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
  • 6934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 uv,t(a.^  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 /p~gm\5Z  
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, h<[o;E  
Jf 2  
6 LC*X  
F[LBQI`zq  
  class filler RX '( l  
  { HA| YLj?|g  
public : M*nfWQ a  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} dI3U*:$X  
} ; dLLF#N  
VgOj#Z?K  
ds`a6>746  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: bV}43zI.  
E1=]m  
Lf3:' n  
WL<Cj_N_{H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); :WE(1!P@  
 QHOem=B  
C;_10Rb2ut  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }{s<!b  
=F6J%$  
_&P![o)x  
+`zM^'^$  
二. 战前分析 -3A#a_fu  
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。 xI$B",?(  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 'F1NBL   
g9g^zd,  
,u/GA<'#M  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); CtS*"c,j  
  /* --------------------------------------------- */ u9J;OsnHK  
vector < int *> vp( 10 ); F4@``20|  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); WI ' ;e4  
/* --------------------------------------------- */ :Fm)<VN"  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); L9(fa+$+#  
/* --------------------------------------------- */ Ga"t4[=I  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); dx?4)lb  
  /* --------------------------------------------- */ \)pk/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1s .Ose  
/* --------------------------------------------- */ :beBiO  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); mJl|dk_c  
1-4W4"#  
Z8Qmj5'[  
Ry8@U9B6,t  
看了之后,我们可以思考一些问题: ex1bjM7  
1._1, _2是什么? |\J8:b> }  
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。 w`q):yXX  
2._1 = 1是在做什么? s+l)Q  
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。 d H]'&&M  
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 z) O  
'Tj9btM*cL  
&^9 2z:?  
三. 动工 SnRk` 5t  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: % [b~4,c1  
I8rtta  
C[gy{40}  
CNQ>J`4  
template < typename T > HsO4C)/  
class assignment B/7c`V  
  { Cwl#(; @  
T value; 0& 54xP  
public : `L/\F,  
assignment( const T & v) : value(v) {} jw]~g+x#$  
template < typename T2 > l*rli[No  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } D=i)AZqMPp  
} ; y ~7]9?T  
hKj"Lb9 ]  
Tapj7/0`  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %3!DRz  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment fo@ 2@  
0 fX  
Yjx*hv&?  
kO>F, M  
  class holder .IXkdy  
  { ,onOwPz  
public : fL>>hBCqC  
template < typename T > fO|oV0Rw  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const )5Mf,  
  { $# klgiL  
  return assignment < T > (t); e@|/, W   
}  !*5vXN  
} ; 3=SIIMp7=  
hE@s~ ~JYd  
$)8b)Tb  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ;H}XW=vO  
,'N8Ivt  
  static holder _1; (pJ-_w' G  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 )%FRBO]  
~\<aj(m(|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 7#wdBB%  
而不用手动写一个函数对象。 [<CIh46S.  
kwF4I )6  
1 w*DU9f  
h2<Y*j  
四. 问题分析 JL.noV3q$  
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。 =wE1j  
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。 qn=~4rg]R  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 I*hCIy#;  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 g:V8"'  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]rU$0)VN  
[Vzp D 4  
五. 问题1:一致性 JO{Rth  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| WCJ$S\#  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 QU{|S.\  
K)=<hL  
struct holder M*6}#ST  
  { IWc?E  
  // >,;, 6|S  
  template < typename T > F-0|&0  
T &   operator ()( const T & r) const `_M*2(rt  
  { W{'RR.  
