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
  • 6930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 $J:~jY/J  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 fAR0GOI  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, vi.q]$ohbV  
w+ibY  
.3,Ow(3l  
oakm{I|k}  
  class filler A832z`  
  { 2! bE|  
public : 0l%|2}a  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} pe@/tO&I  
} ; ! XNTk]!  
.mS'c#~5Y  
nxYp9,c"  
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: !;C *Wsp}  
aib)ItNb  
oG;;='*  
BcTV5Wcr  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true );  TBqJ.a  
QI2T G,  
GwVSRI:[N  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 u>-!5=D8  
q^w3n2  
[I` 6F6  
;yH1vX  
二. 战前分析 Me*]Bh  
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。 sh"\ kk9  
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 @=[ SsS  
W|kKH5E&  
_7zER6#}  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K:eP Il{JE  
  /* --------------------------------------------- */ G?6[K&w  
vector < int *> vp( 10 ); xcYYo'U  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~FV Z0%+,  
/* --------------------------------------------- */ aTy&"  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); q,a|lH  
/* --------------------------------------------- */ 9m fYB  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Z*|qbu)  
  /* --------------------------------------------- */ Qy@r&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); k iCg+@nT  
/* --------------------------------------------- */ yVM 1W"Q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [ Q6v#I  
@GG Pw9a  
=kvYE,,g_  
lLT;V2=osX  
看了之后,我们可以思考一些问题: a{6rQ  
1._1, _2是什么? @`ttyI^1f  
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。 n'JwT! A  
2._1 = 1是在做什么? NY ZPh%x  
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。 5xHl6T+  
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。 t$Z#zx X  
"rr,P0lgX  
Hdh'!|w  
三. 动工 BS#@ehdig  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Ee##:I[z  
W/uaNp  
Rd5r~iT  
a-,BBM8|  
template < typename T >  wYS,|=y  
class assignment '+ |{4-V  
  { fV_(P_C  
T value; Dg@>d0FW  
public : !_cT_ WHty  
assignment( const T & v) : value(v) {} (y AQm pp  
template < typename T2 > AtA}OY]D /  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } R gEKs"e  
} ; It4J \S  
cv0}_<Tyx  
h2u> CXD  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;#!`c gAh  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment =1%3". "n@  
Y2w 9]:J  
(CH F=g  
%u43Pj  
  class holder 59p'Ega.  
  { G;MgrA#\  
public : ;EE*#"IJ  
template < typename T > A[ZJS   
assignment < T >   operator = ( const T & t) const -X Bh\w  
  { @B~/0 9  
  return assignment < T > (t); 8Hs>+Udl  
} <Dt,FWWkv'  
} ; rsvZi1N4w$  
t@!X1?`w  
U,+kV?Z  
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: JB'q_dS}  
w=3@IW  
  static holder _1; l<{]%=Qg  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *#frbV?;  
>NW /0'/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); H4 & d,8:m  
而不用手动写一个函数对象。 ho@f}4jhQ3  
"a6 wd  
VA)3=82n  
o 1#XM/Z  
四. 问题分析 RWXj)H)w  
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。 'sY>(D*CQ  
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。 kte Dh7  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 FymA_Eq  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 >RBq&'f  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 yK0Q,   
IJ o`O  
五. 问题1:一致性 y^hpmTB3"  
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?| ~7b '4\  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 RoLUPy9U  
bP Er+?fu  
struct holder _W]2~9  
  { djPr 4Nog  
  // [={pF q`  
  template < typename T > M`KrB5a+6  
T &   operator ()( const T & r) const >;HbD p  
  { #'^p-Jdm  
  return (T & )r; l?a(=  
} L1Fn;nR  
} ; Nt&}T  
/pFg<  
这样的话assignment也必须相应改动: _w^p~To^  
BYVp~!u  
template < typename Left, typename Right > aAwnkQ$  
class assignment 3oxQ[.o  
  { =@binTC4  
Left l; U-3KuR+0  
Right r; T6Ue\Sp'  
public : L,waQk / @  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} aAu upPu  
template < typename T2 > }^?dK3~q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } f>waF u-  
} ; h}z^NX  
C?bPdJ,6  
同时,holder的operator=也需要改动: RE oFP;H~  
E^1uZI\z  
template < typename T > HG=!#-$9  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Kdx?s;i  
  { 4'Vuhqk  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); sTeL4g|%{  
} `8xe2=Ub  
-Qiay/tlu  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 isDBNXV:  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 HHWB_QaL  
o*f7/ZP1o  
return l(rhs) = r; @ L%3}  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 26 o68U8&y  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: uzho>p[ae  
HP. j.  
