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
  • 5875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 6B ?twh)  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 CWP2{  
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, u=_mvN  
Dl8;$~  
P}G+4Sk  
D{~fDRR  
  class filler U!Z,xx[]  
  { A$xF$l  
public : M[112%[+4  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} `I5wV/%ib  
} ; mS~kJy_-  
:Qf '2.h)  
}XM(:|8J,  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: QS]1daMIK<  
U2~kJ  
5RpjN: 3  
5j-YM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ;?g6QIN9  
^Zy% fv,  
y {<9]'  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 klR|6u]%  
fLm*1S|%\  
7;(UF=4  
\`\ZTZni  
二. 战前分析 B i<Q=x'Z;  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Q7COQ2~K   
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 A:9?ZI/X  
}t1a* z  
2Jmz(cH%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c>~*/%+  
  /* --------------------------------------------- */ m&?r%x  
vector < int *> vp( 10 ); df#$ 9 -  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); U\<?z Dw  
/* --------------------------------------------- */ f\>M'{cV  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); pDCeQ6?  
/* --------------------------------------------- */  3 +fp2  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ;<2 G  
  /* --------------------------------------------- */ 4G>H  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); U,-39mr  
/* --------------------------------------------- */ h"lv7;B$  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ev(>z-{F  
'B0{_RaTb  
Gvqxi|  
T+K):u g  
看了之后,我们可以思考一些问题: W+X6@/BO  
1._1, _2是什么?  *m,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。 f|lU6EkU  
2._1 = 1是在做什么? 8j % Tf;  
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。 {_Rr 6  
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。 oVfLnI ;  
sAD}#Zw$  
Nyj( 0W  
三. 动工 0h\smqm  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "z=SO1  
]cMqahaY  
4 bH^":i(  
zvH8^1yzG  
template < typename T > z]?N+NHOA  
class assignment }$Tl ?BRpU  
  { m~d]a$KQ5-  
T value; QKN+>X  
public : #(JNn'fzq  
assignment( const T & v) : value(v) {} aV|hCN~  
template < typename T2 > LS*y  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } g^{@'}$  
} ; m(#LhlX  
?fjuh}Q5h  
#[~pD:qqM  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 9-DZU,`P  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment kep/+J-u  
j=aI9p  
v`zJb00DT  
X_|J@5b7  
  class holder ,N[7/kT|  
  { C3],n   
public : t@N=kV  
template < typename T > ,TN 2  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const N@1+O,o  
  { Z}l3l`h!  
  return assignment < T > (t); ve/<=IR Zo  
} f@DYN!Z_m  
} ; Yc `)R  
(Dl$kGn  
G]i/nB  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: _Khc3Jo  
G) 7;;  
  static holder _1; dA0.v+Foz"  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 `t9?=h!  
EzV96+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); v` 7RCg`  
而不用手动写一个函数对象。 fb8g7H|  
7=WT69,&  
a]/>ra5{  
vbBc}G"w  
四. 问题分析 >JCM.I0_|  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 3`.7<f`  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 2.zsCu4lj.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %_L\z*+  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 /8g^T")  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  Q&g^c2  
[[Fx[  
五. 问题1:一致性 lBTmx(_}}r  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| JSW}*HR  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ac.Ms(D  
`gb5 "`EZ  
struct holder be-~\@  
  { *c*0PdV  
  // ?5 cI'  
  template < typename T > ;)e2 @'Agl  
T &   operator ()( const T & r) const )'%$V%9  
  { ^(h+URFpA  
  return (T & )r; d'$T4yA  
} B'EKM)dA  
} ; rJ{O(n]j  
YY!6/5*/]  
这样的话assignment也必须相应改动: +0q>fp_K(+  
nwaxz>;  
template < typename Left, typename Right > EC8b=B<DE  
class assignment [7S} g  
  { dW~*e2nq  
Left l; i35=Y~P-  
Right r; o1Q7Th  
public : `zXO_@C  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} '07P&g-  
template < typename T2 > 1u(.T0j7f  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } HnCzbt@  
} ; g[7#w,o  
mAW, ?h  
同时,holder的operator=也需要改动: V6#K2  
Y> Wu  
template < typename T > tl'9IGlc  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const G 0;XaL:  
  { _}VloiY  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); )V:]g\t  
} pd8Nke  
'ao"9-c  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 B7<Kc  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Ch%m  
w{90`  
return l(rhs) = r; g HbxgeL  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 [.*;6y3  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: f'{]"^e=  
ku a) K!  
