@nn  
似乎一切都解决了?不。 *.0}3  
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。 -aDGXQM{~  
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。 #Mt'y8|}$  
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: kzqW&`xn?  
.(OFYK<  
template < typename Right > N<1u,[+  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const CA)DQYp{  
Right & rt) const |1zoT|}q  
  { 31 \l0Jg  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vT V'D&x2  
} #1i&!et&/  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 D.zEE-cGyb  
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。 ^uIP   
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。 3~~KtH=  
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。 R _WP 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。 -y70-K3  
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? )-q#hY  
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: ]a )o@FI  
TU4"7]/{M  
template < class Action > i>YD_#w  
class picker : public Action {<{ O!  
  { V9*Z  
public : K,{P b?  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ,U+y)w]ar  
  // all the operator overloaded 1'or[Os3=  
} ; Q H:k5V~  
~0"(C#l 9  
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。 \ s^a4l 2  
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: n,hl6[OL7  
yOwo(+ 2  
template < typename Right > h+)XLs  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const o2  
  { H`#{zt);  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); jC3ta  
} n qSjP5  
u;f${Wn'3  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > F?#^wm5TZ  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 {"T$j V:GB  
0$)uOUVJ  
template < typename T >   struct picker_maker Y 3W_Z  
  { w U".^ +  
typedef picker < constant_t < T >   > result; s8L=:hiSf)  
} ; h3 -y}.VjG  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > XpWcf ([  
  { :.8@ xVH  
typedef picker < T > result; -]$q8 Q(hM  
} ; 72uARF  
8S*3W3HY  
下面总的结构就有了: xQLVFgd  
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。 T1,Nb>gBq^  
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。 ]-ad\PI$  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 cAFYEx/(  
至此链式操作完美实现。 g{|F<2rd[m  
je_:hDr  
.g/PWEr\I  
七. 问题3 r<< ]41  
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。 \ZNUt$\  
u!4i+7}  
template < typename T1, typename T2 > BwpEIV@b]  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kA c8[Hn  
  { #aHPB#  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); >3aB{[[N  
} 1jHugss9|  
TS2zzYE6Z  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ckDWY<@v  
|E]`rfr  
template < typename T1, typename T2 > ;t6)(d4z?  
struct result_2 Sq<ds}o'8l  
  { \%],pZsA~  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; -hy`Np  
} ; 1u`{yl*+?  
su2|x  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? O+f'Ql  
这个差事就留给了holder自己。 4Ny lc.2mi  
    !H)Cua)  
Qqm$Jl!  
template < int Order > 76IjM4&a  
class holder; \US'tF)/  
template <> L0^rw|Z%'  
class holder < 1 > ?aMd#.&  
  { ve3-GWT{C  
public : y)//u:l  
template < typename T > 6gy;Xg  
  struct result_1 ,ma4bqRMc  
  { :o37 V!  
  typedef T & result; Zqi;by%  
} ; 7Be\^%  
template < typename T1, typename T2 > xZE%Gf_U  
  struct result_2 (Ts#^qC  
  { F/ si =%  
  typedef T1 & result; ;o#wK>pk%M  
} ; A?zxF5rfp  
template < typename T > 1yK=Yf%B  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |'+ [ '  
  { V#Pz `D  
  return (T & )r; ]r&dWF  
} *B*dWMh  
template < typename T1, typename T2 > |V dr/'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &sA@!  
  { IKs2.sj"o  
  return (T1 & )r1; mA" 82"   
} 7a#zr_r  
} ; HLYo+;j3|  
k<.VR"I p  
template <> yS"; q  
class holder < 2 > S!{Kn ;@  
  { y0b FzR9  
public : ;FH_qF`.  
template < typename T > D  Kng.P  
  struct result_1 cuUlr  
  { ffibS0aM  
  typedef T & result; EwuBL6kN  
} ; 3`^NaQ  
template < typename T1, typename T2 > f<K7m  
  struct result_2 se^(1R k  
  { oP`yBX  
  typedef T2 & result; nd xijqw  
} ; 6~y7A<[^  
template < typename T > m=e#1Hs   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const h"849c;C.  