  return (T & )r; !0p_s;uu,W  
} pH!e<m  
} ; Ky(=O1Ufu  
C 0@tMB7  
这样的话assignment也必须相应改动: MhT.Zg\  
Y;n;7M<F  
template < typename Left, typename Right > P4H%pm{-  
class assignment 2g?O+'JD  
  { JzI/kH~  
Left l; l.gt+e  
Right r; c0}* $e  
public : q3Tp /M.  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} I#?NxP\S  
template < typename T2 > $w%n\t>B  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 57PoJ+  
} ; [R-&5 G!x  
~m@v ~=  
同时,holder的operator=也需要改动: dB`3"aSN7  
Pi7IBz  
template < typename T > bvpP/LeY  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const (x"TM),Q  
  { 01~&H8 =  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 5ctH=t0  
} 4Og&w]  
GP|G[  
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。 =gG_ %]``R  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;G 27S<Q  
3JnBKh\n  
return l(rhs) = r; Ro1b (+H  
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。 dG {D2~#  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: <S/`-/= 2  
LY> -kz]  
template < typename Tp > 8~q%H1[I\N  
class constant_t ;ndsq[k>  
  { <Vu/6"DP  
  const Tp t; z^xrB$8 u  
public : cU`sA_f  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} n+Bh-aV  
template < typename T > fYv= yP~  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const gt~hUwL  
  { _DlkTi5(w  
  return t; 4|PNsHXt  
} %(72+B70R  
} ; <0?h$hf4c  
7J:zIC$u>  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 lL6 bIjf  
下面就可以修改holder的operator=了 u>e4;f`F  
7*D*nY4+  
template < typename T > MJxTzQE  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const *cNqgw#\qL  
  { XnBpL6"T`  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Ry5/O?Q L  
} `F)Q=  
<X5'uve  
同时也要修改assignment的operator()  3)5Gzn  
6L`{oSX!  
template < typename T2 > Q $wa<`  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } _!m_s5{  
现在代码看起来就很一致了。 =SY5E{`4p  
OB-2xmZW  
六. 问题2:链式操作 N001c)*7Q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 X[F<sxw  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 XI>|"*-l  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 aqa%B  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 T!GX^nn*O  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Z33&FUU  
1O<Gg<<,e  
template < typename T > 5)%bnLxn  
struct result_1 GoVB1)  
  { o\Ocu>:  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; WGxe3(d  
} ; [8T  
Ib$*w)4:  
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: 3M/iuu  
eh@6trzp=  
template < typename T > 1Tn0$+$.4  
struct   ref S}0W<H P  
  { Yn0l}=, n  
typedef T & reference; q;Y9_5S  
} ; IB!^dhD!Q  
template < typename T > K]0Q=HY{.  
struct   ref < T &> hJ)>BeH0  
  { HLjXH#ry  
typedef T & reference; W6kDQ& q  
} ; ) ?AlQA  
32DSZ0  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Sk*-B@!S  
~S5wfx&  
template < typename T > Cd>GY  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const XET'XJWF%  
  { 2!6+>nvO  
  return l(t) = r(t); H,/|pP.  
} 35 Y#eU2]  
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。 \t'v-x>2y5  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 )p,uZ`~v  
*6Ojv- G|5  
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 bp'qrcFuiL  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: xjm|ewo  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象  |7ga9  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 aY/msplC  
最后的布局是: $~#N1   
                Add &}TfJ=gj  
              /   \ k>W5ts2+  
            Divide   5 KJ7[DN'(  
            /   \ me-:A:si  
          _1     3 /3MTutM|<X  
似乎一切都解决了?不。 t}Z*2=DO  
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。 HwE1cOT  
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。 r*-e~  
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: mp^;8??;  
@uIY+_E40g  
template < typename Right > A578g  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 1l@gZI12#/  
Right & rt) const U#o5(mK  
  { 5&&6e`  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $O n  
} /}_OCuJJ,  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 %?o@YwBo^E  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 fS( )F*J  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ?, dbrQ  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 @;T>*_Yhn  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 'f+g`t?  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? |FF"vRi8a7  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: l7rGz2:?  
&VY(W{\eY  
template < class Action > (-V=&F_  
class picker : public Action oiG@_YtR  
  { D.e4S6\&  
public : UV?.KVD~  
picker( const Action & act) : Action(act) {} x#mZSSd  
  // all the operator overloaded w(lxq:>"  
} ; gq$]jWtCD  
9J"Y   
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。 r#Pkhut  
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: ?*I _'2  
R~z@voM*<  
template < typename Right > m,zZe}oJ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const o_2mSD!  
  { O2W EA  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?[[K6v}q{  
} 4JF8S#8B  
{gSR49!Q  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > IIN"'7Z^R  
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。 M6ol/.G[  
*`}4]OGv.  
template < typename T >   struct picker_maker 6Y#-5oE u/  
  { Vrz6<c-'B  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Q77iMb]  
} ; 2>s@2=Aq  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > YNGG> ;L  
  { Ov vM)?^#  
typedef picker < T > result; >s@6rNgf  
} ; Cm4$&?  