template < typename Tp > !o+_T?  
class constant_t ]mXLg:3B  
  { |7pR)KH3  
  const Tp t; ,b;{emX h  
public : XNb ZNaAd  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} JA_BKA  
template < typename T > gzD@cx?V  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ]B]*/  
  { ]$\|ktY!  
  return t; =)` p_W  
} t2iv(swTe  
} ; $gM8{.!  
<K4 ,7J$}h  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ZzBQe  
下面就可以修改holder的operator=了 U}l14  
zf>5,k'x'A  
template < typename T > C 2w2252T  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 5W@jfh)  
  { Tl|:9_:t  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); gxMfu?zk"  
} la?Wnw  
_ _>.,gL7  
同时也要修改assignment的operator() g@Qgxsyk>  
j]m|7]  
template < typename T2 > I]y.8~xs  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ~E^,=4  
现在代码看起来就很一致了。 c9nH}/I_  
l?)ZJ3]a  
六. 问题2:链式操作 FG!X"<he  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 fQ=MJ7l  
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。 KyO8A2'U  
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。 $VQtwuYt  
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。 =FT98H2*|  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct z]bwnJfd  
{gaai  
template < typename T > xN@Pz)yo  
struct result_1 R1W}dRE}  
  { v^7LctcVm  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; $CE[MZ&S  
} ; !HJ$UG/\  
aRJ>6Q}  
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: ,xT?mt}P  
6k/U3&R  
template < typename T > *I?Eb-!t  
struct   ref T4;T6 9j;,  
  { @&hnL9D8lL  
typedef T & reference; irZFV  
} ; 9cv]y#  
template < typename T > TV}}dw  
struct   ref < T &> .\qj;20W  
  { VNtPKtx\  
typedef T & reference; M}hrO-C  
} ; j` /&r*zNq  
Fequm+  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: -n? g~(/P  
.M4IGOvOS  
template < typename T > OW(&s,|6x  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Ih[+K#t+E  
  { l~Lb!;,dN  
  return l(t) = r(t); rB%$;<`/  
} {hO`6mr&t  
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。  oAZh~~tp  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ARfRsPxr  
9%iFV N'  
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 )hj|{h7  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: bxXiQa  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 U~2`P  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 vY*\R0/a  
最后的布局是: Yp4c'Zk  
                Add *V;3~x!  
              /   \ br,+45:  
            Divide   5 xqHL+W  
            /   \ ; W7Y2Md  
          _1     3 s-V SH  
似乎一切都解决了?不。  !=*.$4  
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。 uC]Z8&+obb  
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。 NgB 7?]vu  
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: kYxS~Kd<  
aP>37s  
template < typename Right > y02 u?wJ  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const wX'}4Z=C~  
Right & rt) const (5uJZ!m  
  { X^@[G8v%  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); aN^IP  
} 1ZKzumF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *[kxF*^  
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。 QlW=_Ymv{  
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。 hWcTI{v  
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。 Dr"/3xm  
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。 Eo{EKI1  
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? =V^@%YIn  
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: e4qj .b  
]RFdLV?  
