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
  • 4490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 W"vLCHTh  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 BjvQ6M{Y"+  
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, ~hvj3zC5xz  
~k?rP}>0  
05FGfnq.8  
JK =A=  
  class filler IHO*%3mA/  
  { }b(h D|e  
public : Th9V8Rg+E  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} W`G bo uxd  
} ; !t23 _b0  
JKM(fX+  
0AQ4:KV(Y  
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: "?3=FBp&  
dRJ ](Gw  
'OtT q8G  
fAULuF  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); -`k>(\Q< d  
 9Bt GzI\  
b}R_@_<u  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 8{G!OBxc\.  
N^rpPq  
kzRvLs4xM  
4@-tT;$  
二. 战前分析 _R ii19k  
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。 :.*Q@X}-I  
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 ZR}v_]l^  
eA!Z7 '  
9<_hb1'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 );  +x 3x  
  /* --------------------------------------------- */ ML12&E>  
vector < int *> vp( 10 ); |KYl'"5\  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); kzZgNv#G;  
/* --------------------------------------------- */ :.+w'SEn4M  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); {:gx*4}q8  
/* --------------------------------------------- */ ..8t1+S6]  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); #AGO~#aK  
  /* --------------------------------------------- */ S!8<|WO^t  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); J=3{<Xl  
/* --------------------------------------------- */ U7g`R@  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $#h U_vr  
E'f7=ChNF  
oDA'$]UL  
>`x|E-X"  
看了之后,我们可以思考一些问题: qIZ+%ZOu  
1._1, _2是什么? pWRdI_  
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。 !.j{vvQ/  
2._1 = 1是在做什么? Qf=^C Q=lV  
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。 $vXY"-k  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 W/2y; @  
]vQa~}  
_R\FB|_  
三. 动工 +yO) 3  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Wa^Wn +r  
kC.dJ2^j+  
mw5>[  
W]D YfR,  
template < typename T > ^&YtZjV  
class assignment K:U=Y$x  
  { b;QgL_w  
T value; ' bl9fO4v  
public : oT{9P?K8  
assignment( const T & v) : value(v) {} u;t<rEC2  
template < typename T2 > 1 Gr^,Ry  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } -KGJr  
} ; F `:Q  
bra2xHK@  
wMCMrv:  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 t`JT  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment =cl#aS}e8  
s1_Y~<y X  
$JOz7j(  
bDvGFSAH  
  class holder E^rBs2;9  
  { bKS/T^UQ  
public : AJ/Hw>>$?m  
template < typename T > 4xW~@m eNB  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 2`]c&k;]  
  { %.$!VTO"  
  return assignment < T > (t); uY~mi9E  
} /9ORVV  
} ; IMD^(k 2  
hFA |(l6  
{Ycgq%1>]  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 9mD dX  
-I5]#%eX^  
  static holder _1; 9\!&c<i=  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,.P]5 lE  
Jzf+"%lv  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); PJB_"?NTTC  
而不用手动写一个函数对象。 1^$hbRq  
LE}`rW3  
??nT[bhQ  
_]*[TGap  
四. 问题分析 28^/By:J  
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。 #6@hVR.  
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。 0t!ZMH  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .'M.yE~5J  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 my sXgS&S  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 8x1!15Wiz  
&pI\VIx ?  
五. 问题1:一致性 9mvy+XD  
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?| jW#dUKS(  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 i%133in  
L?u {vX  
struct holder \)28,`  
  { auN8M.  
  // =&pR=vl  
  template < typename T > DH\Ox>b=  
T &   operator ()( const T & r) const 9'p| [?]v  
  { aN"YEL>w  
  return (T & )r; LeN }Q  
} TgV-U  
} ; X#axCDM-  
0i[t[_sce  
这样的话assignment也必须相应改动: bP$e1I3`  
7x`$ A  
template < typename Left, typename Right > eW.qMx#:od  
class assignment S3x^#83  
  { *}:P  
Left l; <6]Hj2  
Right r; \KJTR0EB:>  
public : iJ58RY  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4Ty?>'*|  
template < typename T2 > xy>$^/[$  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } / w dvm4  
} ; \|X 1  
[ x>Pf1  
同时,holder的operator=也需要改动: %+/v")8+?  
