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
  • 6514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 /Kql>$I  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 h-q3U%R4}@  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, iT3BF"ZqBO  
/R]U}o^/(%  
tdBm (CsN  
N +Yxz;Mg  
  class filler y" RF;KW>  
  { [8 ]z|bM  
public : @\0ez<.p}  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} bnf'4PAt  
} ; /?5 1D@  
+Vb.lH[av  
U)fc*s  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Rr&h!YMb  
JjtNP)We  
yVU^M?`#  
:}'=`wa  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); #A1%gIw<v2  
9-&Ttbb4)0  
]b2pG'  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ^a0um/+M}  
EN<F# Y3E  
_{I3i:f9X8  
+"\sc;6m.  
二. 战前分析 P+@/O  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 t<.)Z-Ii  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 n{n52][J]  
dk[!V1x4\  
yj 3cyLXw  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); CGW.I$u  
  /* --------------------------------------------- */ T*Y~\~Jhu  
vector < int *> vp( 10 ); [kVS O  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); a!6{:8Zi0  
/* --------------------------------------------- */ >)fi^  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); q/4J.j L  
/* --------------------------------------------- */ 9UdM`v)(  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); rK'L6o  
  /* --------------------------------------------- */ =upeRY@u5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); u^@f&BIG]:  
/* --------------------------------------------- */ }eCw6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); H%qsjB^  
'\l"   
"jeb%k  
j/323Za+  
看了之后,我们可以思考一些问题: Vz~{UHH6  
1._1, _2是什么? ?8npG]L)  
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。 tU}h~&M  
2._1 = 1是在做什么? @K  &GJ  
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。 %a>&5V  
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。 Si2k"<5 U  
@>r._ ~  
>c1qpk/  
三. 动工 `x+ B+)0X  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: [%"|G9  
|GdUL%1hnC  
n,vct<&z@  
xK *b1CB  
template < typename T > $p1(He0 2  
class assignment I5k$H$  
  { ^cOUQ33  
T value; Xb|:vr\v  
public : B]nEkO'a:  
assignment( const T & v) : value(v) {} Y071Y:  
template < typename T2 > :%l TU  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } }MJy +Z8&  
} ; w$3 ,A$8  
.0zY}`  
z`.<U{5  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 pNG:0  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7Od -I*bt  
'F+C4QAq  
j+i\bks  
G,&<<2{(f;  
  class holder 7-bd9uVK  
  { F&!6jv  
public : B~1 _28\  
template < typename T > j8v8uZ;x  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const >8~.wXyoC  
  { !a{^=#qq&I  
  return assignment < T > (t); LC,F <>w1  
} xT3BHnQ(  
} ; k :(SCHf  
ISYXH9V  
k|e7a2Wwt  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: EaO6[E  
2,DXc30I  
  static holder _1; lp.ldajN  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 K^ vIUZ>  
Kfbb)?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u(z$fG:g  
而不用手动写一个函数对象。 qk%;on&`  
C8J[Up  
{c6=<Kv  
`!ob GMTQ<  
四. 问题分析 }s7$7  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 hr#M-K  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 {BP{C=p  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "M<8UE\n  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 d`QN^)F0#  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 -R|,9o^  
6hno)kd{=  
五. 问题1:一致性 H`*LBqDk  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| EEEh~6?-e  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 =2`[&  
Kr?TxhUHd  
struct holder 5#HW2"7  
  { iowTLq!?  
  // 4GkWRu1  
  template < typename T > C'>|J9~Gz  
T &   operator ()( const T & r) const !S$:*5=&  
  { z 9vInf@M  
  return (T & )r; 3U<cWl@  
} e),q0%5  
} ; dcDyK!zz"  
!8TlD-ZT/  
这样的话assignment也必须相应改动: ${<%" hR$  
W =D4r  
template < typename Left, typename Right > 6|gCuT4  
class assignment rlMLW  
  { j b!x:  
Left l; mUNn%E:7@{  
Right r; bHY=x}Hv  
public : }fp-pe69z  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (o 5s"b  
template < typename T2 > Q7HRzA^-  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Sgeh %f  
} ; i[O& )N,c  
'K$[^V  
同时,holder的operator=也需要改动: B al`y  
r)Ma3FL0;  
template < typename T > |J1$= s  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const vHgi <@u  
  { >Rl"  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 8+~ >E  
} wy<\Tg^J  
b(,M1.[qt  
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。 -"R2  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ?j'7l=94A  
;!>rnxB?4  
return l(rhs) = r; x,'(5*  
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。 &u]8IEv}u  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: } +TORR?  