template < class Action > iG[? ]]  
class picker : public Action +|C[-W7Sw  
  { <4D%v"zRP  
public : X_70]^XL  
picker( const Action & act) : Action(act) {} PX3  
  // all the operator overloaded e!o(g&wBj  
} ; c#q"\"  
Rk<%r k  
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。 }#aKFcvg  
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: u;n(+8sz  
d~[UXQC  
template < typename Right > 7>x;B  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const w6EI{  
  { pVOI5>f\  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <7g Ml  
} &LU'.jY  
ULvVD6RQ47  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > A ^B@VuK  
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。 Y(GW0\<  
Jf+7"![|  
template < typename T >   struct picker_maker &N{zkMf  
  { uiK:*[  
typedef picker < constant_t < T >   > result; $GF&x>]]  
} ; ~N[|bPRmhE  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > j<$R4A 1  
  { A[ 1)!e  
typedef picker < T > result; MhH);fn  
} ; [s %\.y(q  
6{^*JC5nj  
下面总的结构就有了: Y\u_+CG*  
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。 l\U*sro<  
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。 /'+4vXc@  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 kv%)K'fU4  
至此链式操作完美实现。 U]j&cFbn5_  
td/5Bmj  
Isp_U5M  
七. 问题3 u-M] A z-  
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。 $9m5bQcV  
GG>Y/;^  
template < typename T1, typename T2 > h *waRD  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0hZxN2r  
  { s'AQUUrb <  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); L)G">T;  
} \#_@qHAG  
Hc /w ta  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ;.r2$/E  
k7b(QADqUU  
template < typename T1, typename T2 > 7C YH'DL  
struct result_2 _6J<YQK  
  { 9H8=eJd  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; *e,CDV  
} ; bN4d:0Y  
Z#LUez;&t#  
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? I`#EhH  
这个差事就留给了holder自己。 p1uN ]T7>  
    = jBL'|k5  
:X|AW?*  
template < int Order > z,os MS  
class holder; Cd9t{pQD4  
template <> C*]AL/  
class holder < 1 > n\ Gg6Y  
  { w=gQ3j#s  
public : M;> ha,x  
template < typename T > NB3/A"}"02  
  struct result_1 `lvh\[3^  
  { s V&`0N  
  typedef T & result; &(WE]ziuO  
} ; uq]iMz>  
template < typename T1, typename T2 > qY# m*R  
  struct result_2 e8 v; D  
  { TLX^~W[gOm  
  typedef T1 & result; i:R!T,  
} ; cyDiA(ot&  
template < typename T > \v.HG] /u  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const '>"`)-  
  { JPHUmv6  
  return (T & )r; -uO%[/h;N  
} -Zttj/K  
template < typename T1, typename T2 > _J +]SNk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6_pDe  
  { fHW-Je7mG  
  return (T1 & )r1; D1"1MUSod  
} !Jh*a *I}  
} ; (tgEa{rPAP  
9Zs #Ky/  
template <> gt#MeU  
class holder < 2 > iM4mkCdOO  
  { 7^`RP e^a+  
public : YAX #O\,  
template < typename T > ngtuYASc  
  struct result_1 t- !h X/  
  { p<<6}3~  
  typedef T & result; iJ5e1R8tN  
} ; UeFtzty,a  
template < typename T1, typename T2 > ;D6x=v=2  
  struct result_2 4u7c7K>\Y  
  { *G8'Fjin'T  
  typedef T2 & result; ?S+/QyjcfJ  
} ; 39'X$!  
template < typename T > ajf_)G5X P  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const DX]z=d)tc  
  { -i| /JH  
  return (T & )r; g-4gI\  
} 4;B= Qoxe  
template < typename T1, typename T2 > /5Gnb.zN)  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 1uK)1%vK  
  { = ?y^O0v  
  return (T2 & )r2; NdaVT5RB  
} _:oMyK'  
} ; cL-6M^!a  
:YkDn~@  
1c1e+H  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Pcd i  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: >$d d 9|[  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: }W^V^i)  
i4 y(H  
return l(i, j) = r(i, j); t[L2'J.5  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) NZC<m$')  
q>Dr)x)  
  return ( int & )i; 7lnM|nD  
  return ( int & )j; J tn&o"C  
最后执行i = j; =|DkD- O  
可见,参数被正确的选择了。 8' WLm  
P,s)2s'nZ  
<"j"h=tm}  
uC <|T  
VLl&>Pbe-  
八. 中期总结 Lx4H/[$6D  
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: _&8KB1~  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 R[2[[M  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 RMs1{64:  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor r;5 AY  
Bk@_]a  
<3J=;.\6  
H f`&&  
/eI,]CB'z  
\f<thd*bC  
九. 简化 `s|\" @2  
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。 fitK2d   
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 iIC9rso"Q1  
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: eN7yjd'Y6  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。  T!O3(  
  +-*/&|^等 d,E/9y\e  
2. 返回引用。 x Ps& CyI  
  =,各种复合赋值等 u]+ +&~i  
3. 返回固定类型。 A`mf 8'nTG  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) b~N|DKj  
4. 原样返回。 kdZ-<O7@  
  operator, #|2g{7 g*  
5. 返回解引用的类型。 itvy[b-*  
  operator*(单目) S7\jR%p b  
6. 返回地址。 ;Ef)7GE@\[  
  operator&(单目) PSt|!GST  
7. 下表访问返回类型。 TBLk+AR  
  operator[] ;/]c^y  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 u9[w~U#  
  operator<<和operator>> n ;$}pg ~  
pRyS8'  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ::h02,y;1%  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: =,1zl}PR  
5w-G]b  
template < typename Left > I.n{ "=$B@  
struct value_return j^R~ Lt4  
  { aWi]t'_  
template < typename T > Y$DgL h  
  struct result_1 $DMu~wwfG  
  { `5aypJf 1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 5;uX"z G  
} ; H'(o}cn7~  
2QQYXJ^  
template < typename T1, typename T2 > r  E *u  
  struct result_2 !t [%'!v  
  { k?*DBXJv  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; $1`t+0^k  
} ; ,)\5O0 D6  
} ; 1x5CsmS  
L.~]qs|G/K  
7D1`^,?  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait X0J]6|du.  