1<x5{/CZ  
template < typename T >  e#5WX  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const WuVsW3@  
  { v0WB.`rO  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); }k AE  
} tx;2C|S$oU  
3 a(SmM:  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 bL<H$DB6  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5Zc  
8Ie0L3d-  
return l(rhs) = r; :D}?H@(69  
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。 mKM[[l&A  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: b^i$2$9_  
n S$4[!0  
template < typename Tp > TS=%iMa  
class constant_t >*/ |t L  
  { f(}&8~&  
  const Tp t; \W_ Dz*N  
public : si%V63^lN  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  `&a8Wv  
template < typename T > Q >yj<DR  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const m?Jnb\0  
  { =WCE "X  
  return t; dh}"uM}a  
} L9hL@  
} ; ~mH'8K|l  
x?6^EB|@  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 +Rd\*b  
下面就可以修改holder的operator=了 RU.j[8N$  
h Q Att  
template < typename T > GXx'"SK9  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const d?U,}tv  
  { )jI4]6  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); .h w(;  
} QncjSaEE  
t re`iCH~  
同时也要修改assignment的operator() /q]fG  
Yo5ged]i  
template < typename T2 > N+R{&v7=F%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } +CEt:KQ   
现在代码看起来就很一致了。 #I ,c'Vj  
%D7^.  
六. 问题2:链式操作 /ORK9 g  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 pOy(XUV9O  
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。 |<]wM(GxE  
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。 %RIu'JXi  
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。 U GOe(JB  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4`CO>Q  
M(^IRI-  
template < typename T > F":dS-u&L  
struct result_1 1:h(8%H@"  
  { y#ON=8l  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; _n*gj-  
} ; i+-=I+L3  
qk&BCkPT  
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: 6jal5<H  
VF-[O  
template < typename T > ojWf]$^y}  
struct   ref l9 rN!Q|  
  { >Y3zO2Cr  
typedef T & reference; z1e+Ob&  
} ; a<pEVV\NB~  
template < typename T > A[88IMZs  
struct   ref < T &> aIfB^M*c5  
  { w `M/0.)V  
typedef T & reference; IxlPpS9Wx  
} ; huin?,eGz  
2JHF*zvO-  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: \<=.J`o{  
HRd02tah  
template < typename T > o5z&sRZ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const v<} $d.&*  
  { &M\qVL%w  
  return l(t) = r(t); C5^N)-]"  
} ||Wg'$3  
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。 e+MsFXnB8  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 j1@PfKh  
FZ% WD@=  
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 <dY{@Cgw=  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: VDy_s8Z#  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 t1l4mdp  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Gm\jboef]  
最后的布局是: zt )WX9  
                Add vns Mh  
              /   \ N jA\*M9  
            Divide   5 4,6?sTuX  
            /   \ xO 1uHaL  
          _1     3 Ac,bf 8C  
似乎一切都解决了?不。 $)O\i^T  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 XOY\NMo  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 m`3gNox  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: VS<w:{*  
QRY7ck:N  
template < typename Right > `MMZR=LA  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ;xE1#ZT  
Right & rt) const TP/bPZY  
  { ^6^A/]v  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "k7C   
} =~ j S  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 u z>V  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 1w?DSHe  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 i ;YRE&X  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 !:dhK  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ]O68~+6  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? 62xAS#\K>  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: nqujT8  
3rv~r0  
template < class Action > <d hBO  
class picker : public Action `XwKCI  
  { +?[iB"F  
public : v.]W{~PI2V  
picker( const Action & act) : Action(act) {} htqC~B{1E  
  // all the operator overloaded `>$l2,  
} ; I* JSb9r  
yi1V\8DC  
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。 fL R.2vJ  
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[l{cRT   
7vsXfIP+  
template < typename Right > {cYbM[}U"  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const v%2Jm!i+  
  { o7 X5{  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u!VY6y7p  
} UXV>#U?  
fxX4 !r  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > kv/mqKVr  
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。 [;i3o?\_I  
,G(bwE9~  
template < typename T >   struct picker_maker K"ytE2:3  
  { e/u (Re  
typedef picker < constant_t < T >   > result; c:G0=5  
} ; Xc@%_6  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 4EEXt<c.  
