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
  • 5645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 KqBiF]Q  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 T1?9E{bC8A  
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, kE+fdr\ T  
<JXHg, Q  
&{#6Z  
5yJ~ q  
  class filler J?E!\V&U  
  { ^%6f%]_  
public : QYj 4D  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} sVnq|[ /  
} ; 1o_Zw.  
!K=$Q Uq  
pvWj)4e  
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: t"~X6o|R  
1 K^-tms  
{65Y Tt%  
1Qjc*+JzO.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); K0@bh/i/^  
:YLYCVi|  
GsD?Z%t~%  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 @QYCoEU8J  
P3a]*>.,  
z)eNM}cF  
%3=T7j  
二. 战前分析 u ^2/:L  
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。 D4@(_6^  
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 Du-Q~I6  
]|IeE!6  
ojJu a c4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +,T}x+D  
  /* --------------------------------------------- */ vZ6R>f  
vector < int *> vp( 10 ); P $r!u%W  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 5YUe>P D  
/* --------------------------------------------- */ f*m^x7  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); I;<__  
/* --------------------------------------------- */ l4I',79l  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); }`2+`w%uZ  
  /* --------------------------------------------- */ 8[ ZuVJ]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); sP9{tk2K  
/* --------------------------------------------- */ .7Pp'-hK  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); iP9Dr<P  
Y{t}sO%A  
_?$')P|  
z,!A4ws  
看了之后,我们可以思考一些问题: G!D~*B9 G  
1._1, _2是什么? ]r#NjP  
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。 96gaun J  
2._1 = 1是在做什么? xo-{N[r  
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。 ]N1,"W}  
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。 hbx+*KM  
B>"-8#B[4  
:^x,>( a  
三. 动工 K)\D,5X^  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: d(5j#?  
p-z!i+  
.Rb4zLYL*w  
AO7X-,  
template < typename T > 7 lq$PsC  
class assignment J|z' <W  
  { ?Qpi(Czbpq  
T value; Ghe@m6|D  
public : \pI ,6$'  
assignment( const T & v) : value(v) {} 3m~3l d  
template < typename T2 > )%: W;H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } kWbY&]ZO  
} ; %2?"x*A  
)R@Y$*fm  
nXh<+7  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 f\:I1y  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment B\dhw@hM  
L'"od;(6R  
1@+&6UC  
mm | *  
  class holder (tg+C\ S.  
  { Wx8 cK=  
public : 4LJOT_  
template < typename T > 3 "|A5>Vo  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const +:J:S"G  
  { 0.wN&:I8t  
  return assignment < T > (t); L_=3`xE _  
} pQm-Hr78j  
} ; v1NFz>Hx  
,`$2  
2\Yv;J+;  
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: |fn%!d`2  
/DSy/p0%  
  static holder _1; RS7J~Q  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 +J !1z  
A<[w'"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); <.@w%rvG  
而不用手动写一个函数对象。 7P52r  
'f.5hX(Y  
O-+!KXHd[  
fa/p  
四. 问题分析 Q0""wR q'  
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。 Mi[,-8Sk  
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。 ^687U,+  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 h{PJ4U{W  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [} %=& B  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0B5d$0  
]mi)x6 3^  
五. 问题1:一致性 }sfv zw_  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| gf,[GbZ  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~HBx5Cpi  
%bhFl,tL  
struct holder Z1DF)  
  { &Qv%~dvW  
  // 9:Z|Z?>?  
