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
  • 5950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 cqd}.D  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 k]"DsN$  
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, br3r!Vuz/-  
fVvB8[(;~  
bCfw,V{sce  
]yAOKmS  
  class filler ,v@C=4'm  
  { P9yg  
public : n=iL6Yu(  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} =zsA@UM0  
} ; EK 8rV  
k1_" }B5  
N+nv#]{  
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: VRQD  
hVGK%HCz&  
@9AK!I8f  
]1)#Y   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); )RCva3Ul  
=6O<1<[y  
zd0 [f3~  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 38zG[c|X  
/w/um>>K.  
GNX`~%3KYc  
-qs R,H  
二. 战前分析 L"[>tY  
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。 3uy^o  
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 Qz4n%|  
{oVoN>gp  
@Wl2E.)K;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); =N^j:t  
  /* --------------------------------------------- */ U UYx-x  
vector < int *> vp( 10 ); /cC4K\M  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); H[J5A2b  
/* --------------------------------------------- */ ., =\/ C<  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); c2~oPUj  
/* --------------------------------------------- */ .|c=]_{  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); [,TK"  
  /* --------------------------------------------- */ o?`^ UG-   
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); "QLp%B,A  
/* --------------------------------------------- */ q]rqFP0C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); LB\+*P6QM  
q Oyo+hu  
n eBcS[  
qBF}-N_  
看了之后,我们可以思考一些问题: hOM#j  
1._1, _2是什么? L IN$Y  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 \F8 :6-  
2._1 = 1是在做什么? q c DJ  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 fl+dL#]  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 9R3YUW}s  
2*pNIc  
*}RV)0mif  
三. 动工 COFCa&m9c  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: b~Un=-@5a  
qk_YFR?R  
XF i!=|F  
#4Ltw ,b^  
template < typename T > M-zqD8D  
class assignment P.W@5:sD  
  { Lt2<3DB  
T value; 3FsX3K,_X  
public : F-GrQd:O=  
assignment( const T & v) : value(v) {} %'&_Po\  
template < typename T2 > 1qE*M7_:E>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } \:Z8"~G  
} ; ~ yu\vqN  
V7)<MY  
Q7pjF`wu  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 V*%Lc9<d  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment r68d\N`.  
%mNd9 ]<  
XLj|y#h  
#<81`%  
  class holder LPS]TG\  
  { 2|JtRE+  
public : OR<%h/ \f  
template < typename T > .9$ 7 +  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const "W@>lf?"  
  { rtT*2k*  
  return assignment < T > (t); +?ilTU  
} c^8csQ fG  
} ; {O5(O oDa  
c;doxNd6  
R=<uf:ca  
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: G~{#%i  
SGUZ'}  
  static holder _1; '"]QAj?N  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 -m_H]<lWZ  
8^5@J) R8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); m:]60koz]o  
而不用手动写一个函数对象。 dw3H9(-lp  
 `s~[q  
HC>MCwx=r  
P$Fq62;}r4  
四. 问题分析 7"p%c`*;  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 [_1K1i"m  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 IaYaIEL-  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 fT0+i nRG  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 cjc1iciZ  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ;{Tf:j'g  
mu@IcIb>  
五. 问题1:一致性 AR6hfdDDT  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| JqP~2,T  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 W+ v#m>G  
{ v#wU  
struct holder ]_mcJ/6:  
  { ^$~&e :{  
  // >L,Pw1Y0W[  
  template < typename T > VdF<#(X+  
T &   operator ()( const T & r) const *4O9W8Qz  
  { yBnUz"  
  return (T & )r; ^wMZG'/  
} x2Dg92  
} ; 0jMS!"k   
zTW)SX_O  
这样的话assignment也必须相应改动: wG",Obja  
f_;6uCCO  
template < typename Left, typename Right > &m{vLw  
class assignment _)-y&  
  { 3?uah' D5  
Left l; W7?f_E\>W  
Right r; I2e@_[ 1  
public : Km!~zG7<  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} NzG] nsw  
template < typename T2 > \KkAU6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } i1DJ0xC]  
} ; A?ij  
\ 3FOI  
同时,holder的operator=也需要改动: D |9ItxYu  
u8b^DB#+W  
template < typename T > Bw4 _hlm  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const V@`A:Nc_>  
  { Z lR2  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); CNrK]+>  
} z~\Y*\f^Y3  
5v5K}hx  
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。 'FwNQzzt  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 uM@ve(8\  
x|U[|i,;  
return l(rhs) = r; r"=6s/q7  
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。 ;Ff5ooL{  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: fe+2U|y  
7R=A]@  
template < typename Tp > ?f4jqF~Fh  
class constant_t qExmf%q:q  
  { dobqYd4`  
  const Tp t; M:cW/&ZJ  
public : m 4V0e~]  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} VTs ,Ln!,U  
template < typename T > Usf7 AS=  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const w/Y6m.i1  
