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
  • 8189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 <k-hRs2d  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >A1;!kGE#  
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, |BA<> WE  
>y iE}  
kB ;!EuL  
 WfkP  
  class filler X1Y+ao1)  
  { JiCy77H  
public : `i3fC&?C  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} !!UQ,yU  
} ; x|<89o L  
@3I/57u<  
\k*h& :$  
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: lcEin*Oc  
IT\ x0b cv  
O_y?53X  
w1 tg7^(@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Q)}z$h55  
5tl uS  
N!^5<2z@eT  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 kS$m$ D  
a1# 'uS9W  
;U$EM+9  
Ems0"e  
二. 战前分析 2~2j?\AEd.  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 FK.Qj P:  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 *p7_rY  
\x+"1  
ajALca4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); g'1ASMuR  
  /* --------------------------------------------- */ \9s x_T  
vector < int *> vp( 10 ); -87]$ ax  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 6T{SRN{  
/* --------------------------------------------- */ z+%74O"c  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 2Jc9}|,  
/* --------------------------------------------- */ RT+_e  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 5mB'\xGO2  
  /* --------------------------------------------- */ z7um9g  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $|r p5D6  
/* --------------------------------------------- */ !x1ivP  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); s+XDtO  
hZNA I  
APT /z0X>  
2x dN0S  
看了之后,我们可以思考一些问题: sn.&|)?Fi  
1._1, _2是什么? X"3Za[9j  
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。 h5.AM?*TNd  
2._1 = 1是在做什么? ]~-vU{  
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。 ,Frdi>7 ~  
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。 )m[dfeqd +  
5RhP^:i@C  
D!CuE7}  
三. 动工 )90K^$93"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: R SqO$~  
7T}r]C.  
o!ycVY$yW  
)NCkq~M  
template < typename T > RTRi{p  
class assignment q X>\*@  
  { {Qr0pjE7R  
T value; >@c~M  
public : _4#&!b6  
assignment( const T & v) : value(v) {} y<A%&  
template < typename T2 > 3&z.m/  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } rE&+fSBD  
} ; >*cg K}!@  
JW-!m8  
5D%gDw+"  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 A%c)=(,  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment m5rJY/  
!_SIq`5]@  
#Bgq]6G2  
 _F9O4Q4  
  class holder .WT^L2l%  
  { kw.IVz<  
public : mFXkrvOf,  
template < typename T > ?\$\YX%/p  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const [.`%]Z(  
  { a#G]5T Z  
  return assignment < T > (t); Ps_q\R  
} N"wp2w  
} ; K?:wX(JYT  
!@vM@Z"  
K:g:GEDgf  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 0x/3Xz  
zr5(nAl  
  static holder _1; DTR/.Nr'K  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lYMNx|PF  
=y kOh_M  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Jf{ M[ z  
而不用手动写一个函数对象。 1_z6O!rx  
;c;n.o.)/#  
5pI=K/-  
.A2u7*h&  
四. 问题分析 \<R.F  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 _cW6H B^j  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 M?fRiOj  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 HAr_z@#E  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 }.R].4gT  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 (&a<6k  
p~xrl jP$  
五. 问题1:一致性 :xP$iEA`G  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| w(xRL#%  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5Si\hk:o  
Vt!<.8&`  
struct holder _noQk3N  
  { \"u3 x.!  