  template < typename T > a S+i`A:a  
T &   operator ()( const T & r) const *jy"g64j  
  { j)jt&Gg'  
  return (T & )r; ,\PTn7_  
} K$ |!IXs  
} ; 4 ..V  
9kas]zQ%=P  
这样的话assignment也必须相应改动: u%CJjy  
pf_`{2.\uO  
template < typename Left, typename Right > \j vS`+  
class assignment XP@&I[J3sI  
  { .@Jos^rxgJ  
Left l; uU8L93  
Right r; ,j[1!*Z_[  
public : Mwd.S  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ">R`S<W  
template < typename T2 > ]=%u\~AvL  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Lor__ K  
} ; jx];=IC3tt  
xb^M33-y  
同时,holder的operator=也需要改动: E._/PB  
fH_Xm :%  
template < typename T > I8:G:s:  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 3T@`V FbE  
  { <kWNx.eci  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); i th!,jY*i  
} IpsV4nmnz-  
V5d|Lpm  
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。 `b[@GGv  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 FHZQyO<|  
<Ow+LJWQK  
return l(rhs) = r; vg[zRWh8  
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。 9!vimu)  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: k%({< ul  
G4,BcCPQ  
template < typename Tp > .J9\Fr@  
class constant_t ?Q}3X-xy  
  { <``krPi  
  const Tp t; DOW Z hD  
public : Z , 98  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} VD2o#.7*eu  
template < typename T > }+ TA+;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const uulzJbV,K  
  { LQa1p  
  return t; )0 i$Bo  
} iSj.lW  
} ; a(+u"Kr z  
yI$Mq R  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~ePtK~,dv  
下面就可以修改holder的operator=了 X0%BE!  
Z-z(SKL  
template < typename T > vXc gl  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const *(Us:*$W.  
  { N+ei)-  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ]"\XTL0  
} !o/;"'&E  
^p #bxN")  
同时也要修改assignment的operator() 8'mm<BV;sT  
LfG$?<}hR  
template < typename T2 > Kl+4A}Uo  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } +Ram%"Zwh  
现在代码看起来就很一致了。 /Oa.@53tK6  
%'[ pucEF  
六. 问题2:链式操作 e#{l  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 U\",!S~<  
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。 w'!J   
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。 ~1.~4~um  
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。 ; WsV.n  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct f n\&%`U  
$*dY f  
template < typename T > !EO 2  
struct result_1 kpO+  
  { +8V |  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; kX]p;C  
} ; ? 1b*9G%i  
8]0?mV8iOE  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: eq Wb>$  
|:d:uj/  
template < typename T > mi{ r7.e5I  
struct   ref JWs?az  
  { 1"HSM =p  
typedef T & reference; sh8(+hg  
} ; T1~,.(#  
template < typename T > u=p-]?  
struct   ref < T &> kn7Qvk[+  
  { e!*%U= [Q  
typedef T & reference; D z5(v1I9A  
} ; 3` \)Qm  
ZlsdO.G  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ~m@w p  
 .)XJ-  
template < typename T > .FAuM~_99b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const aQhr$aH  
  { >d#6qXKAU  
  return l(t) = r(t); } T<oLvS  
} pNR69/wGi  
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。 1`8(O >5  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 oq}Q2[.b  
vH9Gf  
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 t>>\U X  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (L6*#!Dt  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 AehkEN&H/t  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 @](\cT64i3  
最后的布局是: r<L>~S>yb  
                Add 4'-GcH  
              /   \ VNLggeX'U  
            Divide   5 n`)wD~mk  
            /   \ Zr@G  
          _1     3 PyfOBse}r  
似乎一切都解决了?不。 `` mi9E  
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。 1f`=U 0  
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。 )Y+?)=~  
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: hV4B?##O  
.Qeml4(`3  
template < typename Right > )|zna{g\  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 0^{?kg2o_  
Right & rt) const -#?p16qz5  
  { (Eoji7U  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (KxL*gB  
} 0Ku%9wh-  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 HR83{B21  
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。 ePJtdKN:  
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。 %?WmWs0  
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。 -'!%\E;5  
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。 U1^R+ *yp  
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? `L=$ ,7`  
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: R7 *ek_  
Li;(~_62a]  
template < class Action > i\?P>:)  
class picker : public Action p;rG aLo:u  
  { a,N?GxK~  