HvITw%`  
下面总的结构就有了: yIS.'mK  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 tDuQ+|~M  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 P,S$qD*4  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 /o<tmK_m  
至此链式操作完美实现。 ObDcNq/b!  
l)PEg PSRV  
+6vm4(3?  
七. 问题3 9]Q\Pr\Ub$  
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。 ~=t, g S  
P7IxN)b7  
template < typename T1, typename T2 > -j%!p^2j9  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]jWe']T  
  { R/H ?/  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); `r; .  
} m6qmZ2<  
+C~,q{u  
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: gnS0$kCJ:  
{FR#je  
template < typename T1, typename T2 > oR.KtS$uh  
struct result_2 d2w;d&2S  
  { i8$tId  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; w!NtN4>  
} ; ~jd:3ip+!  
>x%Z^ U  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? #;F1+s<|QJ  
这个差事就留给了holder自己。 {7`eR2#Wq  
    MB<oWH[e)  
[CH%(#>i~  
template < int Order > %m'd~#pze  
class holder; `pp"htm   
template <> MKd{ y~'  
class holder < 1 > PI7M3\z  
  { UQl3Tq4QM  
public : nq#k}Qx:  
template < typename T > -9"hJ4  
  struct result_1 f-5vE9G3y7  
  { ^>?gFvWB%  
  typedef T & result;  D7%`hU  
} ; S3-3pJ]~Zk  
template < typename T1, typename T2 > [YT"UVI  
  struct result_2 KZn\ iwj  
  { L+@RK6dq  
  typedef T1 & result; M9MfO*  
} ; tzv&E0 |d  
template < typename T > =G*rfV@__V  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `0+zF-  
  { MVV9[f  
  return (T & )r; A7.$soI\  
} \NbMSC&H  
template < typename T1, typename T2 > CT6Ca,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const S#{e@ C  
  { M%f96XUM  
  return (T1 & )r1; \WD}@6) ~  
} < C\snB  
} ; |F36^  
q#Y%Y  
template <> 6 2&E]>A(i  
class holder < 2 > 4/S% eZB  
  { ya]CxnKR3  
public : A{Giz&p  
template < typename T > DSyfF&uC  
  struct result_1 4{rwNBj(  
  { m#+0uZm(  
  typedef T & result; <`EZ^S L;  
} ; %&bO+$H3  
template < typename T1, typename T2 > ^8dJJ*  
  struct result_2 D@tuu]%p  
  { jGM~(;iw6i  
  typedef T2 & result; t?9F2rh  
} ; x|l[fdm5  
template < typename T > ))}w;w   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1btQ[a6j  
  { I%(`2 rD8G  
  return (T & )r; QK -_~9V  
} B8z3W9  
template < typename T1, typename T2 > ,u|vpN  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Y5fwmH,a-  
  { Ch607 i=  
  return (T2 & )r2; AW@ I,  
} #_{3W-35*  
} ; HK>!%t0S  
w">XI)*z  
<5MnF  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 +)Tt\Q%7  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Hep]jxp+  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: n{j14b'  
FbQ"ZTN\;Y  
return l(i, j) = r(i, j); ?4wS/_C/  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) NKd!i09`  
c[@-&o`  
  return ( int & )i; +_uT1PsBY  
  return ( int & )j; djV^A  
最后执行i = j; +\G/j]3f  
可见,参数被正确的选择了。 uW!',"0ER  
P: &XtpP  
xqv4gN6  
siw } }}  
> Zo_-,  
八. 中期总结 V%?oI]" l  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: zDY!0QZLF\  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 cYyv iR59#  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 aS?A3h4WM_  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor U<fe 'd  
zC6,m6Dv  
MIasCH>r  
{ScilT  
tG(?PmQ  
z c N1i^   
九. 简化 EY;C5P4  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 yWsV !Ub  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |Vc8W0~0  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: L%9DaK  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 DLe?@R5  
  +-*/&|^等 jx a?  