  { @{o3NR_  
  return t; =6< Am  
} t[HA86X  
} ; %C~LKs5oH  
#uCE0}N@  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Rd>PE=u  
下面就可以修改holder的operator=了 V^qkHm e  
a:}&v^v  
template < typename T > OuV f<@a  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const  d>}R3T  
  { Q}kXxud  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;*q  
} O`D,>=[  
T Y*uK  
同时也要修改assignment的operator() @Xl/<S&  
V8+8?5'l  
template < typename T2 > "t:9jU  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Ob m%\h  
现在代码看起来就很一致了。 Y(Q!OeC  
OpxJiu=W  
六. 问题2:链式操作 hVd PO  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 yvt :/X  
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。 Pef$-3aP>E  
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。 prCr"y` M  
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。 <v[UYvZvY  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Ncsk~=[  
q+?>shqsZ  
template < typename T > :Kx6|83  
struct result_1 >Z!H9]f(  
  {  ];hK5  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; [zc8f  
} ; V jZx{1kCR  
jR@J1IR<  
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: iYBp"+#2  
CT#u+]T  
template < typename T > P=PVOt@ b  
struct   ref VY_<c98v  
  { 82A[[^`  
typedef T & reference; RZ GD5`n  
} ; $x|4cW2  
template < typename T > CvB)+>oa  
struct   ref < T &> YCS8qEP&  
  { dXewS_7  
typedef T & reference; .|x" '3#  
} ; >w)A~ F<  
L__J(6,V2  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Yb=Z `)  
.jvRUD8A7  
template < typename T > m5\/7 VC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const x&YcF78  
  { xa$p,_W:'  
  return l(t) = r(t); Mxk0XFA  
} k(%h{0'  
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。 w;8VD`>[|  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 E;)7#3gY1  
wh)Ujgd  
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 Dvz}sQZ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ;1Zz-@  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ,BuEX#ZaBl  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 e!.r- v9  
最后的布局是: fd/?x^Z  
                Add x9B5@2J1  
              /   \ -9@/S$i  
            Divide   5 Mr u  
            /   \ ra>jVE0 `  
          _1     3 ?TEdGe\*  
似乎一切都解决了?不。 3 V{&o,6  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。  ~N=$%C  
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。 t?6_^ 08  
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: a?5R ;I B  
'Nn>W5#))  
template < typename Right > PAHkF&  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const d>r_a9 .u  
Right & rt) const 0DgEOW9H  
  { N\Li/  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2/M:KR  
} @>4=}z_e  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 8@Hl0{q  
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。 M<VZISu)dy  
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。 (J,^)!g7  
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。 ,!'L~{  
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。  1@p'><\  
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? M@?,nzs K  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ?K/N{GK%{  
g_2EH  
template < class Action > H<wrusRg  
class picker : public Action vivU4:uH3  
  { (cLcY%$  
public : kjOPsz*0  
picker( const Action & act) : Action(act) {} p5PTuJ>q  
  // all the operator overloaded pJ ;4rrSK  
} ; TOvpv@?-  
._5"FUg  
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。 ^,WXvOy  
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: /\C5`>x  
? > 7SZiC`  
template < typename Right > R<AT}!mkR  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 6i.!C5YX]  
  { `-QY<STTP9  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); y4Fuh nb>  
} [yf&]0  
"? t@Y  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > <oP"kh<D4  
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。 "2a&G3}t"  
2,.;Mdl  
template < typename T >   struct picker_maker e~iPN.'1  
  { #V:28[  
typedef picker < constant_t < T >   > result; QXg9ah~  
} ; s!Y`1h{  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 9Vh>ty1|_  
  { whdoG{/  
typedef picker < T > result; U9:w^t[Pp  
} ; r"aJ&~8::W  
 #:st>V_h  
下面总的结构就有了: Y,;$RV@g  
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。 #k*P/I~  
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。 xY,W[?3CY  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ZuIw4u(9  
至此链式操作完美实现。 R;2q=%  
 01;  
iD-,C`  
七. 问题3  q{*4BL'  
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。 6}xFE]Df-Y  
G" &yE.E5  
template < typename T1, typename T2 > %\ef Mhn  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Wo[*P\8  
  { yB~` A>~M  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); _b(y"+k  
} LtIw{* 3  
%A ^qm  
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: e+ckn   
Ja(>!8H>@  
template < typename T1, typename T2 > [sF z ;Py]  
struct result_2 z0Bw+&^]}  
  { NL76 jF  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; {u4=*> ?G  
} ; s)<^YASg  
m\O|BMHn  
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? d9>k5!  