public : nu#_,x<LS  
picker( const Action & act) : Action(act) {} p@7[w@B\c  
  // all the operator overloaded UPkD^D,  
} ; .%4{zaB  
R'q:Fc  
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。 ;hLne0|)}  
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: [oQ&}3\XJ  
j\SW~}d9  
template < typename Right > cAE.I$T(  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Y)I8(g}0  
  { qm)KO 4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 5CsJghTw  
} r. :H`  
#}A >B  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 61J01(+|  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 x@]pUA1  
Ng} AEAFp  
template < typename T >   struct picker_maker "HQH]?!k  
  { :bA@ u>  
typedef picker < constant_t < T >   > result; AT{ewb  
} ; g{ cHh(S  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > cKX6pG  
  { 1Bz'$u;  
typedef picker < T > result; FT* o;&_QS  
} ; jbqhNsTNK  
^Q?I8,4}  
下面总的结构就有了: !Ax7k;T  
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。 +0O{"XM  
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。 h,V#V1>Hu  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 0F<O \  
至此链式操作完美实现。 w^&TG3m1~  
4{\h53j$  
z.[ Ok  
七. 问题3 m dC.M$  
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。 B94mh  
;Db89Nc$  
template < typename T1, typename T2 > 1& k_&o  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3a4 ]{  
  { 8F<Qc*'  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); X3:-+]6,d  
} ?~a M<rcZ  
jz$)*Kdi*  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: -< 7KW0CA  
OZ q/'*  
template < typename T1, typename T2 > WbS2w @8  
struct result_2 <bf^'$l  
  { ud`.}H~aB  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; %Ya-;&;`  
} ; <)]B$~(a  
Nky%v+r  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? VB 8t"5  
这个差事就留给了holder自己。 +6!.)Ea=  
    e3wFi,/@  
5CkM0G`  
template < int Order > J|Lk::Ri  
class holder; id.o )=  
template <> L$`!~z 1  
class holder < 1 > dxkXt  k  
  { @Ey(0BxNu  
public : X./4at`  
template < typename T > >:s.` jV<  
  struct result_1 VYhZ0;' '  
  { {nbD5 ?   
  typedef T & result; E YUr.#:  
} ; ,7pO-:*g  
template < typename T1, typename T2 > 1GW=QbO 6  
  struct result_2 }@Oy kN  
  { H+; _fd  
  typedef T1 & result; sf?D4UdIH  
} ;  -[a0\H  
template < typename T > `ge{KB;*n#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const r! 5C3  
  { CD^_>sya  
  return (T & )r; _SC>EP8:Z  
} R$*{@U  
template < typename T1, typename T2 > WZCX&ui  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const { >Y<!  
  { c*_I1}l  
  return (T1 & )r1; _-Aw`<_*-  
} fZXJPy;n  
} ; u9>.x zYG  
>U9!KB  
template <> F#iLMO&Q  
class holder < 2 > 8@/]ki `>  
  { Gz!72H  
public : DnaG$a<  
template < typename T > / v;g v[  
  struct result_1 C did*hxJ  
  { o)?"P;UhJX  
  typedef T & result; gW6lMyiLb  
} ; bs]ret$?(q  
template < typename T1, typename T2 > i<1w*yu  
  struct result_2 T{|'<KT  
  { P,~a'_w:|D  
  typedef T2 & result; /Yx 1S'5  
} ; mxQS9y  
template < typename T > s+^o[R T3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >lyUr*4PX  
  { mb?DnP,z  
  return (T & )r; i2$U##-ro]  
} d Z"bc]z{  
template < typename T1, typename T2 > dp2".  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const bK("8T\?  
  { 6yTL7@V|B  
  return (T2 & )r2; CQ"IL;y  
} GwwxSB&y  
} ; 4I^6[{_  
F)_Rs5V:(  
Ajq;\- :  
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> >。 t22BO@gt74  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: n`68<ybl5  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: kd'qYh  
.^dj B x  
return l(i, j) = r(i, j); j>?H^fB  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _QBd3B %  
0c7&J?"wE  
  return ( int & )i; f;pR8  
  return ( int & )j; ~?-U J^#  
最后执行i = j; {*t'h?b  
可见,参数被正确的选择了。 Fm,A<+l@u  
xwT"Q=|kW  
@OFl^U0/  
ERGDo=j  
v[r:1T@  
八. 中期总结 `Xmf4  
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: **-%5 ~  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?$;_a%v6  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 cGsxfwD  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 6l [T Q  
lbT<HWzNH  
%MbjKw  
Lvv`_  
w*#k&N[X  
WqY:XE+?\  
九. 简化 ;csAhkf:S  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 MY9?957F  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Zi@?g IiX  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: i3;Z:,A4NN  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 z=>]E 1'RL  
  +-*/&|^等 A~nq4@uj  
2. 返回引用。 _\sm$ `q  
  =,各种复合赋值等 UH%?{>oRh  
3. 返回固定类型。 ?*,N ?s(U  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) AUS?P t[w  
4. 原样返回。 N.xmHvPk  
  operator,  wx o(  
5. 返回解引用的类型。 vCbqZdy?  