7|?@\ZE  
下面我们来剥离functor中的operator() [,V92-s;N  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 6P[O8  
/[|md0,  
return l(t) op r(t) J!gWRw5  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4%.2 =  
return op l(t) G6g=F+X2  
return op l(t1, t2) 6je%LHhL  
return l(t) op 1$!K2=%OXj  
return l(t1, t2) op dg@/HLZ  
return l(t)[r(t)] rsj}hS$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] > ]N0w  
{xx;zjt%}}  
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: 9w<_XXQ  
单目: return f(l(t), r(t)); $ }bC$?^  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); E;e2{@SX2K  
双目: return f(l(t)); E MbI\=>yS  
return f(l(t1, t2)); "S} hcAL/  
下面就是f的实现,以operator/为例 ,,-3p#P bw  
"f$A0RL  
struct meta_divide EJ|ZZYke!  
  { &K*_/Q '\  
template < typename T1, typename T2 >  x a,LV  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) F476"WF  
  { y#W8] <dS"  
  return t1 / t2; g5HqU2  
} QU;C*}0Zl  
} ; nff]Y$FB  
q\=[v  
这个工作可以让宏来做: 5~6y.S  
9Qd'=JQl  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ O&RHCR-\  
template < typename T1, typename T2 > \ >R0j<:p :  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ?(hQZR 0e  
以后可以直接用 YLd%"H $n  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `I<|*vW u  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 _Dt TG<E  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 7oSuLo=  
XfDQx!gJ  
U9OF0=g  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 LKG|S<s  
\Vq;j 1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |"*:ZSj  
class unary_op : public Rettype %'< qhGJ  
  { PQay sdb  
    Left l; +u.L6GcB  
public : f%l#g]]  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} : s3Vl  
^(B*AE.  
template < typename T > 6u8fF|s  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const L zy|<:K+$  
      { 7dW&|U  
      return FuncType::execute(l(t)); ]<_+uciP5[  
    } F`3As 9b:  
arrcHf 4O  
    template < typename T1, typename T2 > (\ %y)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $*ZHk0 7x  
      { zvg&o)/[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); J'v|^`bE  
    } 6U]7V  
} ; 3 g&mND  
tam/FzVw  
#nz$RJsX  
同样还可以申明一个binary_op _FgeE`X  
ay.IKBXc  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Rl8-a8j$f.  