这个差事就留给了holder自己。 rs?"pGz;  
    @M!Wos Rk  
IS9}@5`'  
template < int Order > $&l} ABn  
class holder; ? pkg1F7  
template <> )of?!>'S[  
class holder < 1 > \gE6KE<?p  
  { u(92y]3,  
public : Jfs$VGZP;  
template < typename T > Pm* N!:u  
  struct result_1 q;{# ~<"+  
  { Kf!8PR$  
  typedef T & result; 7[}K 2.W.  
} ; ]J aV +b'O  
template < typename T1, typename T2 > 5\6S5JyIL  
  struct result_2 pf'-(W+  
  { ]l.qp5eQ  
  typedef T1 & result; t:?8I9d  
} ; gfW8s+  
template < typename T > .tny"a&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ]IZn#gnM  
  { ',<B o{  
  return (T & )r; +zz\*  
} ?-g/hXx;  
template < typename T1, typename T2 > 7Ne`F(c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4?3*%_bDJ,  
  { Rl2*oOVz  
  return (T1 & )r1; $%ts#56*  
} 0M^v%2 2  
} ; .2V`sg.!  
!qjIhZi  
template <> M],}.l  
class holder < 2 > E"|LA[o  
  { kUp[b~  
public : | ]DJz  
template < typename T > ^3B&E^R  
  struct result_1 1dgy-$H~  
  { ~VqDh*0  
  typedef T & result; wx,yx3c (  
} ; `l0&,]  
template < typename T1, typename T2 > i{9_C/  
  struct result_2 _3lci  
  { ,%zU5hh  
  typedef T2 & result; nn0`A3  
} ; ygA~d9"  
template < typename T > WHM|kt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N7b+GqYpF>  
  { e{<r<]/j  
  return (T & )r; +v7mw<6s  
} -/O_wqm#  
template < typename T1, typename T2 > ^lp#j;Df  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const nhm)P_p   
  { c[I4'x  
  return (T2 & )r2; FYs-vW{  
} !((J-:=  
} ; rh6gB]X]3:  
#EO@<> I  
gq^j-!Q)Q<  
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> >。 #nv =x&g  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Wt%+q{  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ^D=1%@l?#  
>4.K>U?0FC  
return l(i, j) = r(i, j); el;eyGa  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0"vI6Lm  
%}nNwuJ  
  return ( int & )i; A=(<g";m  
  return ( int & )j; 'fqX^v5n  
最后执行i = j; *x;&fyR  
可见,参数被正确的选择了。 +@ FM~q  
[]vt\I ;  
*&d>Vk."]  