  // A->y#KQ  
  template < typename T > 'F[ C 4  
T &   operator ()( const T & r) const }&mFpc  
  { 6b8@6;&LI  
  return (T & )r; 0piBK=tE/  
} X) TUKt  
} ; _7M!b 9oA  
ToB^/ n[  
这样的话assignment也必须相应改动: VI (;8  
]O;Hlty(g  
template < typename Left, typename Right > 8{GRrwQ>  
class assignment 23;e/Qr  
  { .V\ M/q\Tv  
Left l; !dW77kLTg  
Right r; Hw"UJP  
public : r4D 6I,  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -MqWcB9&  
template < typename T2 > 7q] @Jx9  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } k9^Vw+$m  
} ; #Rkldv'  
) -C9W7?I  
同时,holder的operator=也需要改动: @}e'(ju%R  
DB>Y#2j4h  
template < typename T > {&Bpf K;`)  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const @-ma_0cZQ  
  { /@.c 59r  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Q:x:k+O-  
} VnJ-nfA  
vsM] <t  
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。 hR$lX8  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 IHg)xZ  
^3-Wxn9&  
return l(rhs) = r; ;^,2 QsM  
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。 Y)@PGxjz  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: O&:0mpRZ  
VhAZncw  
template < typename Tp > w$5N6  
class constant_t {xC CUU  
  { p ]zYj >e  
  const Tp t; 47iwb  
public : B9 Dh^9?L  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Qw$"W/&X  
template < typename T > r $du-U  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ,Dz2cR6  
  { x,Cc$C~YP  
  return t; `FImi9%F  
} IKK<D'6  
} ; K+` Vn  
:);]E-ch  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 #&1Y!kbdd  
下面就可以修改holder的operator=了 LaE;{jY  
mF>CH]k3  
template < typename T > FNDLqf!j  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const sQA{[l!aj  
  { Zw5\{Z0  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 9rb/hkX&  
} ~EU[?  
f$E66yG  
同时也要修改assignment的operator() OU(z};Is6Z  
W7a s =+;X  
template < typename T2 > fJ Ch  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } L-d8bA  
现在代码看起来就很一致了。 c= 2e?  
*x| <\_+  
六. 问题2:链式操作 L!L/QG|wdf  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 DJE/u qE  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 wS2iyrIB  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 #^Dc:1,  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 SPV'0* Z  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct j8os6I  
Ar sMqb  
template < typename T > 34C ^vBp  
struct result_1 LIH>IpamN  
  { J1<fE(X  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; JXeqVKF  
} ; YF{K9M!  
e76@-fg  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ![5<\  
UBRMV s  
template < typename T > e>t9\vN#bx  
struct   ref bq4H4?j  
  { 'w%N(Ntq  
typedef T & reference; JMOP/]%D  
} ; 7/vr!tbL`p  
template < typename T > ?E2k]y6<  
struct   ref < T &> G 7)D+],{Y  
  { L>UYR++<6  
typedef T & reference; >B~jPU  
} ; *:.0c  
i,")U)b  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: K23_1-mbe  
p8"(z@T  
template < typename T > "|DR"rr'j  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const eq/5$b(  
  { [Pp#l*  
  return l(t) = r(t); !E_uQ?/w]Z  
} z K8#gif@  
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。 ~DZ;l/&Mz7  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 p 2~Q  
&SN$D5U'  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 (P#2Am$  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: o33{tUp'  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 +lha^){  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 GIVs)~/Eq  
最后的布局是: 8 (^2  
                Add hqD;<:.  
              /   \ *A\NjXJl~  
            Divide   5 \Di~DN1  
            /   \ ^z&xy41#B  
          _1     3 iL 4SL}P  
似乎一切都解决了?不。 J+*rjdI  
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。 !CBx$1z  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Mty]LMK  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: GvzPT2E!  
8)POEY4  
template < typename Right > 3 n:<oOV  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Aq'%a)Y2  
Right & rt) const =cC]8Pz?  
  { cn\& ;55v  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); f!$J_dz  
} >qF KXzI  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 sf*SxdoZU  
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。 [ !R%yD;  
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。 wCt+{Y3T  
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。 4\OELU  
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。 r3j8[&B"  
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? Zc4hjg  
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: "}HQ)54&  
_Mt:^H}Sy  
template < class Action > )q l?}  
class picker : public Action #6H<JB  
  { pV("NJj!  
public : J$I1 *~I4v  
picker( const Action & act) : Action(act) {} `u>BtAx8  
  // all the operator overloaded @J<B^_+Se  
} ; #8z\i2I  
d}o1 j  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 `f'q/  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 78QFaN$  
?3Jh{F_+  
template < typename Right > 2mlE;.}8  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const $GO'L2oLwn  
  { ^p7(  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =hs@W)-O  
} PRz oLzr  
%xZ.+Ff%  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > GO)rpk9  
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。 fcZOsTj  
f<;9q?0VF  
template < typename T >   struct picker_maker -KNJCcBJ  
  { a ;S^<8  
typedef picker < constant_t < T >   > result; UUU^YT \  
} ; C95,!q  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > |wb7`6g  
  { Np-D:G  
typedef picker < T > result; ^r& {V"l]  
} ; ?0(B;[xEJ  
O^xt  
下面总的结构就有了: nDOIE)#  
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。 oPbD9  
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。 rOD KM-7+  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 \fKE~61  
至此链式操作完美实现。 `P5"5N\h  
V0AX1?H~w  
>ATW/9r  
七. 问题3 kxmS   
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。 |K_B{v.   
