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
  • 4381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 "1pZzad  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 g tSHy*3]  
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, _YD<Q@  
+eH=;8  
(\AszLW  
iIC9rso"Q1  
  class filler 9h)P8B.>M  
  { ).@)t:uNa  
public : PT= 2LZ  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ! Dhfr{  
} ; Xl '\krz  
iI/'! 85  
_cnrGi}T  
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: 1&x0+~G  
YpbdScz  
,m_&eF  
u]+ +&~i  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Vo58Nz:%  
q0xE&[C[M  
Luu-c<*M  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 tL 9e~>,`  
55)ep  
p-ii($~ }  
v6, o/3Ex  
二. 战前分析 2oNPR+ -  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。  &~f*q?xR  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 *? orK o  
ABS BtH ?  
Mz#S5 s  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); e^ K=8IW  
  /* --------------------------------------------- */ Yc( )'6  
vector < int *> vp( 10 ); 2* cKFv{  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); FnU{C=P  
/* --------------------------------------------- */ RdpQJ)3F  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 19.!$;  
/* --------------------------------------------- */ ,L;c{[*rh  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); [pyXX>:M  
  /* --------------------------------------------- */ j4hUPL7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' );  Q-3J0=  
/* --------------------------------------------- */ }F9?*2\/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); #)c;i<Q3S  
5la]l  
rea}Uq+po  
[&k& $04_  
看了之后,我们可以思考一些问题: %PNm7s4x2  
1._1, _2是什么? -2m Ogv  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 F$pd]F!#  
2._1 = 1是在做什么? & m ";D  
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。 $f@-3/V6{  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 x[,wJzp\6  
H'(o}cn7~  
8`R}L  
三. 动工 Tx&qp#FS  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: #._6lESK  
]k%KTvX*G  
pJ@DHj2@  
>ww1:Sn  
template < typename T > b J5z??  
class assignment FWx*&y~$  
  { )6S}O* 1  
T value; {;rpgc  
public : (VF4]  
assignment( const T & v) : value(v) {} jjlCi<9CQ^  
template < typename T2 > ;`Ch2b1+  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } *d*;M>  
} ; |"(3]f\  
7=[O6<+o  
J!gWRw5  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %)@(T ye -  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7]+'%Uwu)  
yeh adm\  
k*+ZLrT  
G"R>aw  
  class holder `x^,k% :4  
  { ?z36mj"`o  
public : i /U{dzZ  
template < typename T > Woy[V  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ##\ZuJ^-  
  { +_K;Pj]x  
  return assignment < T > (t); MnsWB[  
} v-]-wNqT  
} ; |a~&E@0c  
JqhVD@1{  
;eSf4_~  
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: 761"S@tf$}  
vxfh1B&  
  static holder _1; #]hkQo  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9w<_XXQ  
]d;/6R+Vs  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u~Cqdr5 \l  
而不用手动写一个函数对象。 I&@@v\$*  
\.-y LS.  
FbT&w4Um=  
n \NDi22  
四. 问题分析 bI0+J)  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ~Am %%$  
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。 CAObC%  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {Ao^3vB  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 "4- Nnm  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 l.'E\3Bo  
#NxvLW/  
五. 问题1:一致性 *y@]zNPD  
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?| hLA=7  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 !ef)Ra-W  
V0&QEul  
struct holder X-^Oz@.>  
  { ZQ8Aak  
  // Y2$`o4*3  
  template < typename T >  JS.' v7  
T &   operator ()( const T & r) const 0-O.*Q^  
  { `6F8Kqltr  
  return (T & )r; 9W r(w  
} ~Q\uP(!D  
} ; { J%$.D(/  
f3&//h8  
这样的话assignment也必须相应改动: +f~3FXM  
^]K)V  
template < typename Left, typename Right > zL{@LHP  
class assignment g5'bUYsa  
  { ^IZ0M1&W;  
Left l; AR2+W^aM3  
Right r; WkmS   
public : :Fk&2WsW:  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 90I3_[Ii  
template < typename T2 > yU lQPrNX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } r>eXw5Pr7  
} ; f}uCiV!?v  
Bnc  
同时,holder的operator=也需要改动: tHo/uW_~I  
c8W=Is`  
template < typename T > R-|]GqS}L  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const P"VLGa  
  { )y Y;%  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); a"N_zGf2$  
} 2UJ0%k  
: \`MrI^  
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。 id9T[^h  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Q)dns)_x  
'hWRwP|  
return l(rhs) = r; : s3Vl  
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。 ^(B*AE.  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: QrA+W\=_`y  