TYy?KG>:'  
template < typename Tp > eVEV}`X  
class constant_t 4n#M  
  { 3$9s\<j  
  const Tp t; O\ GEay2  
public : l3{-z4mw  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?U%qPv:  
template < typename T > KWq+PeB5TS  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const B?OFe'*  
  { o8 IL $:  
  return t; WO7z  
} )!3V/`I  
} ; /}((l%UE.  
u0}vWkn\4  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 L 8c0lx}Nn  
下面就可以修改holder的operator=了 B |5]Jm]  
kGH}[w  
template < typename T > s%vis{2  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const /Y/UM3/  
  { u]g%@3Pn  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); )1Y{Q Y}l  
} *1ilkmL%  
>,v`EIg  
同时也要修改assignment的operator() eln)BW#  
HSw;^E)1  
template < typename T2 > [ZNtCnv  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } FVMD>=k  
现在代码看起来就很一致了。 /{EP*,/*  
w0[6t#$F  
六. 问题2:链式操作 ZFA`s qT  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 *2ZjE!A  
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。 N&.H|5  
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。 `:ArT}F  
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。 Yc`o5Q\>  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Fh)IgzFj  
48J@C vU  
template < typename T > -$t{>gO#Y  
struct result_1 ^gN6/>]qrY  
  { @T@< _ ?)  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; J9..P&c\  
} ; ISzqEi  
:W"~ {~#?  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ?3/qz(bM  
Je';9(ZK  
template < typename T > gl~ecc  
struct   ref  Z< 1  
  { 3BzNi'  
typedef T & reference; !-g{[19\  
} ; ]dF ,:8  
template < typename T > 9G9t" {  
struct   ref < T &> ?L x24*5%  
  {  |{&{  
typedef T & reference; d}OTO10  
} ; , xw#NG6  
Mhm@R@  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #"}JdBn  
3(``#7  
template < typename T > `b?R#:G  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Av$]|b  
  { Vk` h2BV  
  return l(t) = r(t); 5v[*:0p'  
} I^* Nqqq  
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。 0!D4pvlt  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 u6J8"< -W  
c\/=iVw,  
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 :v YYfs&  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: seba9 y  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 CYt?,qk-r  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 N' F77 .  
最后的布局是: gBd]B03  
                Add %3s1z<;R[S  
              /   \ *}Xf!"I#]N  
            Divide   5 :Oy%a'w   
            /   \ f<-Jg  
          _1     3 pLl(iNf]  
似乎一切都解决了?不。 Eu0akqZ  
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。 We)xB  
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。 oph}5Krd)  
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: ;^+\K-O]c  
.7^c@i[  
template < typename Right > '"`IC\N^  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const R1Pk TZP&  
Right & rt) const =WyDp97@+  
  { %Wg'i!?cB  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); C:GK,?!Jn'  
} 9U7nKJ+iby  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 } F E>|1  
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。 k3~}7]O)  
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。 bjyZk_\  
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。 OwuE~K7b{  
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。 aasoW\UG  
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? 5b5x!do  
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: |Yx~;q:  
+u.1 ;qF  
template < class Action > \c,ap49RC  
class picker : public Action >3ZFzh&OYQ  
  { f}6s Q5  
public : G3t xj  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }#3V+X  
  // all the operator overloaded B)$| vK=  
} ; y@1+I ~@  
>d@&2FTO  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 uMUBh 80,L  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 9X[kEl  
.GbX]?dN  
template < typename Right > GXcJ< v  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const eJ,/:=QQ{  
  { 6e(Qwt  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8<5]\X  
} a@8v^G  
AW%50V  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > [<7@{;r  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 0mpX)S  
#akpXdXs  
template < typename T >   struct picker_maker RPwbTAl}  