f!J^vDl  
template < typename T1, typename T2 > ^`!Daqk  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $"FdS,*qKl  
  { F:@Ixk?E  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }6bLukv  
} $ vjmW! O  
$~YuS_sYg  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: c~'kW`sNV  
@iRVY|t/  
template < typename T1, typename T2 > 1}uDgz^  
struct result_2 z )pV$  
  { I7~|!d6  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =z3jFaZ  
} ; 9A_7:V]_  
/)I9+s#q9o  
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? vvM)Rb,  
这个差事就留给了holder自己。 hjG1fgEj  
    ,![=_d  
mCGcM^21-x  
template < int Order > uf^:3{1  
class holder; ".)_kt[  
template <> O$H150,Q  
class holder < 1 > H+;wnI>@  
  { _5T7A><q<  
public : ^8m+*t  
template < typename T > V"p<A  
  struct result_1 Vd0GTpB?1  
  { qj6`nbZ{va  
  typedef T & result; t4IJ%#22  
} ; =vc5,  
template < typename T1, typename T2 > '/H(,TM  
  struct result_2 AVr!e   
  { jVINc=o  
  typedef T1 & result; K*Jtyy}r  
} ; K|G $s  
template < typename T > ja;5:=8A5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -"e}YN/  
  { &XsLp&Do2  
  return (T & )r; lz(,;I'x  
} %)9]dOdOk  
template < typename T1, typename T2 > T,uIA]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const gxOmbQt@;  
  { =b7&(x  
  return (T1 & )r1; dNQSbp  
} vy@Lu cB  
} ; pD#"8h  
I{zE73  
template <> yU|ji?)e  
class holder < 2 > uB1!*S1f  
  { MI(i%$R-A  
public : 4c=kT@=jX  
template < typename T > (@ E#O$'  
  struct result_1 "Cc"y* P  
  { wP/9z(US  
  typedef T & result; 3@] a#>  
} ; \=7=>x_  
template < typename T1, typename T2 > 1[l>D1F?  
  struct result_2 IBkH+j  
  { HzV+g/8>A  
  typedef T2 & result; y.:-  
} ; !)3s <{k#  
template < typename T > cf'}*$[S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -mJ&N  
  { ?0mJBA  
  return (T & )r; 0lCd,a 2:  
} DH9?2)aR  
template < typename T1, typename T2 > ~Ls I<z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -^H5z+"^  
  { |V\.[F2Fe  
  return (T2 & )r2; *'YNRM\}  
}  -C  ON  
} ; ?0NSjK5ma  
Ro]IE|Fv  
%"Q!5qH&  
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> >。 ;lH,bX~5  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ,R}KcZG)  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: rp#*uV9;  
X&s\_jQ  
return l(i, j) = r(i, j); a{HgIQg_>R  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) (eG]Cp@  
-0SuREn  
  return ( int & )i; $pfe2(8  
  return ( int & )j; $Ds]\j*  
最后执行i = j; 8.Ef5-m  
可见,参数被正确的选择了。 ?gwbg*  
e K1m(E.=  
pE/3-0;}N  
d4>-a^)V  
8ex:OTzn|  
八. 中期总结 y/I ~x+ y  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: q;../h]Ne  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 '&:x_WwVrO  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 8+a<#? ;  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {2k< k(,  
|ak C  
(l8r>V  
&IEBZB\/+&  
T{4fa^c2J  
1+tt'  
九. 简化 R}X_2""  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 jjwMvf.R  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 60%~+oHi~  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Usf"K*A  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 dh;MpE  
  +-*/&|^等 0 ,Qj:  
2. 返回引用。 y?z_^ppj  
  =,各种复合赋值等 gVA}?t;  
3. 返回固定类型。 b/,!J] W  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) cvV?V\1f  
4. 原样返回。 3b)T}g  
  operator, VgsCwJ9w  
5. 返回解引用的类型。 D2%G.z  
  operator*(单目) /W$y"!^)J1  
6. 返回地址。 bC4* w O  
  operator&(单目) #1dTM-  
7. 下表访问返回类型。 B%rr}Ro1e  
  operator[] H"GE\  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 7cmr *y  
  operator<<和operator>> ]7S7CVDk4  
sJI -  
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。 '"]>`=R  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 0?Tk* X  
hW !@$Ph  
template < typename Left > #D LT-G0  
struct value_return h[je_^5  
  { B,vHn2W  
template < typename T > zNr_W[  
  struct result_1 <aSLm=  
  { _h=< _Z  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; AV[PQI  
} ; E}b> 7L&w  
W3{<e"  
template < typename T1, typename T2 > iWN.3|r  
  struct result_2 $:u7Dv}\  
  { 3@TG.)N4  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Z_V&IQo-7  
} ; o(X90X  
} ; @@{_[ir  
vgQhdtt  
kk_9G -M  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait G9'YgW+$7  
GkGC4*n  
下面我们来剥离functor中的operator() "E ok;io  
首先operator里面的代码全是下面的形式: "l[ V%f E  
AY/-j$5+?  