5qko`r@#  
template < typename Tp > 0pz X!f1~  
class constant_t Darkj>$\  
  {  8eLL  
  const Tp t; 7dW&|U  
public : <6$%Y2  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ]<_+uciP5[  
template < typename T > t`{Fnf  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const a}{! %5  
  { GDntGTE~sk  
  return t; 9(]j e4Cn  
} P;[mw(  
} ; $SgD| 9  
p.olXP  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 :.^rWCL2  
下面就可以修改holder的operator=了 YiMecu  
\rO>F E  
template < typename T > yh!vl&8M  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const -|mRJVl8  
  { "+_0idpF  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); tx-bzLo\  
} osI(g'Xb  
Grv|Wuli  
同时也要修改assignment的operator() m#p^'}]!;  
[ V~bo/n  
template < typename T2 > |-<L :%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } \aozecpC`  
现在代码看起来就很一致了。 bp_@e0  
85]UrwlA4  
六. 问题2:链式操作 &GAx*.L  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 d_hcv|%  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Aed"J5[a  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 fba3aId[  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 *4E,| IJ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct o~ed0>D-LS  
nrS_t y  
template < typename T > G}*B`m  
struct result_1 >i<-rO>kN  
  { 9x\G(w  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ozG:f*{T  
} ; egvWPht'_  
ya=51~ by"  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: I'hQbLlG  
*WG}K?"/  
template < typename T > <NO~TBHF  
struct   ref I&c#U+-A'  
  { on$a]zx'@  
typedef T & reference; nm.d.A/]Z  
} ; %{"STbO#>  
template < typename T > hW&UG#PY>  
struct   ref < T &> .}wir,  
  { !NtY4O/  
typedef T & reference; xOlkG*3c  
} ; g11K?3*%Q  
kzu=-@s  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )2S\:&x  
:z7!X.*  
template < typename T > V"XN(Fd^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ,8 seoX^  
  { D?R  z|  
  return l(t) = r(t); cCIEG e6  
} W#Z]mt B  
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。 tK*f8X+q  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ^=j$~*(LmX  
b;vO`  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 ej `$-hBBV  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: t~Ax#H  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 &XP 0  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 kCV OeXv  
最后的布局是: DQd&:J@?  
                Add 5l#)tX.by  
              /   \ ewY X\  
            Divide   5 ececN{U/  
            /   \ "fdG5|NJe  
          _1     3 {H74`-C)W  
似乎一切都解决了?不。 J4 <*KL~a  
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。 Nnw iH  
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。 ;N|6C+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: \=JKeL|6[S  
' BpRiN  
template < typename Right > R0WJdW#  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 4kiu*T  
Right & rt) const eJ'ojc3  
  { jiat5  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); p5\b&~ g  
} tx.sUu6  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 qM)^]2_-  
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。 gd*\,P  
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。 4-MA!&  
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。 +?8nY.~,'  
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。 o,L!F`W  
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? Kfh"XpWc$  
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: 6 S8#[b  
[(hENX}o :  
template < class Action > 4Hw8w7us:  
class picker : public Action (`&g  
  { #X+)  
public : 6m9Z5:xG  
picker( const Action & act) : Action(act) {} B!Y;VdX  
  // all the operator overloaded fg2}~ 02n  
} ; A+'j@c\&!  
YG_3@`-<  
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。 4s~o   
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: 01J.XfCd6  
:3k(=^%G!  
template < typename Right > JW$#~"@r  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const `WVQp"m  
  { )9$Xfq/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); AbB%osz}Ed  
} >.A{=?   
2&M 8Wb#  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > kciH  
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。 F n\)*; ^  
y(HR1v Q;Z  
template < typename T >   struct picker_maker q(C+D%xB  
  { Lt)t}0  
typedef picker < constant_t < T >   > result; vCJjZ%eO%D  
} ; P)3e^~+A  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > BkcOsJIz  
  { nxG vh4'i8  
typedef picker < T > result; 6i%)'dl  
} ; _$\T;m>'A  
?@ O[$9y  
下面总的结构就有了: z;-2xD0&U[  
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。 cla4%|kq3Y  
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。 KF.?b]  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 $ysC)5q.  