  { 7tz #R :  
typedef picker < T > result; _S#3!Wx  
} ; 'WQ<|(:{  
|-k~Fa  
下面总的结构就有了: 5-X(K 'Q  
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。 s av  
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。 aruT eJF  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。  w4p<q68  
至此链式操作完美实现。 FZhjI 8+,~  
R a?0jcSQ$  
<</ Le%  
七. 问题3 qc`UDD5  
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。 3P2L phW  
g JMv  
template < typename T1, typename T2 > f0lK ,U@P  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ns[Q %_  
  { W_N!f=HW  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 4wQ>HrS)(  
} T $;N8x[  
~w9ZSSb4  
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: ZYX(Cf  
0E#3XhU  
template < typename T1, typename T2 > Kf7v_T /  
struct result_2  ~/kx  
  { -J=N  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; vy330SQPo  
} ; QZ51}i  
q!zsGf {  
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? J deGQ  
这个差事就留给了holder自己。 O:,Fif?;  
    ' fm}&0  
.FXn=4l'vV  
template < int Order > F45UO%/P  
class holder; zmMz6\ $  
template <> V|8`]QW@  
class holder < 1 > Fps.Fhm  
  { GT"gB$Mh  
public : 7 V+rQ  
template < typename T > l6EDl0~r  
  struct result_1 +p:@,_  
  { p94 w0_m@|  
  typedef T & result; Pa !r*(M)C  
} ; K+_$ WT_  
template < typename T1, typename T2 > _n+./ B  
  struct result_2 #e8NF,H5  
  { 7EAkY`Op  
  typedef T1 & result; [8QE}TFic  
} ; #I.Wmfz  
template < typename T > n7 S~n k  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Eo }mSd  
  { Mz sDDP+h  
  return (T & )r; hVcV_  
} u*$ 1e  
template < typename T1, typename T2 > U0:tE>3`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2x7%6'  
  { B3^4,'  
  return (T1 & )r1; 3;J)&(j0  
} }TCOm_Y/qL  
} ; E|Lv_4lb=  
%r*zd0*<n1  
template <> c|'hs   
class holder < 2 > }~RH!Q1  
  { ,4wZ/r> d  
public : :!f1|h  
template < typename T > OW12m{  
  struct result_1 b}[W[J}`  
  { vK?{Z^J][  
  typedef T & result; .{1MM8 Q  
} ; PiRbdl  
template < typename T1, typename T2 > f`j RLo*L  
  struct result_2 Nz&J&\X)tD  
  { R3$K[Lv,  
  typedef T2 & result; 2Xm\;7  
} ; 3'WS6B+  
template < typename T > e_BOzN~c  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >#RXYDd  
  { =kspHP<k  
  return (T & )r; =y/VrF.bV  
} Tl!}9/Q5E:  
template < typename T1, typename T2 > sGCV um}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WBA0! g98  
  { F:CqB|  
  return (T2 & )r2; In)#`E` g.  
} P==rY5+s`  
} ; gn? ~y`  
UEJX0=  
}>w;(R  
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> >。  0FHX  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ba3_5 5]  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: $e! i4pM  
l\yFx  
return l(i, j) = r(i, j); U&6!2s-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) QMzBx*g(  
c4R6E~S  
  return ( int & )i; bYEq`kjzc  
  return ( int & )j; }cll? 2  
最后执行i = j; PF1m :Iz`d  
可见,参数被正确的选择了。 {}ZQK  
m.MOn3n]  
X }yEMe{T  
(s,*soAN  
nJYcC"f  
八. 中期总结 rBP!RSl1  
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: 7 3k3(rZ  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 $o`N%]  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 kg$<^:uX  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~h;c3#wuc  
+[JGi"ca  
.(  vS/  
eA>O<Z1>  
'$M=H.  