2. 返回引用。 NK]X="`  
  =,各种复合赋值等 ext`%$ U7  
3. 返回固定类型。 TTpK8cC  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) !'(bwbd  
4. 原样返回。 a5C%OI<  
  operator, J3cbDE%^m  
5. 返回解引用的类型。 P4"_qxAW  
  operator*(单目) *[@lp7  
6. 返回地址。 a+ZP]3@ 7  
  operator&(单目) ?UnOi1"v9  
7. 下表访问返回类型。 i]gF 6:&  
  operator[] L=ZKY  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 K.G}*uy  
  operator<<和operator>> F`-|@k  
cf?*6q?n  
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。 ;1^_ .3  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: eZR{M\Q  
wQJY,|.  
template < typename Left >  UN[rW0*  
struct value_return " jly[M}C  
  { H2`aw3  
template < typename T > L,V\g^4$K  
  struct result_1 K?:rrd=7q  
  { i6M_Gk}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; }Wjb0V  
} ;  bz'V50  
6f/>o$  
template < typename T1, typename T2 > !mH2IjcL  
  struct result_2 #`)zD"CO  
  { -Wc'k 2oU  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; z8FeL5.(  
} ; WgPpW!`  
} ; SbU=Lkx#  
`!Ei H<H}  
CS2AKa@`  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait O?|opD  
FglCqO}  
下面我们来剥离functor中的operator() `G> 6  
首先operator里面的代码全是下面的形式: H~JPsS;  
zk= 3L} C  
return l(t) op r(t) \Tq Km  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) )]~'zOE_  
return op l(t) HV ab14}E  
return op l(t1, t2) #?L%M  
return l(t) op +O>1 Ed  
return l(t1, t2) op v[WbQ5AND  
return l(t)[r(t)] ,!U 5;  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] nV'~uu  
] )D\ws)a9  
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: e#]=-^  
单目: return f(l(t), r(t)); uSp=,2)  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); gK7j~.bb"  
双目: return f(l(t)); C*Avu  
return f(l(t1, t2)); ~jMdM~}  
下面就是f的实现,以operator/为例 #]bWE$sU<  
P [-2^1P"  
struct meta_divide N 4Yvt&  
  { ]Ija,C!#  
template < typename T1, typename T2 > *+TIF"|1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) \Ku6 gEy  
  { NMb`d0;(  
  return t1 / t2; "pTyQT9P  
} "Wd?U[[  
} ; ?'uxYeX6  
.n]P6t  
这个工作可以让宏来做: NidG|Yg~Z  
8$}1|"F  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ AU@K5jwDwQ  
template < typename T1, typename T2 > \ zn|~{9>y  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Z|+SC \Y  
以后可以直接用 [P`t8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 3l"7$B  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 A8Q1x/d(  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) -#T?C ]}  
I;kKY  
is_`UDaB  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 f.rc~UI?  
m5Gt8Z 6a  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > #UGm/4C  
class unary_op : public Rettype RkP g&R;i  
  { v WKUV|  
    Left l; c`I`@Bed  
public : X?5M)MP+I  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1MV\Jm  
O@St^o*A}  
template < typename T > A`2l;MW  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~9#[\/;"  
      { 9Cbf[\J!bq  
      return FuncType::execute(l(t)); aLapb5VV  
    } l%]S7|PKx  
%Z?2 .)  
    template < typename T1, typename T2 > zM?JLNs]<{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Vh1{8'G Q  
      { Dn;6O  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 8;>vgD  
    } Fa78yY+6  
} ; #MYhKySku  
T1yJp$yD"  
qXmkeidb&W  
同样还可以申明一个binary_op $8#zPJR&  
z;`o>Ja2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {~7V A  
class binary_op : public Rettype xFcJyjo^z  
  { i_8q!CL@{  
    Left l; gE8p**LT+  
Right r; VE{[52  
public : EJ&[I%jU  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} X=]FVHV;  
sE7!U|  
template < typename T > L ;5uB2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R /J@XP  
      { O}\$E{-  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 8+m;zvDSU  
    } $rFLhp}  
m }I@:s2  
    template < typename T1, typename T2 > '&4W@lvyz  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I\J ^@&JE  
      { I_xvg >i  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4A(kM}uRB  
    } 1+6)0 OH{  
} ; 3}{od$3G  
- `^594  
P}B{FIpNG  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 /-BKdkBCpZ  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 z45 7/zO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) :db:|=#T  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 u'}SaX]0  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! m3zmyw}  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 CC,_I>t  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 o>lk+Q#L @  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ab4(?-'-  
下面是修改过的unary_op qzq_3^ 66  
%7WQb]y  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > QfjgBJo%  
class unary_op -Bymt[  
  {  a~>.  