  { 99mo]1_  
  return (T & )r; lV )SOs$  
} dq U.2~9  
template < typename T1, typename T2 > [R9!Tz  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const @"$rR+r'  
  { }RPeAcbU_  
  return (T2 & )r2; (g 9G!I   
} DUOSL  
} ; ;x~[om21;  
}y P98N5o  
0Q= o"@  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 /@~&zx&_  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: J`@#yHL  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: B$kp\yL  
ukH?O)0O  
return l(i, j) = r(i, j); v*.#LJEm  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) y+ ZCuX  
r" )zR,  
  return ( int & )i; i@|.1dWh  
  return ( int & )j; h1uD>heGl  
最后执行i = j; va_TC!{;  
可见,参数被正确的选择了。 !s:v UY58  
eODprFkt}  
af WEt -  
B,dHhwO*l  
GOeYw[Vh  
八. 中期总结 av*M #  
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: J@I-tS  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 WP-'gC6K=  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 bk#t+tuk  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor F< #!83*%  
>X(,(mKi  
EjYCOb-  
(KDv>@5  
:i24 @V~){  
/`Wd+  
九. 简化 }M I9?\"q  
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。 }ST0?_0F*  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 BkTGH.4G%  
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: }813.U  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Cq0S8Or0  
  +-*/&|^等 A -dL_3  
2. 返回引用。 B?xu!B,  
  =,各种复合赋值等 Jc#()4  
3. 返回固定类型。 1K;i/  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 2Rp'ju~O)/  
4. 原样返回。 X|WAUp?  
  operator, 0*.> >rI  
5. 返回解引用的类型。 M!s@w%0?'  
  operator*(单目) NNQro)Lpe  
6. 返回地址。 &dV|~xA6N  
  operator&(单目) Czs4jHTa`  
7. 下表访问返回类型。 ?q%)8 E  
  operator[] fi[c^e+IX  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 g8{?;  
  operator<<和operator>> Wh,{|R[  
3d{v5. C#X  
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。 oj7X9~ nd  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: QrP$5H{[E  
gJVakR&  
template < typename Left > KJwkkCE/=  
struct value_return up~l4]b+  
  { G~{xTpL  
template < typename T > *6)u5  
  struct result_1 O/IW.t  
  { *XmOWV2Y_  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; eXaa'bTx  
} ; m<BL/ 7  
dm Lgt)-t  
template < typename T1, typename T2 > N[j7^q7Xt  
  struct result_2 d0b--v/  
  { j~G^J  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; (WK $ )f  
} ; E\r5!45r  
} ; YZCPS6PuE  
\<VwGbzFi  
Q^v8n1  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait a$MMp=p  
y @AKb  
下面我们来剥离functor中的operator() N1Y*IkW"  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 1;ulqO  
AAsl )  
return l(t) op r(t) u pf7:gk +  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) &b}!KD1  
return op l(t) 0+O)~>v  
return op l(t1, t2) HLAYmXX"w  
return l(t) op (J): >\a]  
return l(t1, t2) op :&`Yz   
return l(t)[r(t)] `^s(r>2  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~Gc+naE>  
>ofS'mp  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: M~7?m/Wj  
单目: return f(l(t), r(t)); 4i[3|hv'  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); <27B*C M  
双目: return f(l(t)); )^)VyI`O  
return f(l(t1, t2)); amGQ!$] %#  
下面就是f的实现,以operator/为例 "8Pxf=   
9U58#  
struct meta_divide IqEY.2KN  
  { ']f]:X;6 w  
template < typename T1, typename T2 > oC U8;z  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) <l5{!g  
  { @P"q`*  
  return t1 / t2; S'Q$N-Dy  
} ekP=/;T#S  
} ; ~SZ0Yu:X  
;oC85I  
这个工作可以让宏来做: A%+~   
3\mFK$#sr  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ M"p$9t  
template < typename T1, typename T2 > \ 'd6hQ4Vw4  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 7)_0jp~2  
以后可以直接用 JxD@y}ZYE  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) <o?qpW$,>  
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 ZklidHL');  
(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。。。) %],.?TS2V  
O=mGL  
&LL81u6=S  
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 ?LNwr[C0  
ARU,Wtj#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > mDV 2vg  
class unary_op : public Rettype |qbJ]v!  
  { {v`wQM[  
    Left l; SxH}/I|W  
public : UZ] (X/  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} x!YfZ*  
gWWy!H  
template < typename T > 1km=9[;w'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R [uo:.  