:Q\b$=,:  
九. 简化 Xv'M\T}6C+  
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。 bf `4GD(  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 _?3bBBy  
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: +>oVc\$  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 aT#R#7<Eg  
  +-*/&|^等 5w`v 3o  
2. 返回引用。 !V.'~xj  
  =,各种复合赋值等 <BQ4x.[  
3. 返回固定类型。 6ZVJ2xs[%  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) !9i,V{$c`"  
4. 原样返回。 J%3%l5 /  
  operator, GP uAIoBo  
5. 返回解引用的类型。 N`/6 By  
  operator*(单目) :JqH.Sqk  
6. 返回地址。 zQ}:_  
  operator&(单目) im_W0tGvF  
7. 下表访问返回类型。 S >uzW #  
  operator[] EpeTfD  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 "j9,3yJT  
  operator<<和operator>> JLRw`V,o7  
NrTQ}_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。 :?{ **&=  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: VuFH >8n  
e.i5j^5u  
template < typename Left > UR?[ba_h   
struct value_return iwL\Ha  
  { a[)in ,3  
template < typename T > 'u$$scGt  
  struct result_1 l?B\TA^  
  { . #;ZM[v  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0vUX^<  
} ; &?*M+q34  
AFl]w'=  
template < typename T1, typename T2 > jR\T\r4  
  struct result_2 k:<yy^g$X  
  { "-vm=d~\  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; r9@W8](\  
} ; j%b/1@I  
} ; OGrVy=rd  
[,-MC7>]  
#P- S.b  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait W z3y+I/&  
'uBW1,  
下面我们来剥离functor中的operator() L!DP*XDp  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ?DkMzR)u  
D2~e@J(K  
return l(t) op r(t) H__9%p#  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ~d 7!)c`z  
return op l(t) [X=-x=S,  
return op l(t1, t2) ]E88zWDY`  
return l(t) op |qJQWmJO&U  
return l(t1, t2) op X #-U  
return l(t)[r(t)] Ym-uElWo  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <r,l  
Xf9<kbRw/  
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: KQ xKU?b1  
单目: return f(l(t), r(t)); Uw5z]Jck  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); &?/h#oF@\  
双目: return f(l(t)); #Z}\;a{vZ  
return f(l(t1, t2)); ju(&v*KA  
下面就是f的实现,以operator/为例 s*:J=+D]G  
VLN=9  
struct meta_divide :sFP{rFx~  
  { CfoSow-  
template < typename T1, typename T2 > |~W!Y\l-  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) YrjF1hJ  
  { -d6| D?}S  
  return t1 / t2; mKPyM<Q  
} L\5j"] }`  
} ; Ezm ~SY  
.ev'd&l.  
这个工作可以让宏来做: ^$24231^  
Io{)@H"f  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ .3A66 O~zT  
template < typename T1, typename T2 > \ I' ej?~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; \QstcsEt  
以后可以直接用 l[l('-f  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) "N"9PTX  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ?z171X0  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) GNqw]@'Yf  
~9p*zC3M  
Ytc  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 D&/(Avx.  
^~0\d;l_  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {$HW_\w  
class unary_op : public Rettype &|IY=$-  
  { ^{_`jE  
    Left l; <jQ?l% \  
public : 9@#Z6[=R,  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} u}JL*}Q  
*]p]mzc  
template < typename T > C 6ZM#}I$l  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T#Qn\ 8  
      { { o=4(RC  
      return FuncType::execute(l(t)); I`}-*% ki(  
    } $xyG0Q.  
lKrD.iYt8  
    template < typename T1, typename T2 > OOGqtA;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s9PD[u/y  
      { amK?LDf]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); A jr]&H4  
    } [P]zdw w#  
} ; `)& -;CMY  
ddmTMfH  
+n%uIv  
同样还可以申明一个binary_op m\__Fl  
Di<KRg1W]}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > s@E "EWp0  
class binary_op : public Rettype 07DpvhDQ  
  { 8 =FP92X  
    Left l; =da_zy  
Right r; >;dMumX  
public : @mW: FVI  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} aIpDf|~  
D:e9609  
template < typename T > '`#2'MXG  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^1BQejD  
      { ~&[Wqn@MZ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); **d3uc4y  
    } lV: R8^d  
%'nM!7w@I  
    template < typename T1, typename T2 > ^<'5 V)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const znw\Dn?g  
      { @Nn9- #iW  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Pdmfn8I]%  
    } :[ m;#b  
} ; rJ4 O_a5/  
Igt:M[ /  
fD  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 YQvN;W  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 y~w2^VN=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) w7$*J:{  
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。 Q9H~B`\nQ  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! D'F =v\P  
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。。。 f ."bq43(  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ~C6d5\  
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) ^\Nsx)Y;  
下面是修改过的unary_op //nR=Dy{  
G4vXPx%a8  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > A,{X<mLFb  
class unary_op <f&z~y=  
  { UM(tM9  
Left l; r j#K5/df  
  vcy}ZqWBO  
public : NDEltG(  
.$y}}/{j?[  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} d&4]?8}=.  