至此链式操作完美实现。 z~F!zigNAc  
83@+X4ptp  
3E#acnqn*  
七. 问题3 (g 8K?Q  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ?/;<32cE,  
T"$"`A"  
template < typename T1, typename T2 > n[<Vj1n  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {d) +a$qj  
  { R +k\)_F  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ^'}Td~(  
} MSA*XDnN  
>y1/*)O9~  
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: wFh{\  
ZEB1()GB  
template < typename T1, typename T2 > IgVxWh#  
struct result_2 ^OUkFH;dG?  
  {  @>BFhH  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ^T^fowt=r  
} ; M$w^g8F27H  
I)6)~[:'  
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? %f@]-  
这个差事就留给了holder自己。 T^"d%au  
    b747eR 7E  
lGxG$0`;;  
template < int Order > >LjvMj ]  
class holder; CEwG#fZ  
template <> 419t"1b  
class holder < 1 > L%!jj7,9-  
  { #CM2FN:W  
public : KNV$9&Z  
template < typename T > `A #r6+  
  struct result_1 x.'O_7c0:  
  { oYu5]ry  
  typedef T & result; JMoWA0f  
} ; *-2u0%  
template < typename T1, typename T2 > wsM5T B  
  struct result_2 $Cte$ jg{;  
  { `74A'(u_  
  typedef T1 & result; :z.< ||T  
} ; JIK;/1  
template < typename T > &D/_@\ 0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *F=w MWa  
  { 2Ddrxc>48  
  return (T & )r; hF6EOCY6D  
} X _XqT  
template < typename T1, typename T2 > T1Xm^{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /QTGZ b  
  { ~dC^|  
  return (T1 & )r1; )5B90[M|t  
} Hq=RtW2  
} ; 4rv3D@E  
FX\ -Y$K  
template <> qV5ME #TJ  
class holder < 2 > ^}9Aq $R  
  { [~ fJ/  
public : Ucv-}oa-?  
template < typename T > HZR~r:_ i  
  struct result_1 NX$$4<A1  
  { \s [Uq  
  typedef T & result;  F`f#gpQ  
} ; R7+k=DI  
template < typename T1, typename T2 > ! XA07O[@  
  struct result_2 e%"L79Of6)  
  { ceAK;v o  
  typedef T2 & result; UA}k"uM  
} ; d!!5'/tmS  
template < typename T >  u"tv6Qp  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const A2]N :=  
  { "#(]{MY  
  return (T & )r; IS"UBJ6p  
} Yk[yG;W  
template < typename T1, typename T2 > 9;kWuP>k4u  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 'R= r9_%  
  { (eHvp  
  return (T2 & )r2; <Cm:4)~  
} )t0t*xu#  
} ; jRzR`>5  
.BZw7 YV  
l1a=r:WhH  
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> >。 ~,.Agx  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: TR| G4l?  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: % `\8z  
J7$5<  
return l(i, j) = r(i, j); RytQNwv3  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) qd"*Td  
P5kkaLzG  
  return ( int & )i; zS]Yd9;X1  
  return ( int & )j; B$aboL2  
最后执行i = j;  !1;DRF  
可见,参数被正确的选择了。 UEt #;e  
8&B{bS  
}Z"<KF  
^2XoYgv  
&H<-joZ)Z\  
八. 中期总结 ewD61Y8-  
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: "C%;9_ig$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 FX 0^I 0  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 n~k;9`  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor (yn!~El3  
L3'o2@$  
5Y JLR;  
Lr_+) l  
@zW'!Ol  
j?#S M!f  
九. 简化 e$fxC-sZ  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ="z\  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 f?[IwA`  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: b2 duC  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 eLM_?9AZ!R  
  +-*/&|^等 >DpnIWn  
2. 返回引用。 rQ LNo,  
  =,各种复合赋值等 pO4}6\1\  
3. 返回固定类型。 ?E=&LAI#  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) P%(pbG-X.  