  { ycc4W*]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; }q`ts=dlGt  
} ; t9nqu!);  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > H[m:0eF'5  
  { 3^IpE];+:u  
typedef picker < T > result; Gq+z/Be  
} ; WJ$bf(X*  
2iHUZzz\  
下面总的结构就有了: !NIhx109q  
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。 B|Du@^$  
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。 d^@dzNv  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 I?]ohG K  
至此链式操作完美实现。 yUeCc"Vf  
()2I#  
4hO!\5-w:  
七. 问题3 V08?-Iz$  
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。 ]5mnew  
Jlri*q"hE  
template < typename T1, typename T2 > x`U^OLV  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'g6\CZw(#  
  { tG:25T0  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ,ly\Ka?zO  
} =FlDb 5t{  
}bs+-K  
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: YA''2Ii  
kd>hhiz|  
template < typename T1, typename T2 > j1^I+j)  
struct result_2 k@\ iGqo  
  { VX].3=T8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; cIUHa  
} ; \}+_Fo/  
R}'bP  
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?  R(!s  
这个差事就留给了holder自己。 B+Rm>^CBm  
    yu;+o3WlK  
eds o2  
template < int Order > Z"Zmo>cV4  
class holder; 3Ko/{f  
template <> pqk?|BvpK_  
class holder < 1 > H0:E(}@   
  { gGvz(R: y  
public : gRrL[z  
template < typename T > |^0XYBxQ  
  struct result_1 H]P. x!I  
  { T,7Y7c/3V  
  typedef T & result; _7<FOOM%8y  
} ; J{'>uD.@  
template < typename T1, typename T2 > .nB0 h  
  struct result_2 83E7k]7]  
  { uya.sF0]9B  
  typedef T1 & result; u0 P|0\  
} ; bmJ5MF]_fG  
template < typename T > _|iSF2f,X  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const KmMzH`t}`  
  { wi;Br[d  
  return (T & )r; 6{x(.=  
} wE[]6\_x1  
template < typename T1, typename T2 > ]|!OP  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const b+,' ;bW  
  { }e!x5g   
  return (T1 & )r1; N+++4;  
} ! _f9NK  
} ; gaQdG=G8$  
48c1gUw oP  
template <> .|hf\1_J  
class holder < 2 > fo5iJz"Z  
  { hq%?=2'9?  
public : %+f>2U4I  
template < typename T > >,TUZ  
  struct result_1 V:qSy#e  
  { %kv0We fs  
  typedef T & result; 3XL#0\im?s  
} ; Qr1"Tk7s  
template < typename T1, typename T2 > ~Am,%"%\  
  struct result_2 Cf TfL3(J  
  { (^s>m,h  
  typedef T2 & result; O9vQp  
} ; 5pj22 s  
template < typename T > E'G4Y-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const w0ht  
  { BZ:H`M`n  
  return (T & )r; -- PtZ]Z  
} A$<.a'&T!  
template < typename T1, typename T2 > gMY1ts}Z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Lilr0|U+  
  { l%[EXZ  
  return (T2 & )r2; M*!agh  
} lU @]@_<  
} ; Xp >7iX!:  
C3*gn}[  
I2TaT(e\  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 >[MX:Yh  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: `)` n(B  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 0C1pt5K  
"|Xk2U  
return l(i, j) = r(i, j); Gnf~u[T6  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) O?)3VT*  
y603$Cv  
  return ( int & )i; ^X0P'l &D2  
  return ( int & )j; $8;R[SU6Y  
最后执行i = j; `Zf^E >)  
可见,参数被正确的选择了。 ~$ng^D  
*;1,5L  
p=;=w_^y  
O]lSWEe  
~5_Ad\n9  
八. 中期总结 pv*,gSS  
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: 18~>ZR  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 (}a8"]Z  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 9bP^`\K[N  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor #i@;J]x(  
gGr^@=;YC  
HIQ _%L4]  
0KYEb%44  
8C[C{qOJ  
nTuJEFn{  
九. 简化 }'""(,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。 ,-i zEr  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 D&/kCi=R  
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: }v Z+A  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ' qWALu  
  +-*/&|^等 =o Xsb  
2. 返回引用。 ZNf6;%oGG  
  =,各种复合赋值等 .uuO>:  
3. 返回固定类型。 r YogW!  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) &0='r;*i  
4. 原样返回。 o}W%I/s  
  operator,  `dFq:8v  
5. 返回解引用的类型。 E5)b  
  operator*(单目) P\w\N2  
6. 返回地址。 eCN })An  
  operator&(单目) [<-  
7. 下表访问返回类型。 Ans cr  
  operator[] <0H"|:W>I]  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ]DOX?qI i  
  operator<<和operator>> mX\T D0$d  
whpfJNz  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 TT'[qfAI  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 8dZ0rPd?  