~0,Utqy  
template < typename T > $NC1>83  
  struct result_1 X}Bo[YoY$  
  { &u( eu'Q3  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  jhjb)r.  
} ; ;|6kFBGC"+  
ATp7:Q  
template < typename T1, typename T2 > l69&-Nyg  
  struct result_2 ml<X92Y  
  { ,4zwd@&O  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3`S|I_$(T"  
} ; ?F1NZA[%t  
>j5) MF{"  
template < typename T1, typename T2 > i\lur ET  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I *YO  
  { ZdJwy%  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 3e~ab#/  
} 'VcZ_m:  
[,Q(~Qb  
template < typename T > jFY6}WY)}7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D::$YR ~R  
  { RO+B/)~0<  
  return OpClass::execute(lt(t)); XW w=3$  
} '^)Ve:K-.  
w?)v#]<-  
} ; 6ziiV _p  
l2QO\O I9m  
/ PDe<p  
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 S C7Tp4  
好啦,现在才真正完美了。 W L$nchS9  
现在在picker里面就可以这么添加了: v!n\A}^:  
d0$dQg  
template < typename Right > 23 j{bK  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const SQhk)S  
  { w DswK "T  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); S=H<5*]g  
} S*-n%D0q5  
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。 k~Qb"6n2  
7\m.xWX e  
mX3~rK>@~  
vp@%wxl!:  
@RGVcfCG)  
十. bind Y?W"@awE"\  
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。 PPSf8-MLW  
先来分析一下一段例子 9v>BP`Mg  
g^ZsV:D  
eYZ{mo7  
int foo( int x, int y) { return x - y;} hbRDM'  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 hfT HP  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~L$B]\/A5  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 dR~4*59Bg  
我们来写个简单的。 qplz !=  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: N=FU>qbz  
对于函数对象类的版本: p?(w !O  
Y^80@MJ  
template < typename Func >  lc9aDt  
struct functor_trait Jlw%t!Kx  
  { /z:pid,_0  
typedef typename Func::result_type result_type; g /D@/AU1u  
} ; VP[ -BK[  
对于无参数函数的版本: XDs )  
1T:M?N8J  
template < typename Ret > 2<HG=iSf  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Z0*Lm+d9z  
  { y57]q#k  
typedef Ret result_type; H }w"4s  
} ; ReE-I/n8f  
对于单参数函数的版本: zK`fX  
4np,"^c  
template < typename Ret, typename V1 > #RAez:BI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?w6zq|  
  { 8:^`rw4a0  
typedef Ret result_type; zy\p,  
} ; YoiM\gw  
对于双参数函数的版本: V#8]io  
"8MG[$Y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ^2Sa_.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > qj *IKS  
  { .BN~9w  
typedef Ret result_type; w{uq y]  
} ; \l!^6G|c  
等等。。。 \`?#V xz  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy .3WDtVE  
pW ]+a0j  
template < typename Func > P \<dy?nZ  
struct func_return N2:};a[ui5  
  { `L p3snS  
template < typename T > MG ,exN @  
  struct result_1 i'&KoR ?  