4. 原样返回。 ZoF\1C ^  
  operator, /&Khk #  
5. 返回解引用的类型。 8tY],  
  operator*(单目) rer=o S  
6. 返回地址。 77.5 _  
  operator&(单目) FX4](oM  
7. 下表访问返回类型。 S2w|\"  
  operator[] A{Jv`K  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 qJKD| =_  
  operator<<和operator>> -aXV}ZY"  
;q59Cr75  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 mM&H; W  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 8S &`  
JIQS'r  
template < typename Left > FD,M.kbg  
struct value_return P] ouLjyq  
  { zsc8Lw  
template < typename T >  \|L@  
  struct result_1 \2*<Pq  
  { )W(?wv!,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 1)X%n)2pr  
} ;  3_+-t5  
K3M<%  
template < typename T1, typename T2 > 0,{Dw9W:  
  struct result_2 j"7 z  
  { [}N?'foLb  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ?S36)oZzg  
} ; OXK?R\ E+  
} ; cL7je  
?TLMoqmXM{  
dyC: Mko=  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait EL;IrtU  
w$u=_  
下面我们来剥离functor中的operator() }[SWt3qV1  
首先operator里面的代码全是下面的形式: %F` c Nw]  
k^:$ETW2 D  
return l(t) op r(t) j]6 Z*AxQ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) &Ru|L.G`  
return op l(t) 4t|ril``]  
return op l(t1, t2) P*BA  
return l(t) op e%afK@c  
return l(t1, t2) op tK`sVsm>  
return l(t)[r(t)] XTUxMdN  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "@;q! B.qo  
O&!+ni  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: (dLt$<F  
单目: return f(l(t), r(t)); c5+oP j  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); pej/9{*xg(  
双目: return f(l(t)); b54<1\&  
return f(l(t1, t2)); ?kI-o0@O.  
下面就是f的实现,以operator/为例 @TdPeTw\  
N4}j,{#  
struct meta_divide &jT>)MXPu  
  { pLE|#58I  
template < typename T1, typename T2 > 2G=Bav\n+  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) NIY0f@1z-  
  { >2_BL5<S  
  return t1 / t2; MS)#S&  
} J}Bg<[n  
} ; ka0T|$ u(s  
5?&k? v@  
这个工作可以让宏来做: rbHrG<+7zO  
{OL*E0  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ CS)&A4`8  
template < typename T1, typename T2 > \ /J aH  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; %M2.h;9]*\  
以后可以直接用 2l}FOdq  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) v7&e,:r2E@  
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 |"8Az0[!  
(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。。。) $W<H[k&(B  
j7K9T  
[rC-3sGar  
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 rRRiqmq  
3k` "%R.H  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > idMb}fw>  
class unary_op : public Rettype 'ejuzE9  
  { @Y 1iEL%\y  
    Left l; R rs?I,NV  
public : cKEf- &~  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} B.-5$4*s  
9<I@}w  
template < typename T > F#Uxl%h  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >eQ;\j  
      { (YVl5}V  
      return FuncType::execute(l(t)); G"T)+! 6t  
    } TR L4r_  
H$>D_WeJ  
    template < typename T1, typename T2 > hZ Gr/5f  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6;60}y  
      { <W2}^q7F^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); *91iFeKj=  
    } >"q0"zrN,  
} ; &?IOrHSv!  