class binary_op : public Rettype ,|/$|$'  
  { QI<3N  
    Left l; WDR!e2G  
Right r; nrS_t y  
public : G}*B`m  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :4d7%q  
6;DPGx  
template < typename T > #U6qM(J  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1C{n\_hR  
      { i&KODhMpP  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ~Otf "<  
    } bHM .&4G  
biD7(AK  
    template < typename T1, typename T2 > 95/C4q  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xOlkG*3c  
      { 2} -W@R  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); &2J|v#$F  
    } 'cv/"26#  
} ; bcG-js-  
D?R  z|  
cCIEG e6  
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 mLO6`]p{H  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 tK*f8X+q  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^=j$~*(LmX  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 lVHJ}(<'p  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! WP9=@X Z  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 l(W3|W#P  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^8)d8?}  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) kCV OeXv  
下面是修改过的unary_op so*7LM?ib>  
(ydeZx  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > "]<Ut{Xb  
class unary_op )C[8#Q-:  
  { v)06`G  
Left l; J$o J  
  ak zb<aT  
public : ]3G2mY;`"%  
X9J^Olq  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 9TLP(  
l; 4F,iI  
template < typename T > qM)^]2_-  
  struct result_1 c<=1,TB"-_  
  { OA;L^d  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; F`l1I=;  
} ; ofJ@\xS  
[(hENX}o :  
template < typename T1, typename T2 > 5o?bF3  
  struct result_2  6O}r4*  
  { .Kx5Kh {  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )u$A!+fo  
} ; N.]8qzW  
=B\ ?(  
template < typename T1, typename T2 > hn-S$3')`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;rX4${h  
  { <}evOw2  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); `WVQp"m  
} <M=K!k  
$d'Gh2IGA  
template < typename T > .3[YOM7h  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const KM6r}CDHs  
  { "(5M }5D  
  return OpClass::execute(lt(t)); w*?JW  
} KQk;:1hW  
$ _zdjzT  
} ; wS4zAu  
ppxu\a  
g#e"BBm=A  
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 QS[%`-dR2  
好啦,现在才真正完美了。 ,,?t>|3  
现在在picker里面就可以这么添加了: )vw3Y88  
^vzNs>eJ  
template < typename Right > W!{uEH{%l  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const &{>~ |^  
  { ?D#Vha  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ']V 2V)t  
}  h /on  
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。 fQ<V_loP.@  
[bAv|;  
7w9) ^  
b3Do{1BV  
*@yYqI<1a  
十. bind  l)?c3  
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。 9s}--_k?F2  
先来分析一下一段例子 7%X$6N-X  
{pVD`#Tl[  
E| No$QO)  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ]LD@I;(_  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 wJ{M&n1H  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Lm8 cY  
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。 _r&#Snp  
我们来写个简单的。 Ls9G:>'rR  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3]wV`mD  
对于函数对象类的版本: c| E  
es.`:^A  
template < typename Func > ~(}zp<e|  
struct functor_trait f F?=W  
  { .*8.{n5   
typedef typename Func::result_type result_type;  +&|WC2#  
} ; eI- ~ +.  
对于无参数函数的版本: <jV_J+#  
Y1+f(Q  
template < typename Ret > WO]dWO6Mm  
struct functor_trait < Ret ( * )() > .t\5H<z  
  { 4%B${zP(.}  
typedef Ret result_type; #[IQmU23  
} ; zc(- dMlK  
对于单参数函数的版本: ?!Y2fK=h0  
N~SG=\rP;o  
template < typename Ret, typename V1 > ^}9Aq $R  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Ucv-}oa-?  
  { 8%Pjx7'<  
typedef Ret result_type; Kg9REL@,s  
} ; (ZDRjBth[  
对于双参数函数的版本: xZBmQ:s',S  
PZQ}G*p3  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Krz[ f  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > NFsMc0{  
  { %A?Ym33  
typedef Ret result_type; SZE X;M  
} ; {4UlJ,Z.n  
等等。。。 x2;92I{5C,  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy RoP z?,u  
6Vi #O^>  
template < typename Func > Rom|Bqo;  
struct func_return \S3C"P%w  
  { Ot5 $~o  
template < typename T > LDO@$jg  
  struct result_1 R|`}z"4C  
  { 6dV92:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ACc.&,!IZ  
} ; taw #r  
vuA';,:~  
template < typename T1, typename T2 > anHP5gD  
  struct result_2 bNj| GIf  
  { tvZpm@1  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; az\ ;D\\  
} ; &!a[rvtZ+  
} ; Jt@7y"<  
gQh;4v  
[[ H XOPaV  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (:-=XR9A`  
vV,H@WK  
template < typename Func, typename aPicker >  ]Ocf %(  
class binder_1 }>fL{};Z"  
  { j?#S M!f  
Func fn; R2-OT5Ej  
aPicker pk; YB.r-c"Y  
public : ~\(U&2t  
rQ LNo,  
template < typename T > !Tr +:SM  
  struct result_1 XQ.JzzY$  
  { P.=&:ay7?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 26&^n Uy  
} ; y;3vr1?  