Left l; /y/O&`X(  
  1"k"<{%  
public : kGbtZ} W  
-7^?40A  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} wWV`k  
e@[9WnxYe  
template < typename T > f?)BAah  
  struct result_1 5&V0(LT]C  
  { CSF-2lSG  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #P[d?pY  
} ; rXR=fj= 2  
{.=4;   
template < typename T1, typename T2 > m,U Mb#7Y  
  struct result_2 -yKx"Q9F  
  { !Yuu~|  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; CMk0(sztU_  
} ; Ak(_![Q:q\  
Bn>"lDf,  
template < typename T1, typename T2 > p'PHBb8I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VKUoVOFvPR  
  { .~J}80a/  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); AC*> f&  
} @wa2Z  
~dkN`1$v  
template < typename T > s^:8bFn9$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W$_}lE$  
  { !*Hgl\t6a  
  return OpClass::execute(lt(t)); \Km gFyF  
} pO^goo V\  
a:$hK%^ \  
} ; d4'*K1m   
khS b|mR)  
7S"W7O1>  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug \^=Wp'5R  
好啦,现在才真正完美了。 rof&O   
现在在picker里面就可以这么添加了: t^N 92$|  
tl.I:A5L  
template < typename Right > R.KqTEs<k  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const $:|z{p  
  { `U-i{i  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); +n#kpi'T  
} "'389*-  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 (?luV#{5  
mM*jdm(!  
Yc5{M*w  
h!c6]D4!L  
ED9uKp<Wbv  
十. bind rgth2y]  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Iud]*5W  
先来分析一下一段例子 9wR-0E )  
vkFfHzR$  
Ww(($e!  
int foo( int x, int y) { return x - y;} @|yRo8|  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ']'H8Y-M  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 }o>6 y>=  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 zGm#er E  
我们来写个简单的。 g~zz[F 8U  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: qx#k()E.U  
对于函数对象类的版本: oH;0_!  
?fO 2&)r  
template < typename Func > eh`sfH  
struct functor_trait @y )'h]d  
  { #g)$m}tv?  
typedef typename Func::result_type result_type; <:v2 N/i  
} ; [A@K)A$f  
对于无参数函数的版本: 8|:bis~wm  
)(&Z&2~A  
template < typename Ret > UG)XA-ez  
struct functor_trait < Ret ( * )() > a[Q\8<  
  { @I\&-Z ^  
typedef Ret result_type; gEWKM(5B}  
} ; fpj,~+  
对于单参数函数的版本: - v\n0Jt  
iw`,\V&  
template < typename Ret, typename V1 > ('SA9JG  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'o%IA)sF  
  { ;.%Ii w&WG  
typedef Ret result_type; 1J(` kQ)c  
} ; MS`wd  
对于双参数函数的版本: #bFJ6;g=V  
I/whpOg  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > yJ(BPSt  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > >U.)?>G/dt  
  { s)?=4zJ  
typedef Ret result_type; J;?#Zt]`L  
} ; <r[5 S5y  
等等。。。 [&6VI?  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy *} yOL [  
wUnz D)  
template < typename Func > SONv] ));  
struct func_return \ C^fi}/]  
  { n|G x29 E  
template < typename T > Y}G9(Ci&  
  struct result_1 ]p,sve vo  
  { ".n,R"EF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; };rxpw>ms  
} ; +/">]QJ  
%t*_Rtz\o  
template < typename T1, typename T2 > L|O'X4"&_  
  struct result_2 %/b3G*$W  
  { _;o)MTw|'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cc LTA  
} ; 7=$@bHEF#*  
} ; * $  
9qhX\, h  
5"x=kp>!d  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 _$wXHONt  
<=]wh|D  
template < typename Func, typename aPicker > o\n9(ao  
class binder_1 ;S+UD~i[Bu  
  { O8&=qZ6T  
Func fn; @P1#)  
aPicker pk; 4#pn ]  
public : wi7a_^{  
3^ct;gz  
template < typename T > %kod31X3<  
  struct result_1 xJ/<G$LNJ0  
  { 5PaOa8=2f  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `y1ne x-0  
} ; jFa{h!  