.+t{o [  
^W5rL@h_  
同样还可以申明一个binary_op bo '  
6a[D]46y,2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > VO] Jvf  
class binary_op : public Rettype Q^$IlzG7i  
  { y44FejH(v  
    Left l; "IA[;+_"  
Right r; T8h.!Vef  
public : sesr`,m.,  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :~3sW< P R  
I& l1b>  
template < typename T > Wp/!;  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *[*LtyCQt4  
      { R/R[r> 1)6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); \[Op:^S  
    } i;;CU9`E2q  
gV1&b (h  
    template < typename T1, typename T2 > 4- ^|e  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;2q;RT`h  
      { M p:c.  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); M8X*fYn  
    } /tM<ois*  
} ; K++pH~o  
4Z)`kS} =]  
`e .;P  
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 lBqu}88q0  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 zYO+;;*@  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) E]WammX c  
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。 N3g[,BE  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! _m;0%]+  
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。。。 EKZ40z`  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ?v PwI  
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) EgM.wQHR]  
下面是修改过的unary_op +Gqh  
FiMP_ y*S  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > "2;$?*hO#  
class unary_op osyY+)G'sV  
  { ,LKY?=T$z  
Left l; YNA %/  
  ?6+GE_VZ  
public : 6[,*2a8  
X[_w#Hwp-  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} *q_ .y\D  
FKY|xG9  
template < typename T > Yxz(g]  
  struct result_1 (2(I|O#  
  { htk5\^(X  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 85Zy0l  
} ; o)F^0t  
*X+T>SKL  
template < typename T1, typename T2 > SoeL_#+^W  
  struct result_2 jo{[*]Oa  
  { ~j}di^<{  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dy N`9  
} ; \2 &)b  
6f,#O8]#5  
template < typename T1, typename T2 > u:& gp  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Yf&x]<rkCp  
  { ,+<NP}Yg#G  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); pm$,B7Q`oO  
} KGd L1~  
@;2,TY>Di  
template < typename T > TzmoyY  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const = q9>~E{}  
  { LL|$M;S  
  return OpClass::execute(lt(t)); mG@xehH  
} K Art4+31  
D@*<p h=  
} ; ?VS(W  
c7X5sMM,  
b/cc\d<  
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 = zW}vm }  
好啦,现在才真正完美了。 Zm,<2BP>  
现在在picker里面就可以这么添加了: 0][PL%3Z  
a<7Ui;^@  
template < typename Right > Zy _A3m{  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const g0GC g  
  { -8;U1^#  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); "f/lm 2<  
} Ic/D!J{Y  
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。 d]6.$"\" p  
&l2oyQEF)  
:pj#t$:!  
\E1[ /  
7y.$'<  
十. bind ce!0Ws+  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 -:b0fKn  
先来分析一下一段例子 H(9%SP@[c  
GhpVi<FL  
T<Y^V  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ' _Ij9{M  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ukb2[mb*u  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3  +LeZjA[  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 @N,dA#  
我们来写个简单的。 ]+\;pb}bq  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ~6L\9B )  
对于函数对象类的版本: z}&w7 O#   
`K37&b;`[  
template < typename Func > f(!:_!m*  
struct functor_trait 5D 9I;L{  
  { '1{co/Y  
typedef typename Func::result_type result_type; aal5d_Y  
} ; aF1i!Z  
对于无参数函数的版本: !PJD+SrG  
v MTWtc!6  
template < typename Ret > \9T CP;{  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1eQa54n  
  { C1_':-4  
typedef Ret result_type; 1uBnU2E  
} ; MLg+ 9y  
对于单参数函数的版本: s"*ZQ0OaD  
L]I ;{Y  
template < typename Ret, typename V1 > %_C!3kKv~  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 6&/n/g  
  { Jk=E"I6  
typedef Ret result_type; :E'uV" j%  
} ; N GP}Z4  
对于双参数函数的版本: 9nF;$ HB  
DU(QQ53  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > fvnj:3RK  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > `%_yRJd|;  
  { e<o{3*%p)  
typedef Ret result_type; OhMnG@@  
} ; '&?cW#J?  
等等。。。 wh8h1I  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy A (z lX_  
t@(S=i7}-  
template < typename Func > 3>;zk#b2  
struct func_return MQ7d IUs  
  { Q${0(#Nu  
template < typename T > =yo?]ZS  
  struct result_1 M ^gva?{  
  { <Vucr   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;  JwEQR  
} ; zzOc # /  
yg34b}m{  
template < typename T1, typename T2 > B>sSl1opI  
  struct result_2 0\XG;KA  
  { T= Q"| S]V  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Mg3>/!  
} ; 2;X{ZLo  
} ; p2T<nP<Pt  
D >ax<t1K  
Hw[(v[v  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 =(\ /+ 0-[  
2MS-e}mi  
template < typename Func, typename aPicker > }!-BZIOlO  
class binder_1 AA$+ayzx9{  
  { nGb%mlb  
Func fn; h# R;'9*V  
aPicker pk; j$v2_q  
public : ^APPWQUl  
\$;Q3t3  
template < typename T > @hC,J  
  struct result_1 M.B0)  
  { l0AVyA4RFV  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Qb "\j  
} ; eru2.(1  
es]S]}JV  
template < typename T1, typename T2 > o[<lTsw<  
  struct result_2 tx0`#x  
  { 9?M>Y?4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ]M2<b:yo  
} ; 2e~ud9,  
{ |dU|h  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -jN:~.  