return l(t) op r(t) Fe& n,  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 7Ysy\gZ&wp  
return op l(t) "Yfr"1RmO  
return op l(t1, t2) Tu= eQS|'  
return l(t) op @[>+Dzn[6  
return l(t1, t2) op uU[[[LQq  
return l(t)[r(t)] bV )PT`-,  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] J!A/r<  
34m']n  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Q9eYF-+  
单目: return f(l(t), r(t)); K+ 7yUF8XP  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,LW(mdIe(  
双目: return f(l(t)); s9_`Wrg?  
return f(l(t1, t2)); /[nZ#zj!3  
下面就是f的实现,以operator/为例 t.>te'DK/  
n$m]58w  
struct meta_divide {*<O"|v  
  { OHtgn  
template < typename T1, typename T2 > }W@#S_-e8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ,Og[[0g  
  { VO @ 4A6  
  return t1 / t2; zy5s$f1IA  
} fV A=<:  
} ; cFI7}#,5  
^`TKvcgIc  
这个工作可以让宏来做: RQ*|+ ~H  
!4 4mT'Y  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ #.MIW*==  
template < typename T1, typename T2 > \ L.T gJv43  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ?HEtrX,q  
以后可以直接用 s;-78ejj7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) +YQ~t,/  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 FU]8.)`G  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) hk7(2j7B  
`u p-m=zA  
9 N*S-Po=  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 >p]WCb'PH  
\sHy.{  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  VNr  
class unary_op : public Rettype *@ <8&M9x  
  { W>q*.9}Y"  
    Left l; 5I)~4.U|,m  
public : U+9- li  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} j1;_w  
?O<`h~'$+  
template < typename T > (^tr}?C  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M\\e e3Ih  
      { "UhK]i*@l  
      return FuncType::execute(l(t)); Z0()pT  
    } ;"d,~nLn  
0.J1!RIK/  
    template < typename T1, typename T2 > {FV,j.D  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vB{; N  
      { .-('C> @  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Giy3eva2  
    } y"|K |QT  
} ; t`<}UWAH+  
C}(<PNT  
zqekkR]  
同样还可以申明一个binary_op ]ZR{D7.?  
P<cMP)+K  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >+Sv9S  
class binary_op : public Rettype e'k;A{Oh  
  { ueWR/  
    Left l; iioct_7,g<  
Right r; bxd3  
public : 9:9N)cNvfX  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?$30NK3G  
bk\dy7  
template < typename T > ;xW8Z<\-  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GZ/pz+)i&  
      { y+ 6`| h_  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); _XH4;uGg  
    } eD*?q7  
_" ?c9  
    template < typename T1, typename T2 > };|!Lhl+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const K;<NBnH  
      { >u9id>+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ax5mP8S  
    } O3^98n2  
} ; ^[X|As2  
m%e^&N#%6r  
)CC?vV  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 5`4}A%@&  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 kP!%|&w;  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Tm%$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。 fs2m N1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! eW\?eq+ `A  
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。。。 Ph(]?MG\_  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 XysFwi  
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) bDciZ7[b  
下面是修改过的unary_op m!HC-[<  
;,v!7   
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > n~1tm  
class unary_op (l\a'3a.  