Nzo;j0 [  
^J TrytIB  
八. 中期总结 [K\Vc9  
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: B3j   
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 (rHS2SA\5  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Bv)^GU&   
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor )5479Eb_  
zree}VqD;5  
IYo{eX~=  
=u5a'bp0;;  
:?*|Dp1  
gyt[ZN_2  
九. 简化 ;_HG 5}i  
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。 J*nQ(*e  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;!ICLkc$  
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: DaN=NURDV  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4DYa~ =w  
  +-*/&|^等 KXQ &u{[<  
2. 返回引用。 7j ]d{lD  
  =,各种复合赋值等 %]2hxTV  
3. 返回固定类型。 t 8}R?%u  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) r\+0J`  
4. 原样返回。 vSOO[.=  
  operator, wc%Wy|d  
5. 返回解引用的类型。 3u)NkS=  
  operator*(单目) rY~!hZ  
6. 返回地址。 ,#u"$Hz8p  
  operator&(单目) _DlX F  
7. 下表访问返回类型。 >;$C@  
  operator[] cIL I%W1  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 A *$JF>`7  
  operator<<和operator>> j;GH|22  
JBYmy_Su  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 %z0;77[1I  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2~*J<iO&l  
xksd&X:  
template < typename Left > . paA0j  
struct value_return 1kd\Fq^z$  
  { ] WsQ=  
template < typename T > ]~Su  
  struct result_1 Cj,Yy  
  { d'oh-dj %^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; p-6Y5$Y  
} ; \-]zXKl2k  
?=bqya"Y  
template < typename T1, typename T2 > PQkFzyk  
  struct result_2 1[; 7Ay  
  { [{i"Au]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 1&,d,<  
} ; u\jQe@j '  
} ; n0ZrgTVJ  
z f rEM  
R">-h;#  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait nOH x^(  
!iys\ AV  
下面我们来剥离functor中的operator() r@O5{V  
首先operator里面的代码全是下面的形式: m#i5}uHHg  
8NE+G.:G  
return l(t) op r(t) m=qEQy6#2u  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ho'Ihep,L  
return op l(t) L<}0}y  
return op l(t1, t2) ^Uj\s /  
return l(t) op t-;zgW5mwF  
return l(t1, t2) op iFJ1}0<(x  
return l(t)[r(t)] R/_bk7o]H  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] zF)&o}  
69 >-  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: /S9(rI<'  
单目: return f(l(t), r(t)); `/"rs@  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); V1P]mUs{1  
双目: return f(l(t)); i7%v2_  
return f(l(t1, t2)); \Nvu[P  
下面就是f的实现,以operator/为例 }MCh$  
D(' w<9.  
struct meta_divide i40'U?eG~6  
  { R7nT,7k.  
template < typename T1, typename T2 > '4"9f]:  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) `X:o]t@  
  { } xy>uT  
  return t1 / t2; ?ZqvR^  
} (uxe<'Co|  
} ; '[Ue0r<jn  
c SV`?[a  
这个工作可以让宏来做: 7K5D,"D;1  
9GV1@'<Y]  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Qf>$'C(7!a  
template < typename T1, typename T2 > \ 'o!{YLJ fM  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; _x2i=SFo*$  
以后可以直接用 Mur)'  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) o4zX 41W  
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 1Zh4)6x  
(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。。。) L/[b~D>T%  
|#Gug('  
F=B[%4q`%  
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 (/^s?`1{N?  
?f8)_t}^\  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > =^9I)JW  
class unary_op : public Rettype  v<_wf  
  { &P0jRT3e#Y  
    Left l; v>[U*E  
public : w YEkWB^  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} &c|3v!  
4X1!t   
template < typename T >  UZV\]Y  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qdOUvf  
      { UqA<rW  
      return FuncType::execute(l(t)); GBvgVX<  
    } F?Fs x)2k  
N| N#-  
    template < typename T1, typename T2 > s2X<b `  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S#:yl>2  
      { TpSv7kT]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); HkL:3 E.  