  operator*(单目) A[ /0on5r  
6. 返回地址。 '4dnC2a]  
  operator&(单目) $hndb+6q  
7. 下表访问返回类型。 HQ@X"y n  
  operator[] gl.P#7X  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 2d<ma*2n(  
  operator<<和operator>> _*bXVJ ]  
0>Ki([3  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ;N]ElwP  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: &E {/s  
6$)Yqg`X  
template < typename Left > L V33vy  
struct value_return W|D'S}J  
  { g6QkF41nG  
template < typename T > Gu*;z% b2  
  struct result_1 faD(, H  
  { nsw.\(#  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 79:x>i=  
} ; JZu7Fb]L9  
\)y5~te*  
template < typename T1, typename T2 > 09|d<  
  struct result_2 tPC8/ntP8  
  { jW2z3.w  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 6n%^ U2H/-  
} ; "M_X9n_  
} ; ~O@V;y  
o~<fw]y  
oc\rQ?  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1#]tCi`  
y7d)[d*Mz  
下面我们来剥离functor中的operator() 4y 582u6^  
首先operator里面的代码全是下面的形式: dHf_&X2A  
rS(693kb  
return l(t) op r(t) Ik;~u8j1e  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) s}`=pk/FM  
return op l(t) "St,4 b  
return op l(t1, t2) MfeW|  
return l(t) op E# e=<R  
return l(t1, t2) op mtmBL 2?  
return l(t)[r(t)] ^>g+:?x  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] SGNi~o  
Q(V c/  
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: quGb;)3  
单目: return f(l(t), r(t)); -BQM i0  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); v8 6ls[lzu  
双目: return f(l(t)); Ms^Y:,;Hi  
return f(l(t1, t2)); 3gv>AgG  
下面就是f的实现,以operator/为例 R8o9$&4_  
{_^sR}%]F  
struct meta_divide O_F<VV*MFQ  
  { .%WbXs  
template < typename T1, typename T2 > a}jaxGy  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Sw'DS  
  { ]0m4esK`  
  return t1 / t2; q3scz  
} 8{Zgvqbb  
} ; ua4QtDSs  
fKrOz! b  
这个工作可以让宏来做: qMI%=@=  
>-y'N.l^  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 'ky'GzX,  
template < typename T1, typename T2 > \ 1!vR 8.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; +Icg;m{  
以后可以直接用 4!/{CGP  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) A`X$jpAn&  
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 h"wXmAf4%  
(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。。。) P_&2HA,I  
I"T_<  
Vs{|: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 g ~10K^  
*(o~pxFTR  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Qs;bVlp!H  
class unary_op : public Rettype !Otyu6&  
  { #[I`VA\x  
    Left l; n/^wzG  
public : +sgishqn9  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} gR~XkU  
xQaN\):^8  
template < typename T > @xO< ~  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uiDR}   
      { 47 m:z5;  
      return FuncType::execute(l(t)); Dyt}"r\  
    } \n:'>:0X!  