+3!um  
template < typename T1, typename T2 > xLPyV&j-  
  struct result_2 k5P&F  
  { V.>'\b/#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; JY~s-jxa  
} ; 1B}6 zJ  
Q9]7.^l  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ym{?vY h  
W:ih#YW_F  
template < typename T > 8yF15['  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i\ X Ok!  
  { RgZBh04q  
  return fn(pk(t)); 0bVtku K;G  
} @q}.BcSg  
template < typename T1, typename T2 > mpIRe@#Z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &Ru|L.G`  
  { s0~a5Ti3  
  return fn(pk(t1, t2)); MLG%+@\  
} m1heU3BUWU  
} ; `_N8A A  
BOQ2;@:3  
J$%mG*Y(  
一目了然不是么? 7%c9 nY  
最后实现bind No=Ig-It  
- /]ro8V$  
nw+L _b  
template < typename Func, typename aPicker > ! k)}p_e  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) V<$g^Vb  
  { :Ag]^ot  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;EP7q[  
} d+[yW7%J  
O[+S/6uy  
2个以上参数的bind可以同理实现。 y)X;g:w  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 [rC-3sGar  
N6S0(%  
十一. phoenix AU)"L_ i}  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: bIu '^  
S$HzuK\f  
for_each(v.begin(), v.end(), E3<jH  
( BNw^ _j1  
do_ 16_HO%v->  
[ T;XEU%:LK  
  cout << _1 <<   " , " @s}I_@  
] *6s B$E_y  
.while_( -- _1), " ;_bB"q*  
cout << var( " \n " ) !@{_Qt1  
) 1&\_|2  
); GNS5v-"H  
}{[H@uhjH  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ^hv  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor BG_m}3j  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 V@&zn8?  
那么我们就照着这个思路来实现吧: }@J&yrqg  
]:(>r&'  
T8h.!Vef  
template < typename Cond, typename Actor > ~Z!xS  
class do_while 0AP wk }  
  { \:mx Ri  
Cond cd; Po'yr]pr  
Actor act; r483"k(7  
public : wv>Pn0cO  
template < typename T > }jBr[S5  
  struct result_1 AR\>P  
  { JP)/ O!  
  typedef int result_type; ;n$j?n+|  
} ; vmK<_xbwd  
3Q*K+(`{  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} QMea2q|3$  
O6LZ<}oUR  
template < typename T > ]`0(^)U &  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const VJJGTkm  
  { eUPG){"  
  do M>P-0IC  
    { $'btfo4H  
  act(t); ks< gSCB  
  } kD dY i7g>  
  while (cd(t)); z=<x.F  
  return   0 ; m:5*:Ii.  
} 3C 84b/A  
} ; h.>6>5$n  
XmXp0b7  
(`x6QiG!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ZGK*]o =)  
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。 |(N4ZmTm  
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。 }C!N$8d,  
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。 g#ubxC7t<  
下面就是产生这个functor的类: Z2~;u[0a[  
J7W]Str  
li;Np5P  
template < typename Actor > W=41jw  
class do_while_actor D@*<p h=  
  { ' Z:FGSwT  
Actor act; T5?@'b8F6  
public : Zm,<2BP>  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} cdVh_"[  
:\9E%/aAD  
template < typename Cond > Z12-Vps  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; [}q6bXM*  
} ; ?.~E:8  
\E1[ /  
e}Cp;c]=  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 zC #[  
最后,是那个do_ LnP={s  
7.-Q9xv  
 +LeZjA[  
class do_while_invoker @N,dA#  
  { I!3qb-.Q  
public : 'bVDmm).  
template < typename Actor > `K37&b;`[  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const d?^bCf+<  
  { 5D 9I;L{  
  return do_while_actor < Actor > (act); @T[}] e  
} aal5d_Y  
} do_; aF1i!Z  
d6,SZ*AE  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *-"DZ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 rKg~H=4x2  
最后来说说怎么处理break和continue ee}&~%  
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。 5:v"^"Sz  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八