    } Fcz}Gs4  
} ; 'bb *$T0=  
Xa xM$  
moOc G3=9  
同样还可以申明一个binary_op +NT8dd  
)&") J}@  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -Gyj]v5y`c  
class binary_op : public Rettype Cd7imj  
  { YjR`}rdwo  
    Left l; {tDH !sX  
Right r; \Qgc7ev  
public : ;k=&ZV  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} dc+U #]tS  
WSKubn?7B  
template < typename T > zgnZ72%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z|k0${iu#  
      { qj #C8Tc7  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); z*w.A=r  
    } _X6@.sM/2  
TS Ev^u)3  
    template < typename T1, typename T2 > j`o_Stbg  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <Crbc$!OeX  
      { F*, e,s  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); GL^84[f-T  
    } #1z/rUh`Cr  
} ;  T1\@4x  
yW)&jZb"(  
99YgQ Y]HO  
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 {2v,J]v_[  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 SmUj8?6"  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) +I>V9%%vW_  
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。 $[xS>iuD  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! r1A<XP|1?I  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 49Q tfk  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 q(9S4F   
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) +td]g9Ie  
下面是修改过的unary_op 51Q m2,P1^  
Q|7$SS6$  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ?lPyapA]  
class unary_op 8JFvz(SK>  
  { TCLXO0  
Left l; Pea2ENe3  
  @km@\w  
public : 1va~.;/rG  
:AYhBhitC  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Rh :|ij>B  
<C<z#M'`  
template < typename T > ~#];&WE  
  struct result_1 crbph.0  
  { /=K(5Xd  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; G&z^AV  
} ; /_D_W,#P  
3Ow bU  
template < typename T1, typename T2 > t8ZzBD!dP  
  struct result_2 f6])M)  
  { 8svN*`[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [lz#+~rOS  
} ; \n<9R8g5  
m FgrT  
template < typename T1, typename T2 > Z'!i"Jzq|{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?_t_rF(?6  
  { :lBw0{fP  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); )C>8B`^S  
} #;])/8R%  
>n"4M~I  
template < typename T > %5 ovW<E:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?P%-p  
  { BS|$-i5L  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7SJbrOL4Q-  
} ;u*I#)7  
%:!ILN  
} ; <;lwvO  
ey@{Ng#  
TFG0~"4Cz  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 7tP qez#  
好啦,现在才真正完美了。 +'0V6 \y  
现在在picker里面就可以这么添加了: O)8$aAJ)V  
&[7z:`+Y##  
template < typename Right > 1}Th@Vq  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const :Xs3Vh,V  
  { g-4j1yJV<  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); JI[{n~bhGD  
} z)ndj 1,#)  
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。 Sfa;;7W@R  
p|>m 2(|  
;Sl%I+?  
KsSIX  
-nQ(.#-n  
十. bind ^O QeOTF  
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。 0WSOA[R%[b  
先来分析一下一段例子 L_Xbca=  
nIWY<Z"  
Vtv~jJ{m  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ]YrgkC35  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 D!V~g72j  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 `4-N@h  
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。 RpwDOG  
我们来写个简单的。 eX$RD9 H  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: T,9pd;k  
对于函数对象类的版本: t\WU}aKML  
~~3*o  
template < typename Func > :(YFIW`59  
struct functor_trait tTb fyI  
  { UCo`l~K)qg  
typedef typename Func::result_type result_type; Z]XjN@j"  
} ; ~7w LnB  
对于无参数函数的版本: wlFK#iK  
:;jRAjq"  
template < typename Ret > AAF']z<4_"  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "^oU&]KQJ  
  { cI'su?  
typedef Ret result_type; /5X_gjOL,  
} ; XzBlT( `w  
对于单参数函数的版本: wpD}#LRfm  
B9wQ;[gQB  
template < typename Ret, typename V1 > @D$ogU,#  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?_d3|]N  
  { }.D adV  
typedef Ret result_type; ?-'GbOr!  
} ; f\?1oMO\  
对于双参数函数的版本: bO* hmDt  
p2 !w86 F  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 8p#V4liE  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > E.,  
  { BP@V:z  
typedef Ret result_type; 0jt@|3  
} ; dKY#Tl]  
等等。。。 _ BoA&Ism  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ]:}7-;$V  
iD<}r?Z  
template < typename Func > %@8#+#@J0  
struct func_return C@g/{?\  
  { R[l~E![!j  
template < typename T > `neo.]  
  struct result_1 '$[a-)4  
  { n72kJ3u.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &7 9F Uac  
} ; >D Ai-`e  
]GDjR'[z  
template < typename T1, typename T2 > s@p:XO  
  struct result_2 {I/t3.R`  
  { Z&n#*rQ7[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; |Y v,zEY)  
} ; l=L(pS3 ~  
} ; 2Vs+8/  
o1k+dJUd  
.hjN*4RY  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 K1w:JA6(  
L) UCVm  
template < typename Func, typename aPicker > = toU?:.  