fBalTk;G{U  
template < typename Left > z8QAo\_I(  
struct value_return WX=Jl<  
  { '$|[R98  
template < typename T > *+-}P|S:  
  struct result_1 &{>cZh}\  
  { ~p1j`r;  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]%|GmtqZs,  
} ; #bMuvaP~  
Qj,]N@7  
template < typename T1, typename T2 > 7[I}*3Q'  
  struct result_2 4kG,*3 &2  
  { :,Pn3xl  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; y=`2\L" O  
} ; N$h{Yvbn  
} ; wT `a3Ymm  
Q7R~{5r>W  
ZT,B(#m  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait T? tG~  
j:k[90  
下面我们来剥离functor中的operator() '`eO\huf  
首先operator里面的代码全是下面的形式: & @s!<9$W  
I2 j}Am  
return l(t) op r(t) 4G$|Rx[{,  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) l7W 6qNB  
return op l(t) Pdt6nzfr  
return op l(t1, t2) ZkAU17f  
return l(t) op &GlwC%$S  
return l(t1, t2) op U4gF(Q  
return l(t)[r(t)] _{r=.W+ w  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] v'VD0+3[H  
-sw  .  
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: \<y`!"c  
单目: return f(l(t), r(t)); Fe]B&n  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); c%&: 6QniZ  
双目: return f(l(t)); !'mq ?C=  
return f(l(t1, t2)); _acE:H  
下面就是f的实现,以operator/为例 I 6<*X  
Bm"KOr$}-  
struct meta_divide 1jy9lP=  
  { I 4,K43|  
template < typename T1, typename T2 > 2C/$Ei^t  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) /h*>P:i].  
  { P^w#S  
  return t1 / t2; v1%uxthW  
} kB'Fkqwm  
} ; Eve.QAl|  
mMb'@  
这个工作可以让宏来做: UG)8D5  
QS{1CC9$  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ W0epAGrB  
template < typename T1, typename T2 > \ Ys,{8Y,7  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3jlh}t>$l  
以后可以直接用 zY|t0H  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `0P$#5?  
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 #;%JT   
(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。。。) kMtwiB|7j  
x9;gT&@H  
J]&y$?C  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 4F{)i  
fcNL$U&-,i  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .2>p3|F  
class unary_op : public Rettype >p.O0G gg  
  { uoHNn7W  
    Left l; %,D<O,N  
public : &jsVw)Ue  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7PANtCFb&  
4g : >[q  
template < typename T > 5e$~)fL  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F8;dKyT?q  
      { dl ~%MWAVb  
      return FuncType::execute(l(t)); ?gJy3@D  
    } 6`]$qSTS  
A8pIs  
    template < typename T1, typename T2 > D9FJ 1~  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n@U n  
      { ~ECD`N<YF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); r6&5 4f  
    } iMs5zf <M  
} ; hRty [  
WHjUR0NZ  
R}lsnX<  
同样还可以申明一个binary_op SE),":aY  
``OD.aY^s  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'bo~%WA]n  
class binary_op : public Rettype agjv{  
  { [1F* bI  
    Left l; 'ow.=1N-  
Right r; =li|  
public : 'g$(QvGF 9  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -5T=:2M  
:_t}QP"  
template < typename T > J2j U4mR  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i{ \%e  
      { (;q\}u  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); P#fM:z@[  
    } qUxRM_7U  
"g' jPwFG  
    template < typename T1, typename T2 > J41G&$j(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z .Y$7bf)  
      { d)pV;6%[$q  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); QF&W`c  
    } nS&3?lx9_  
} ; .!G94b  
xA9:*>+>  
 >lBD<;T  
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 (HSgEs1d  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 g_G6~-.9I  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) lWqrU1Sjl  
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。 # g_Bx  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! RB+N IoQQ|  