(MNbABZQ  
    template < typename T1, typename T2 > 5^0W\  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7*@qd&  
      { O]^E%;(]}i  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); (hd2&mSy  
    } QabF(}61  
} ; K-p1v!IC  
#\t?`\L3  
%G\rL.H|  
同样还可以申明一个binary_op zbi[r  
Du[$6  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ->K*r\T  
class binary_op : public Rettype 4V<s"  
  { `+]4C+w  
    Left l; rC/m}`b  
Right r; ]_F%{8|  
public : M@s2T|bQw  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} L F Z  
+XFF@h&=t  
template < typename T > &IOChQ`8P  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :[\}Hn=  
      { 7CM<"pV  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Q> @0'y=s  
    } ivw2EEo,  
WBTX~%*U  
    template < typename T1, typename T2 > `sJkOEc`  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?L{[84GSO  
      { uN6TV*]:  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Wl::tgU  
    } P) GBuW  
} ; \t^q@}~0Wz  
k\x>kJ}0  
kQ{pFFO  
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 ,}`II|.oB  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 r+ v*(Tu  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) .xCO_7Rd  
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。 3VA Lrb;  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! m:Z=: -x  
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。。。 yWt87+%T  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 V\)@Yk2  
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) SaQ_%-&#p  
下面是修改过的unary_op vPSH  
0'z$"(6D  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > !*+~R2&b  
class unary_op )Hl;9  
  {  SvDVxK  
Left l; GG%j+Ed  
  *4]I#N  
public : EV2whs2g  
*9?-JBT&F  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ",`fGu )  
y\r8_rBo  
template < typename T > jIAl7aoY  
  struct result_1 ZqS'xN :k  
  { 7 P=1+2V  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2-]gHAw%  
} ; 8cR4@Hqx  
0=L:8&m  
template < typename T1, typename T2 > /`}C~  
  struct result_2 M,q'   
  { gWgYZX  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Q[`_Y3@j  
} ; QfT&y &  
YG"P:d;s  
template < typename T1, typename T2 > &xrm;pO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "fr B5[  
  { 9(ANhG  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); _%z)Y=Q  
} wgzjuTqwBF  
Dr,{V6^  
template < typename T > Fgt/A#`fz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v[35C]gS  
  { u|O5ZV-cd  
  return OpClass::execute(lt(t)); O2ety2}?f  
} 4N*Fq!k~  
l|U=(aA]h  
} ; c,X\1yLy  
rkG*0#k  
IkL|bV3E0  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug O^F%ssF8  
好啦,现在才真正完美了。 AEOo]b*&d  
现在在picker里面就可以这么添加了: Aj SIM.  
~*THL0]~  
template < typename Right > ,? <jue/bd  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const OUnt?[U\  
  { y%`^* E&  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); I_'vVbK+>  
} }oj$w?Ex  
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。 s e2+X>@>  
s1:UCv-%  
$zyY"yWRZ  
< yE(p  
0[);v/@Ho  
十. bind s|%mGt &L  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 b3<<4Vf  
先来分析一下一段例子 g9'50<|J  
K?(ls$  
}!lLA4XRr  
int foo( int x, int y) { return x - y;} [$OD+@~A2  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 2 ,E&}a|;b  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Pm%ZzU  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 <P(d%XEl  
我们来写个简单的。 QYyF6ht=!  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 6wIv7@Y  
对于函数对象类的版本: kHm1aE<  
dkLc"$( O  
template < typename Func > *N[.']#n  
struct functor_trait \,ir]e,1  
  { Y>wpla[kUq  
typedef typename Func::result_type result_type; o5i?|HJ  
} ; Xr6lYO_R  
对于无参数函数的版本: 9 qqy(H  
x4 4)o:  
template < typename Ret > %Kd8ZNv  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~EpMO]I  
  { ^['%wA%  
typedef Ret result_type; ov*zQP  
} ; Ga+\b>C  
对于单参数函数的版本: fw|r{#d  
XDz![s  
template < typename Ret, typename V1 > TM[Z~n(wt  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > <!-8g!  
  { e7>)Z  
typedef Ret result_type; 4YXtl +G  
} ; xJJlVP  
对于双参数函数的版本: y? )v-YGu  
?b^VEp.;}  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > t`Mm  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > TB*g$ *  
  { 1CFrV=d  
typedef Ret result_type; toX4kmC  
} ; 4/~8zvz&3  
等等。。。 LV4 x9?&  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy rm1R^ n  
B`T|M$Ug  
template < typename Func > t A\N$  
struct func_return k2j:s}RHY  
  { q !EJs:AS  
template < typename T > D2[uex  
  struct result_1 )wCA8  
  { FOM~Uj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; @HMt}zD  
} ; :_p3nb[r  
rcF;Lp :  
template < typename T1, typename T2 > 3k5Mty  
  struct result_2 bxqXFy/I  
  { F2AM/m^!q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {ylc 2 1  
} ; Iwize,J~X  
} ; 9K Ih}Q@P  
pvDr&n9  
HJ !)D~M{  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 [qIi_(%o  
wU2y<?$\8  
template < typename Func, typename aPicker > ]Qkto4DQ5  
class binder_1 !5? #^q  
  { [j 'Ogm7"  
Func fn; jF Bq>  
aPicker pk; bqsb (C  
public : ^ Gq2"rDM  
*P61q\2Z  
template < typename T > i"F'n0*L  
  struct result_1 ~Rs|W;  
  { NQ'^ z  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; % 95:yyH 0  
} ; =yz#L@\!  