class binder_1 2J (nJT"  
  { 8Y_lQfJa  
Func fn; ts; ^,|h  
aPicker pk; B%5"B} nG  
public : `~D{]'j  
2Z?l,M~  
template < typename T > $&Z<4:Flc  
  struct result_1 j8%Y[:~D  
  { nUK;M[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; @+a}O  
} ; -;Te+E_  
^a$L9p(  
template < typename T1, typename T2 > 6Ilj7m*  
  struct result_2 !$#5E1:\  
  { %r&36d'  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $W9dUR0  
} ; 5=b6B=\*~  
k"6v& O  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} |E;+j\   
"N)InPR-  
template < typename T > 0<##8m@F8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1kD1$5  
  { pktnX-Slt  
  return fn(pk(t)); N36B*9m&p  
} 79I"F'  
template < typename T1, typename T2 > +O)ZB$w4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a5&[O  
  { A-*MH#QUKh  
  return fn(pk(t1, t2)); )-h{0o  
} 7I*rtc&Kb  
} ; o6:@j#b  
wr~Qy4 ny  
[Fv_~F491  
一目了然不是么? deJ/3\t  
最后实现bind I:0dz:T7*  
a-AA$U9hj  
PR*EyM[T  
template < typename Func, typename aPicker > 9< S  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) #V$sb1u  
  { HZjuL.Tj  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `R!2N4|;  
} FEX67A8 /;  
;9q$eK%d  
2个以上参数的bind可以同理实现。 /O`R9+;  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 V;Q@' <w  
Wys$#pJ  
十一. phoenix #4!f/dWJp  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: l<'}`  
$`R=Q  
for_each(v.begin(), v.end(), U[:=7UABU?  
( +{}p(9w@  
do_ [&l+Ve(  
[ 4q(,uk&R[  
  cout << _1 <<   " , " @Y<fj^]k  
] }:[MSUm5  
.while_( -- _1), O&}R  
cout << var( " \n " ) rDu?XJA  
) KuEM~Q=  
); ggpa !R  
l@]Fzl  
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: d*=qqe H  
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 #WGyQ u  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 C%j@s|  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ad52a3deR  
OL^DuoB4q  
c8HETs1  
template < typename Cond, typename Actor > wUfPnAD.'  
class do_while E^m)&.+'M  
  { /<dl"PWkJv  
Cond cd; C;#gy-  
Actor act; P7REE_<1  
public : }=.C~f]A  
template < typename T > ca,c+5  
  struct result_1 Q5u3~Q'e  
  { O2fFh_\  
  typedef int result_type; *Wcq'S  
} ; aC<fzUD;  
jpOcug`f  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} $$*0bRfd4=  
|!1iLWQ  
template < typename T > \`%#SmQF  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4VkJtu5  
  { l E* .9T  
  do Ih;D-^RQ  
    { %o`Cp64`Q  
  act(t); Q5IN1 ^=HF  
  } " Lh XR  
  while (cd(t)); pK'D(t  
  return   0 ; ZmI#-[/  
} PWyFys  
} ; y5Fgf3P@ju  
1{ ehnH  
jO`L:D/C  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). yA`,ns&n  
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。 -qLNs_ _k  
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。 z^y -A ?  
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。 f9'dZ}B  
下面就是产生这个functor的类: N ]GF>kf:  
W;U<,g '  
u N_<G  
template < typename Actor > a`Q-5* \;z  
class do_while_actor -cUw}  
  { JqEo~]E]  
Actor act; `[x'EJp#  
public : B<~BX [  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} q\~D:z$+CO  
'o7V6KG  
template < typename Cond > SV^[)p )  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; P%<MQg|k`  
} ; Ac/LNqIs  
1z@ ncqe  
5rJ7CfVq  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 _$oE'lat  
最后,是那个do_ ~Q=^YZgn8  
:K!L-*>A9  
(&/~q:a>   
class do_while_invoker j3>&Su>H4  
  { 8Z 0@-8vi  
public : )1O|+m k  
template < typename Actor > 8{Vt8>4  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 9v7}[`^  
  { 3p'(E\VJ  
  return do_while_actor < Actor > (act); PW9tZx#  
} lW]&a"1$  
} do_; ZZ>(o d!B  
u#3Cst8Y  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? vQ{mEaH  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 )xTu|V   
最后来说说怎么处理break和continue 5L\Im^  
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。 @X_)%Y-^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
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