'<Nhq_u{  
template < typename T1, typename T2 > TFIP>$*_C  
  struct result_2 (?9@nS  
  { })I_@\q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z6.0X{6nA  
} ; .?16w`Y  
X:aLed_{f  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} {_ &*"bK  
=5 a|'O  
template < typename T > v/W\k.?q/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .7h:/d Y:  
  { 7Ya4>*B  
  return fn(pk(t)); Ya%-/u  
} 3WOm`<  
template < typename T1, typename T2 > #FAy ]7/O  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {8!\aYI  
  { W@X/Z8.(  
  return fn(pk(t1, t2)); v;S_7#  
} q%G"P*g$(  
} ; t`b!3U>I  
.ZV-]jgr  
AW;ncx;  
一目了然不是么? =Nyq1~   
最后实现bind j_3X 1w)k  
-E*VF{IG1  
'Y6x!i2  
template < typename Func, typename aPicker > l ~b  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) x#_\b-  
  { s)gUvS\  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); )SX2%&N  
} @-L4<=$J  
7GY3 _`  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Ne 2tfiI`  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Thlqe?  
+,"O#`sy<  
十一. phoenix S:.Vt&+NJ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: <)f1skJsP  
- &AgjzN!  
for_each(v.begin(), v.end(), m$ubxI)  
( !Zr 9t|_  
do_ @X$~{Vp__  
[ DdI V~CxD  
  cout << _1 <<   " , " J )*7JX  
] " [Z'n9C  
.while_( -- _1), )<<}8Fs  
cout << var( " \n " ) e-4 Qw #cw  
) " R=,W{=  
); #i t)  
K!L0|W H%!  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: _LYI#D  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor X,ES=J0  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,Q7W))j  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 5a0&LNm  
KOYU'hw  
p3Ey[kURp  
template < typename Cond, typename Actor > z2/E?$(  
class do_while V2v}F=  
  { ?}mbp4+j[  
Cond cd; q_J)68BR  
Actor act;  qHU=X"rn  
public : 4!l%@R>O2  
template < typename T > ` oPUf!  
  struct result_1 %^zGM^PD  
  { IP#?$X  
  typedef int result_type; u0s25JY.%  
} ; ,MmX(O0  
 D|8Pe{`  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} r+yl{  
wjRv =[  
template < typename T > 9fj8r3 F#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eeOE\  
  { 0@BhRf5  
  do )0tq&  
    { w1N-`S:  
  act(t); (8XP7c]5  
  } x/)o'#d$|l  
  while (cd(t)); U?WS\Jji3!  
  return   0 ; W%&[gDp  
} 0q !  
} ; ?'jRUfl   
s)eU^4m  
UtpK"U$XOU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). R9-Ps qmF  
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。 ]:K[{3iM  
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。 }O7!>T  
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。 pS) &d4i  
下面就是产生这个functor的类: ]b&"](A  
vz87]InI  
zCuN 8  
template < typename Actor > fG`<L;wi  
class do_while_actor ,cF $_7M  
  { JvI6+[  
Actor act; 'Cq)/}0  
public : C7hJE -  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} >EJ`Z7E6  
"QV?C  
template < typename Cond > ZD`9Ez)5  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; (Y[q2b  
} ; ;_TPJy  
IW~q,X+`V  
7)FI_uW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 a6/$}lCq  
最后,是那个do_ v"~0 3-SX  
Y6R+i0guz  
=Felo8+   
class do_while_invoker iN]#XIQ%  
  { b-Uy&+:X*d  
public : IT5a/;J  
template < typename Actor > =D}]|ie  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const (& =gM  
  { =0" Zse,  
  return do_while_actor < Actor > (act); 6M)4v{F  
} 1|Q-|jq`  
} do_; $!m (S&f  
'(.vB~m7*+  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? `;\<Fr  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Q"Ur*/-U  
最后来说说怎么处理break和continue s6F^z\6  
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。 O"c@x:i  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五