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。。。 hWKJ,r%9;  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 (y M^  
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) Er{#ziN+  
下面是修改过的unary_op * 1Od-3  
uPRQU+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Ay !G1;  
class unary_op *Mw_0Y  
  { 9:e YU =  
Left l; z,VD=Hnz  
  jK' N((Hz  
public : ^D<r  
Ur5FC r  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Zc!@0  
e'=MQ,EWd  
template < typename T > C-Ht(x|  
  struct result_1 *X4PM\ck  
  { !}4MN:r  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ,:`ND28V7  
} ; JB>b`W9   
A0fFv+RN3  
template < typename T1, typename T2 > $*kxTiG!7  
  struct result_2 6<$Odd  
  { ND5`Q"k   
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1&P<  
} ; cKn`/\.H  
'w14sr%  
template < typename T1, typename T2 > 1*dRK6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r" K':O6y  
  { lRv eHB&V  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); g7&9"  
} E=cwq"  
;s~X  
template < typename T > ^qC;Nh4F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4WE6fJ2X  
  { Y;)dct  
  return OpClass::execute(lt(t)); Dc+'<"  
} ixV0|P8,c  
r YF #^  
} ; }=|!:kiE  
?_ dIIQ  
!H2QjW  
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 +Y V|ij  
好啦,现在才真正完美了。 yB3;  
现在在picker里面就可以这么添加了: KL ?@@7  
:Dd$i_3=  
template < typename Right > +n7?S~R$  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const l27\diKPJ  
  { E"L2&.  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 1Jj Y!  
} jZ%TJ0(H  
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。 rY p3(k3  
wQ%mN[  
Uz7^1.-g4  
doB  
4&HXkRs:  
十. bind b9"jtRTdz  
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。 3 E3qd'  
先来分析一下一段例子 l9Q(xuhv  
j+^oz'q  
1-Po Z[p-R  
int foo( int x, int y) { return x - y;} $ -c!W!H  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 n=,\;3Y=  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 !sRngXCXk?  
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。 >+mD$:L  
我们来写个简单的。 )NO<s0?&  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: M gC:b-&5_  
对于函数对象类的版本: &bhq`>  
h1(j2S`:  
template < typename Func > 8v7 1e>  
struct functor_trait 93<:RV  
  { LPwT^zV&N  
typedef typename Func::result_type result_type; 0Hs|*:Y1D  
} ; S=xA[%5  
对于无参数函数的版本: XUF\r]B,9  
[lk'xzE  
template < typename Ret > "7 v-` i  
struct functor_trait < Ret ( * )() > rS0DSGDq  
  { VqE~c  
typedef Ret result_type; } %'bullT  
} ; .^bft P\  
对于单参数函数的版本: 5qf BEPJ  
87WBM;$&s  
template < typename Ret, typename V1 > m{7^EF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > yi^b)2G  
  { U;n*j3wT  
typedef Ret result_type; r|*&GHo L  
} ; S2>c#BQ  
对于双参数函数的版本: 5VO;s1  
|8bq>01~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > fgj^bcp-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > '<R>E:5  
  { !6G?zipB  
typedef Ret result_type; j&UMjI9[  
} ; NjE</Empb%  
等等。。。 v?c 0[+?  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy g}f9dB,F  
{ls+d x/  
template < typename Func > dtPoo\@  
struct func_return "Pl9nE  
  { >3gi yeJ  
template < typename T > `funE:>,  
  struct result_1 `]v[5E  
  { &3Zy|p4V<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5[{*{^F4  
} ;  h C=:q  
1shBY@mlq  
template < typename T1, typename T2 > WU4UZpz  
  struct result_2 v_S4hz6w\  
  { zKFp5H1!%+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; eh*6cQ.0  
} ; kGkA:g:  
} ; Y:ldR  
`imWc "'Ej  
a{[+<8=@1  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 .P$IJUYO  
I5AO?BzJ  
template < typename Func, typename aPicker > T<-=nX  
class binder_1 y[@\j9Hq  
  { 93IFcmO.H@  
Func fn; "7d-z<^n  
aPicker pk; OquAql:   
public : 3K@@D B6  