!jU<(eY  
template < typename T1, typename T2 > rf@/<Wu  
  struct result_2 <{[AG3/Zj4  
  { h<Yn0(.  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; qaA\.h7  
} ; ig")bt3s5  
})M$#%(  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} |n}W^}S5  
 --Dw  
template < typename T > p<Ah50!B  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p27A#Uu2}  
  { i74^J+xk  
  return fn(pk(t)); wTf0O@``6H  
} UacN'Rat  
template < typename T1, typename T2 > E:D1ZV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SV<*qz  
  { hIXGfvUy  
  return fn(pk(t1, t2)); bL)g+<:F  
} #h6(DuViKw  
} ; ;}A#ws_CD_  
]vXIj0:  
]n _-  
一目了然不是么? PUltn}M  
最后实现bind #Vs/1y`()  
>BrxJw#M  
E&{*{u4  
template < typename Func, typename aPicker > `y P-,lA$  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "f!*%SR: 1  
  { c72Oy+#  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); q-o=lU"  
} \xDu#/^  
[9BlP  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "2HRuqf  
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。 d%t]:41=Z  
umcbIi('  
十一. phoenix $- =aqUU  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: T55l-.>  
)_GM&-  
for_each(v.begin(), v.end(), ]WWre},  
( JV36@DVQ  
do_ c5;YKON  
[ cuq7eMG6z  
  cout << _1 <<   " , " Y@9L8XNP>  
] DECX18D  
.while_( -- _1), / v5Pk.!o  
cout << var( " \n " ) 7KRc^ *pZs  
) %b\xRt[0v7  
); t<ftEJU"'w  
S/~6%uJ  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: r;|Bc$P  
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 @T;O^rE~N  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 6|T{BOW!d  
那么我们就照着这个思路来实现吧: [cXu<vjFM  
g_0"T}09(  
tborRi)  
template < typename Cond, typename Actor > n\,TW&3  
class do_while puZ<cV e/  
  { iL|*g3`-f  
Cond cd; l2VO=RDiW  
Actor act; ;cp-jY_U  
public : O3bK>9<K  
template < typename T > `Jm{K*&8Q  
  struct result_1 oxO}m7 ULH  
  { :e+GtN?  
  typedef int result_type; e!tgWYN  
} ; <' P|g  
1G.+)*:3  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} QAygr4\X^  
_9!Ru!u~  
template < typename T > k_P`t[YZV  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T2Y`q'  
  { PO&xi9_  
  do `c:'il?  
    { 7c %@2  
  act(t); &sS k~:  
  } OUI}jJw+  
  while (cd(t)); ry~3YYEMI0  
  return   0 ; M#<x2ojW  
} ^ / f*5k  
} ; 2<ef&?ljk  
/R|"/B0  
)z/j5tnvm  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +S;8=lzuV  
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。 s3J T1TX  
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。 d57(#)`  
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。 m G?a)P  
下面就是产生这个functor的类: -)y"EJ(N  
Tw!x*  
HS(<wI  
template < typename Actor > y{j>4g$:z  
class do_while_actor t&eD;lg :  
  { Q96g7[  
Actor act; 9sYX(Fl  
public : )B}]0`z:P  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 1+y&n?  
\F1n Ej  
template < typename Cond > ,ypxy/  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ulj`+D?H  
} ; ^1*p]j(  
V{d"cs>9  
n0vPW^EQ  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ^f<f&V  
最后,是那个do_ 5)T{iPU%X  
<}4|R_xY#  
6@l:(-(j2A  
class do_while_invoker "Ww^?"jQ)  
  { cst=ms  
public : "K\Rq+si  
template < typename Actor > nF=Ig-NX^  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const (_nkscf  
  { TS UN(_XGW  
  return do_while_actor < Actor > (act); >@oO7<WB  
} S?Eg   
} do_; }DZkCzK  
<m@U`RFm  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? F&c A!~  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 :"QRB#EC%  
最后来说说怎么处理break和continue @kqy!5)K  
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。 =A!I-@]q<  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八