      { ~^5uOeTZ~  
      return FuncType::execute(l(t)); ^R<= }  
    } 0q`'65 lx  
n$=n:$`q  
    template < typename T1, typename T2 > wk5a &  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l0@$]76cX;  
      { #x%O0  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); TR%?U/_4;r  
    } jgGn"}  
} ; ~RMOEH.o  
mU\$piei  
:nXB w%0x  
同样还可以申明一个binary_op Y0eu^p)  
 UNhD  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [yVU p+  
class binary_op : public Rettype xHL{3^  
  { d+^4 ;Hv4  
    Left l; RyM2CQg[  
Right r; 0`qq"j[6a  
public : UHCx}LGe  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _@RW7iP>  
T[;{AXLeI  
template < typename T > 68_UQ.  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const };KmMpBn  
      { m3|,c[M1  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [Q$"+@jw  
    } <Jvr mm[  
:#|77b0  
    template < typename T1, typename T2 > Q,DumOq  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hZJ Nh,,w  
      { TZ*ib~  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Em?skUnG,  
    } Cy2X>Tl"<E  
} ; VtmUK$k}I  
<T&$1m{  
:c.i Z  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 O;zW'*c+  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 -0Q!:5EC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]v#T'<Nl  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 LS_QoS  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! UHg^F4>4  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 XH*^#c  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 J7maG|S(DF  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) zzx4;C",u  
下面是修改过的unary_op r94BEC 2  
,onv `  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > i4-L!<bJ  
class unary_op R.fRQ>rI  
  { (;M"'. C  
Left l; Iq52rI}  
  md2kZ.5u  
public : mPh;  
|_rj 12.xo  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} <0vvlOL5  
V{*9fB#4L  
template < typename T > "8rP?B(  
  struct result_1 9Z*vp^3  
  { &0l Nj@/  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; f[v??^  
} ; ~Ch`A@=5  
LRI_s>7  
template < typename T1, typename T2 > yA_d${n  
  struct result_2 PNG'"7O  
  { (=\P|iv  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n}+ DO6J  
} ; /U`"|3  
+`4|,K7'  
template < typename T1, typename T2 > b6i0_fOO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const RHBEC@d[}  
  { hN}X11  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); o+vf  
} $M8'm1R9  
>i.+v[)#  
template < typename T >  ;js7rt  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "K@os<  
  { Fivv#4YO  
  return OpClass::execute(lt(t)); }FK6o 6  
} N8vWwN[3  
{P]l{W@li  
} ; $W2g2[+  
l(`w]=t&  
OO$<Wgh  
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 Oo0$n]*;W  
好啦,现在才真正完美了。 -{w&ya4X  
现在在picker里面就可以这么添加了: mI.*b(Irp  
dfrq8n]  
template < typename Right > =y4g. J\  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const toCN{[  
  { _A,m@BCz  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); JvUKfsnu{  
} 4j | vzyc  
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。 !At_^hSqz  
>WpPYUbH  
hsl8@=_ B  
w7 QIKsI0  
YgDgd\  
十. bind _zOzHc?Q  
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。 ,4\vi|  
先来分析一下一段例子 Rub""Ga  
Ve=0_GR0  
'*T7tl  
int foo( int x, int y) { return x - y;} YF;8il{p  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 "#9WF}  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 qV^H vZJ  
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。 2M;{|U  
我们来写个简单的。 $0wl=S  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: c_" .+Fa  
对于函数对象类的版本: Mpj3<vj   
9(iJ=ao (  
template < typename Func > 8@r+)2  
struct functor_trait mxWaX b  
  { sFGXW  
typedef typename Func::result_type result_type; H7{ 6t(0j  
} ; S`R ( _eD@  
对于无参数函数的版本: 0zEn`rq&  
*</;:?  