  { }G>v]bV0V  
Left l; Ez06:]Jd  
  c[(yU#@  
public : a za o`z  
d u.HSXK  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Zw;$(="  
O{lIs_1.Z  
template < typename T > kJ%{ [1fr  
  struct result_1 fkdf~Vb  
  { ~v.jZ/h  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~mN g[]  
} ; $Nj'OJSj%  
8q_1(& O  
template < typename T1, typename T2 > r5f^WZ$-  
  struct result_2 +IwdMJ8&8  
  { Xtuhcdzu[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Hnfvo*6d.e  
} ; W0VA'W  
D3<IuWeM  
template < typename T1, typename T2 > >}ro[x`K  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9 b?i G  
  { [Xxw]C6\>(  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); l%^h2 o  
} o `b`*Z  
6!4';2Q  
template < typename T > Dl0/-=L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F{TC#J}I%'  
  { y<O@rD8iA  
  return OpClass::execute(lt(t)); 8B}'\e4i  
} >pgQb9 T+_  
"sFW~Y  
} ; mZ`1JO9  
\\Y,?x_0T  
gb.f%rlZ`  
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 Q{H17]W  
好啦,现在才真正完美了。 wY' "ab  
现在在picker里面就可以这么添加了: J9g|#1G  
/yLzDCKn  
template < typename Right > aXRv}WO$>k  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const +n@f'a">  
  { JzHqNUn*M  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); gE\A9L~b  
} IM@"AD52a  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 W;^Rx.W  
"4 'kb  
[<_"`$sm=  
ZrFr`L5F;  
Bx+d3  
十. bind *y)4D[ z-  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 #0}Ok98P  
先来分析一下一段例子 )J;ny!^2  
6a7vlo  
[m~b[ZwES  
int foo( int x, int y) { return x - y;} fr8Xoa%1=  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 EC<5M5Lc  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 $kD7y5  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 EY So=  
我们来写个简单的。 BTO A &Ag  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 0Xp nbB~~I  
对于函数对象类的版本: IbF 4k .J  
U$A/bEhw  
template < typename Func > x:p}w[WM  
struct functor_trait DP|TIt,Rl  
  { "]v uD  
typedef typename Func::result_type result_type; I%SuT7"Do  
} ; I4rV5;f H4  
对于无参数函数的版本: ojX%RU  
NPS .6qY  
template < typename Ret > yb69Q#V2  
struct functor_trait < Ret ( * )() > k69kv9v@J  
  { ~D*b3K 8X  
typedef Ret result_type; F|,6N/;!W  
} ; v}Z9+ yRC2  
对于单参数函数的版本: [w,(EE   
+yGY 785b  
template < typename Ret, typename V1 > p=2zS.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > =D{B}=D\IM  
  { }I\-HP8!gv  
typedef Ret result_type; :=y0'f V(@  
} ; Dzo{PstM%  
对于双参数函数的版本: e"*BHvy F  
R_7 6W&  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > IeZ&7u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > UIQQ \,3  
  { ~ W@X-  
typedef Ret result_type; :]yg  
} ; `Uv)Sf{  
等等。。。 DTPay1]6  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 8}bZ [  
 -H`\? R  
template < typename Func > &D]&UQf  
struct func_return 5qC:yI  
  { }X.>4\B5  
template < typename T > 3!>/smb !  
  struct result_1 +yCTH  
  { mqdOu{kQ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =9^Q"t4  
} ; o/WC@!wg K  
!Ri r&gF  
template < typename T1, typename T2 > {H+?z<BF<  
  struct result_2 J,RDTXqn  
  { !I~C0u  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n3'dLJH|  
} ; lw s(/a*c  
} ; {$0&R$v3  
+GYS26  
W+.{4 K  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 inZi3@h)T  
jM]d'E?ZLA  
template < typename Func, typename aPicker > ALfiR(!  