  { bB^% O^:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 3 $7TeqfAC  
} ; &"GHD{ix  
@y:mj \J9  
template < typename T1, typename T2 > *>Sb4:  
  struct result_2 `k y>M-  
  { '5xf?0@s.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;%"YA  
} ; c@u)m}V  
} ; `H+~LVH  
w5*?P4P  
P<P4*cOV  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )zw}+z3st  
B.wihJVDg  
template < typename Func, typename aPicker > V_Z~$  
class binder_1 = 7U^pT  
  { w?_y;&sbR  
Func fn; tY$ .(2Ua  
aPicker pk; "0x"X w#I  
public : 9_Tk8L#  
1Xy{&Ut\  
template < typename T > qh}M!p2  
  struct result_1 g-^Cf   
  { 3&Dln  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; (I3:u-A  
} ; V9xZH5T8^  
*o]Q<S>lH  
template < typename T1, typename T2 > _nw=^zS  
  struct result_2 {SH +lX0]{  
  { ZUGuV@&-T  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _Eq*  
} ; `P1jg$(eA  
2yqm$i9C  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} A WlR" p2  
[@D+kL*>  
template < typename T > b|U48j1A  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "0Xa?z8"  
  { Bi?.w5  
  return fn(pk(t)); cU}j Whu  
} `>:ozN#)\  
template < typename T1, typename T2 > 7{=<_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Kj[X1X5  
  { &.k'Dj2hf  
  return fn(pk(t1, t2)); |~mq+:44+  
} I#(D.\P  
} ; ^bpxhf x  
', -4o-  
fuJ6 fmT  
一目了然不是么? p)}iUU2N  
最后实现bind `q Sfo`  
}\5^$[p  
vn;_|NeSf  
template < typename Func, typename aPicker > F 7+Gt Ed  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) |a@$KF$  
  { 9vc3&r  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); arf`%9M  
} {E!"^^0`  
1M&n=s _  
2个以上参数的bind可以同理实现。 12)~PIaF  
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。 ju8mO&  
=x "N0p  
十一. phoenix 2!QS&i  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ?_9cFo59:  
| >xUgpQi  
for_each(v.begin(), v.end(), [~$Ji&Dd  
( $I(2}u?1+d  
do_ #W<D~C[I _  
[ ]9z{ 95  
  cout << _1 <<   " , " ;c73:'e  
] f:L%th  
.while_( -- _1), x9r5 ;5TI  
cout << var( " \n " ) ,6rg00wGE  
) kM>0>fkjE  
); I^ W  
@D K,ka(  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: [.tqgU  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor @ ?y(\>  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 cWIX!tc8  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,2u-<8  
& i|x2; v  
4)Y=)#=  
template < typename Cond, typename Actor > W2h^ShG  
class do_while 0 6 1@N=p8  
  { nIVPh99  
Cond cd; _$/(l4\T[  
Actor act; k^gnOU;  
public : NC::;e  
template < typename T > MNip;S_j  
  struct result_1 i}Ea>bi{N  
  { %)_R>.>  
  typedef int result_type; Pz3jc|Ga  
} ; :,<e  
V/i&8UMw  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} -)@DH;[tb  
7SYU^GD  
template < typename T > O6gI%Jdp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !!f)w!wW  
  { 7 ]a6dMh  
  do R:YX{Tq  
    { !]q wRB$5  
  act(t); CD1}.h  
  } Ty\&ARjb 8  
  while (cd(t)); Nb\4Mv`  
  return   0 ; A"`6 2  
} h$|K vS  
} ; s9) @$3\  
WQ4:='(  
4A0R07"  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). e#L/  
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。 7dI+aJ  
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。 Sj{z  
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。 ;<0Q<0G  
下面就是产生这个functor的类: $Hqm 09w  
S:{hgi,T*  
[r_,BH\nu  
template < typename Actor > m *8[I  
class do_while_actor O?NAbxkp  
  { lwPK^)|}  
Actor act; I"*g-ji0  
public : /HH5Mn*  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} (qHI>3tpY  
T#?KY  
template < typename Cond > {y=H49  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; oz%ZEi \bW  
} ; x:=Kr@VP  
rFZB6A<(]  
5~4I.+~8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 dsqqq,>Q  
最后,是那个do_ f33'2PYl  
$6atr-Pb  
Y[Us"K`  
class do_while_invoker [~?LOH  
  { 3nf+ imAF  
public : VztalwI  
template < typename Actor > 6N\~0d>5m  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const L <]j&  
  { D:'|poH  
  return do_while_actor < Actor > (act); 34U/"+|z  
} /78gXHv  
} do_; ')I/D4v  
My'M ~#kO,  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? & PrV+Lv  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 =K{$?%"  
最后来说说怎么处理break和continue YFOK%7K  
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。 K$(&Qx}  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八