G.Z4h/1<  
template < typename T > /;P* ?  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [fVtQ@-S!  
  { E(t:F^z&D  
  return fn(pk(t)); MPSoRA: h  
} n`'v8 `a]  
template < typename T1, typename T2 > Py?EA*(d#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VL6_in(  
  { lJZ-*"9V  
  return fn(pk(t1, t2)); 7,vvL8\NHu  
} >v1E;-ZA  
} ; VI:EjZ/|a  
F"2rX&W  
!{On_>` ,  
一目了然不是么? ^)-* Ubzz  
最后实现bind P|M#S9^]  
v(Vm:oK,  
]<y _ =>  
template < typename Func, typename aPicker > g$=y#<2?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) *c"tW8uR  
  { 2oL~N*^C  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); B^8]quOH  
} & QO9/!  
Y"eR&d  
2个以上参数的bind可以同理实现。 d:|(l^]{r  
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。 V* :Q~ ^  
42 6l:>D(  
十一. phoenix gZ{q85C.>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: UD.&p'^ /{  
wO\,?SI4  
for_each(v.begin(), v.end(), h5@v:4Jjo~  
( R.ZC|bPiD  
do_ E]Wnl\Be  
[ AfQ?jKk&{'  
  cout << _1 <<   " , " ^5BLuN6  
] o *\c V 6  
.while_( -- _1), 'VH%cz*  
cout << var( " \n " ) |q0MM^%"  
) [):&R1U  
); I,rs&m?/m  
s]=bg+v?j  
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: M mihWD02  
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{8/]'(  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 '3n?1x  
那么我们就照着这个思路来实现吧: qRV5qN2{XY  
BbCt_z'  
7*{9 2_M  
template < typename Cond, typename Actor > H2EKr#(  
class do_while c5KJ_Nfi  
  { o>3g<- ul  
Cond cd; #HgXTC  
Actor act; oh>X/uj  
public : DM*GvBdR  
template < typename T > WziX1%0$n  
  struct result_1 gOk<pRcTb=  
  { |dP[_nh?  
  typedef int result_type; -;VKtBXP</  
} ; m\h. sg&  
Q#wl1P  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} +a@:?=hc  
Yh^~4S?  
template < typename T > 0zscOE{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?/EyfTex  
  { dV~yIxD}C*  
  do T[$! ^WT  
    { CO+[iJ,4C+  
  act(t); O(P ,!  
  } 47(/K2  
  while (cd(t)); hvc%6A\nm  
  return   0 ; n aQ0TN,  
} ]7#@lL;'0  
} ; \QpH~&QIS  
iJIDx9 )Z  
Hh|a(Zq,  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). O&ur |&v  
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。 ue YBD]3'  
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。 >'qkW$-95  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 Dg:2*m_!j{  
下面就是产生这个functor的类: p_K` `JE  
>_ )~"Ra  
{e>E4(  
template < typename Actor > IV#kF}9$  
class do_while_actor +N~?_5lv\s  
  { &HS6}  
Actor act; 3n\eCdV-b<  
public : e3|@H'~k  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} W0++q=F  
AX {~A:B  
template < typename Cond > %`o3YR  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; k1EAmA l  
} ; "CS {fyJ  
M*& tVG   
Iy2KOv@a5  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 %Pz'D6 /  
最后,是那个do_ f]P&>j|  
d8Keyi8[  
7<'4WHi;@s  
class do_while_invoker 3]*_*<D  
  { 3`W=rIMli  
public : ]w)*8 w.)  
template < typename Actor > @R!f(\  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ,$lOQ7R1(  
  { dWg09sx  
  return do_while_actor < Actor > (act); #D{jNSB  
} 319 &:  
} do_; L}>XH*  
8Z^9r/%*Z  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? d#?.G3YmK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 'h?;i2[  
最后来说说怎么处理break和continue p=tj>{  
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。 W~TT`%[  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八