template < typename Ret > UdY9*k  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 6 o+zhi;E  
  { BBp Hp  
typedef Ret result_type; !WY@)qlf  
} ; vI+PL(T@  
对于单参数函数的版本: rbJ-vEzo.#  
2V  
template < typename Ret, typename V1 > c XY!b=9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > }vm17`Gfy  
  { p%G\5.GcJL  
typedef Ret result_type; <:ZN  
} ; ,+q5e^P  
对于双参数函数的版本: ]=pEs6%O3  
xi.;`Q^#  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > P= ]ZXj[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > `yVJ `} hm  
  { pY:xxnE  
typedef Ret result_type; 3rWqt  
} ; <( MBs$b  
等等。。。 ` "9Y.KU  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ."h;H^5  
is`a_{5e=  
template < typename Func > eDy}_By^  
struct func_return ]])i"oew  
  { xXyzzr1[  
template < typename T > fCTjTlh  
  struct result_1 ZLO _5#<  
  { G& ;W  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; w%L0mH2]ng  
} ; 5#iv[c  
=JEnK_@?K\  
template < typename T1, typename T2 > &yYK%~}t[  
  struct result_2 ^%C.S :  
  { kH{axMNc  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {)`5*sd  
} ; V&qXsyg  
} ;  EI+.Q  
? Bk"3{hl  
}G-qOt  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 KUB"@wUr  
/LJ?JwAvg5  
template < typename Func, typename aPicker > D3MuP p-v  
class binder_1 :JPI#zZun  
  { h NP|  
Func fn; %(n4`@  
aPicker pk; 3"q%-M|+Q  
public : )0/ D Y  
,A_itRHH  
template < typename T > `kFxq<?aK  
  struct result_1 6 )Oe]{-  
  { A*@!tz<  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; EV]exYWB  
} ; Kf(% aDYq  
_Z2VS"yH  
template < typename T1, typename T2 > |QXW$  
  struct result_2 Km-lWreTH  
  { oz@yF)/Sm  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; m3.d!~U\  
} ; KLbP;:sr  
+dR$;!WB3  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} F4d L{0;j  
.lRO; D  
template < typename T > q"fK"H-j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z\TH=UA  
  { 2D&tDX<  
  return fn(pk(t)); 44wY5nYNt  
} {s 4:V=J  
template < typename T1, typename T2 > H.Pts>3r(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |1;0q<Ka  
  { 3"&6rdF\jB  
  return fn(pk(t1, t2)); /ptIxe  
} c1e7h l  
} ; #2Mz.=#G  
]Kil/Y  
>|H=25N>;  
一目了然不是么? O{LWQ"@y  
最后实现bind k1B7uA'h"G  
2I6c7H s  
/q(+r5k \  
template < typename Func, typename aPicker > L,Uqt,  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) tNfku  
  { /zPN9 db  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); JF!!)6!2#  
} :6Bk<  
eH79,!=2  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Ewu 7tq Z  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 e)>Z&e,3  
;k!bv|>n  
十一. phoenix jb fMTb4  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: W<k) '|  
a+,)rY9  
for_each(v.begin(), v.end(), swe6AQ-  
( T? _$  
do_ o^7}H{AE  
[ n%@xnB $ZX  
  cout << _1 <<   " , " q'd6\G0 }  
] A]ciox$AjW  
.while_( -- _1), %e:VeP~  
cout << var( " \n " ) NCl$vc;,  
) _9""3O  
); GP[;+xMBh  
0.bmVN<  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: FpCj$y~3  
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 %GjF;dJ  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 x1?p+  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 03AYW)"}M  
.K;*uq:0  
Y |n_Ro^~  
template < typename Cond, typename Actor > ]:Ocu--  
class do_while +2MsyA?6_  
  { v )4 kS  
Cond cd; XOVZ'V  
Actor act; UYGl  
public : <iv9Mg}  
template < typename T > %nVnK6[sox  
  struct result_1 W)$;T%u  
  { "EQ}xj  
  typedef int result_type; !W{|7Es?.  
} ; }DY^a'wJ-  
R~[ u|EC}  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} bP(V#6IJ8  
?^5W.`Y2i  
template < typename T > Nbuaw[[iz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }0}J  
  { 5rfGMk <  
  do BDD^*Y  
    { "?}QwtUW  
  act(t);  2gb49y~  
  } ?(;ygjyx  
  while (cd(t)); /QD}_lh;,  
  return   0 ; (;V]3CtU*  
} K\,&wU  
} ; c|hKo[r)  
L'z;*N3D  
0ot=BlMu  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ]J?5qR:xCy  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 jFbz:aUF  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 IgR_p7['.  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 rS{Rzs^@  
下面就是产生这个functor的类: ]%"Z[R   
([`-*Hy  
{(7C=)8):  
template < typename Actor > b;Q cBGwKT  
class do_while_actor V?0|#=_mE  
  { 6TlkPM$~2  
Actor act; Z!^iPB0~D  
public : eWW\m[k]}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} kG@1jMPtQ  
FwmE1,  
template < typename Cond > qf(!3  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; lf[ (  
} ; adHHnH`,  
^h4Q2Mv o  
\7jcZ~FBX%  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 gy_n=jhi+  
最后,是那个do_ xH; 4lw  
By:A9 s  
Q0Dw2>~_K  
class do_while_invoker BVC\~j j  
  { fW <qp  
public : gV$Lfkz  
template < typename Actor > Cq}LKiu  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const gMFTZQsP  
  { pU<->d;->  
  return do_while_actor < Actor > (act); q#c\  
} +Y'(,J  
} do_; !H~G_?Mf\O  
M)i2)]F S  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ZYc)_Og  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 . m@Sk`s  
最后来说说怎么处理break和continue 0 \&4?  
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。 :&9#p% /  
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