class binder_1 A?DB#-z.r  
  { xkM] J)C  
Func fn; T(JuL<PB  
aPicker pk; vGMJ^q  
public : ;@9e\!%  
U,'EF[t  
template < typename T > n08; <  
  struct result_1 ;Xyte  
  { BB63x Ex  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Z2#`}GI_m  
} ; ~H u"yAR  
f|#8qiUS  
template < typename T1, typename T2 > Fom>'g*  
  struct result_2 Z["BgEJ  
  { Pr`s0J%m  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \"'\MA  
} ; }a^|L"  
9#Bx]wy  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;gUXvx~~r  
x/xb1"  
template < typename T > XMw.wQ '?  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ny^'IUu  
  { HxZ.OZbR  
  return fn(pk(t)); ;SKcbws  
} LQqfi ~  
template < typename T1, typename T2 > =T4u":#N;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tFiR!f)  
  { 3{e'YD~hP  
  return fn(pk(t1, t2)); O:e#!C8^  
} [x5mPjgw  
} ; w4,]2Ccn.  
/&(1JqzlB  
e #M iaX  
一目了然不是么? +I@cO&CY|  
最后实现bind {p]=++  
Gm A!Mo  
i4<BDX5  
template < typename Func, typename aPicker > *T1~)z}j<  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) `|EH[W&y  
  { Pw{"_g  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); krjN7&  
} @1g&Z}L o  
SO3cY#i z"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 + xp*]a  
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。 _B[WY  
:6D0j  
十一. phoenix !y. $J<  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: iP#=:HZu;  
J {tVa(.  
for_each(v.begin(), v.end(), qjAh6Q/E`  
( *ik/p  
do_ #tDW!Xv?  
[ Y)Tl<  
  cout << _1 <<   " , " 5g>wV  
] CTp!di|  
.while_( -- _1), 7$7n71o  
cout << var( " \n " ) `Mk4sKU\a  
) qfr Ni1\9-  
); ^A!$i$NON  
`Wn Q   
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: smup,RNZRX  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 6 D/tK|  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 x8\<qh*:  
那么我们就照着这个思路来实现吧: "Pj}E=!k  
\$pkk6Q3,w  
Qqq <e  
template < typename Cond, typename Actor > lhO2'#]i  
class do_while Pl78fs"L@  
  { ]?&FOzN5$P  
Cond cd;  D:JS)+]  
Actor act; 9i%9   
public : ,{KCY[}|  
template < typename T > Q7GY3X*kA  
  struct result_1 p/*"4-S  
  { #epy%>  
  typedef int result_type; ,2,5Odrz  
} ; x=*L-  
aWGon]2p  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} EB,4PEe:  
1'O0`Me>#  
template < typename T > Im)EDTm$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B4Lx{u no  
  { ,S!w'0k|n  
  do CW`!}yu%  
    { f Iy]/  
  act(t); >emcJVYV`[  
  } *||d\peQ  
  while (cd(t)); g_z/{1$  
  return   0 ; t&}6;z 3  
} y LM"+.?pL  
} ; rMp9jG@3   
/;oqf4MF  
u #~ ;&D*q  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 5<+KR.W  
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。 K5k?H  
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。 A 5nO=  
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。 wa:0X)KC?  
下面就是产生这个functor的类: 4l @)K9F  
AIZBo@xg  
!p[`IWZ  
template < typename Actor > op@i GC+  
class do_while_actor &leK}je [  
  { A-uB\ L  
Actor act; 98=la,^$  
public : ?WFh',`:  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} | vu>;*K  
i9m*g*"2  
template < typename Cond > b$- e\XB!  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 9 26Tl  
} ; }V`mp  
lZWX7FO'  
OYmi?y\  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 >NM\TLET~  
最后,是那个do_ Bs!4H2@{(]  
FxRXPt FK  
r;gP}H ?  
class do_while_invoker y%cO#P@  
  { -F1- e+=  
public : (OmH~lSO.  
template < typename Actor > bx}fj#J]En  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const p#@Z$gTH`'  
  { O#_b7i  
  return do_while_actor < Actor > (act); <Kt3PyF  
} >M;u*Go`QO  
} do_; g^~Kze  
gEJi[E@  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _[K#O,D,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 z`U Ukl}T  
最后来说说怎么处理break和continue i::\Z$L";i  
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。 n&Yk<  
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 或 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:
10+5=?,请输入中文答案:十五