O9(r{Vu7u  
template < typename T > `Y40w#?uW  
  struct result_1 0)m8)!gj  
  { zciCcrJ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; .bD_R7Bi6  
} ; U Q@7n1  
YHV-|UNF  
template < typename T1, typename T2 > )R_E|@"  
  struct result_2 K~RoUE<3[  
  { /?/#B `  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; QMo}W{D  
} ;  qW_u  
X~ Rl 6/,  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} CJaKnz  
3ew8m}A{O  
template < typename T > v=I|O%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JM.XH7k  
  { RE3Z%;'  
  return fn(pk(t)); 2h {q h  
} E3/:.t  
template < typename T1, typename T2 > 7?"y{R>E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3}1ssU"T  
  { 1on'^8]0  
  return fn(pk(t1, t2)); 4y}"Hy  
} (/ " &  
} ; ?v}Bd!'+P  
'[P}&<ie,  
P ,eH5w"  
一目了然不是么? mT*{-n_Zs  
最后实现bind 1U\$iy8}  
G&eP5'B4i  
qu6DQ@ ~YC  
template < typename Func, typename aPicker > $t rAC@3O@  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) r!N]$lB  
  { w-N1.^  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); pL1s@KR  
} Lp:6 ;  
>n.z)ZJ  
2个以上参数的bind可以同理实现。 -qV{WZHp  
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。 FdOFE.l  
X7*`  
十一. phoenix fn{S "33"  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: O';ew)tI  
)wzV $(~  
for_each(v.begin(), v.end(), @nV5.r0W}B  
( !{_yaVF  
do_ x;BbTBc>  
[ 9vGs;  
  cout << _1 <<   " , " f%qt)Ick  
] ?Ce#BwQ>  
.while_( -- _1), xcCl (M]+  
cout << var( " \n " ) I12KT~z<r  
) {#Q\z>  
); %NHYW\sKX  
N1--~e  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: u~ F ;x Q  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ;@4H5p  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 U Lmg$T&  
那么我们就照着这个思路来实现吧: U!q[e`B  
NSLVD[yT  
iT )WR90  
template < typename Cond, typename Actor > q(z7~:+qNr  
class do_while `QP ~  
  { Z&yaSB  
Cond cd; ,WTTJN  
Actor act; 2C+(":=}  
public : OjnJV  
template < typename T > R 4EEelSZu  
  struct result_1 t)1phg4H)  
  { JSMPyj  
  typedef int result_type; h%#_~IA:|  
} ; W5DbFSgB  
l`n5~Fs  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} a, Kky ^B  
Bmr<O !  
template < typename T > ?KN:r E  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0~E 6QhV:  
  { !r&Bn6*  
  do \%_ZV9cKF  
    { 7t(Y;4<2  
  act(t); : 1)}Epo,  
  } ' lo.h""  
  while (cd(t)); o$bUY7_  
  return   0 ; _3^y|_!  
} I^0 t2[M  
} ; KXBL eR&^  
R ZcH+?7  
bcJ@-i0V  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 8cr NOZS6  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 saK;[&I*  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 (ppoW  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ;( K MGir  
下面就是产生这个functor的类: b&t[S[P.V  
2>y:N.  
@5Qoi~o  
template < typename Actor > F,Fo}YQX  
class do_while_actor V2`;4dX*2  
  { c;V D}UD'  
Actor act; P1d,8~;  
public : 03E3cp"  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Sb<\-O14"  
_-a|VTM  
template < typename Cond > el@XK}<dr  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; }$)&{d G  
} ; i-13~Dk  
!UNNjBBP7  
dK # h<q1  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Y1r ,2k  
最后,是那个do_ (Pz8 iz  
zO2{.4  
G1_Nd2w  
class do_while_invoker I6w/0,azC  
  { Qb@eK$wo}  
public : K\sbt7~  
template < typename Actor > g X/NtO %  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const {[3YJkrM  
  { Dc:DY:L^  
  return do_while_actor < Actor > (act); 5EhE`k4  
} iSd?N}2,I  
} do_; m`9^.>]P  
kMS5h~D[  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 0eA5zFU7  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 b>=7B6 Aw  
最后来说说怎么处理break和continue m3?e]nL4W  
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。 ZlM_ m >,o  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八