template < typename Tp > q^( [ & +  
class constant_t G}BO!Z6  
  { ut& RKr3  
  const Tp t; FFR_1Vf  
public : cEve70MV  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -7'>Rw  
template < typename T > [% |i  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const _s|C0Pt  
  { j@ UIN3  
  return t; o`M7:8G  
} .FqbX5\p,  
} ; 7$Bq.Lc#z  
ysGK5kFz  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 r$=iM:kERC  
下面就可以修改holder的operator=了 ~-A5h(  
|"5NI'X?  
template < typename T > BNQ~O^R0  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const UXDd8OJL  
  { "CT'^d+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); rVt6tx  
} tL 3]9qfj  
Cbx/  
同时也要修改assignment的operator() +sQ=Uw#e  
Zh{Pzyp  
template < typename T2 > qg'RD]a>R  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } \P^WUWY  
现在代码看起来就很一致了。 (O\5gAx  
X4Q ?]{  
六. 问题2:链式操作 8}XtVF;  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 L'H'E,  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 TlQ#0_as[  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 7xO =:*  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 Eu l,1yR  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct kHo0I8  
*6df|q  
template < typename T > =Qsh3b&<P  
struct result_1 =n cu# T]  
  { }XX)U_ x  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; aiF7\^aw$  
} ; i!*w'[G->Y  
i,8h B(M!  
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: )c^Rc9e/  
~ZweP$l  
template < typename T > K#%L6=t$<  
struct   ref ?k TVC  
  { Ckj2$c~  
typedef T & reference; /a [i:Oa#  
} ; _<6 ^r  
template < typename T > @mSdksB/L  
struct   ref < T &> p^3 ]Q  
  { AME3hA  
typedef T & reference; }TzMWdT  
} ; 9y{[@KG  
YiJnh47  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: A5S9F8Q/]  
TD'RvTpl  
template < typename T > aHNR0L3$}{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const f=+|e"i #p  
  { $5yH(Z[[  
  return l(t) = r(t); n sKl3}uU  
} d&BocJ  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 !_ZknZTT  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 P^&%T?Y6z  
{_&'tXL  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 A'vQtlvKA  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 48hu=,)81*  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 [=7=zV;}4  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 IFcxyp  
最后的布局是: w#vSZbh  
                Add GvSSi'q~B  
              /   \ hiq7e*Nsb  
            Divide   5 D99g}  
            /   \ YT'G#U1x~  
          _1     3 jd8`D6|Z  
似乎一切都解决了?不。 dn(I$K8  
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。 ZUePHI-dP  
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。 U_i%@{  
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: Ir&rTGFN  
Cuu yG8  
template < typename Right > I L ]uw   
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const BmR++?L  
Right & rt) const ,cZhkXd  
  { 8,B?!%FP  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Fa<>2KkOr  
} zx` %)r  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Q6blX6DWU  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 }<R,)ZV^G  
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。 [Jv0^"]  
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。 Z/-9G  
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}zeve  
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? Loz5[L  
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: wpgO09  
sB!#`kh  
template < class Action > sZe$?k|  
class picker : public Action KaVNRS  
  { KuBN_bd  
public : s%M#  
picker( const Action & act) : Action(act) {} paKur%2u  
  // all the operator overloaded kw)( "SQ  
} ; A*+pGQ  
h?_Cv*0q  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 q4u,pm,@  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: di.yh3N$  
g)?Ol  
template < typename Right > MoAie|MKe  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const k=]#)A(#C  
  { Ov$>CA  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >+ ,w2m@0  
} OBb m?`[  
Cws;6i*=@  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > nm"]q`(K  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 MzEeDN  
@!p bR(8  
template < typename T >   struct picker_maker %G0J]QY{(x  
  { 7gWT[  
typedef picker < constant_t < T >   > result; vCvjb\S  
} ; Wd`*<+t]  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Borr  
  { m}UcF oaO  
typedef picker < T > result; LNz  
} ; &}'FC7}  
&9Y ^/W  
下面总的结构就有了: uzoI*aqk-s  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 epicY  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 D\:dn  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 GLO%>&  
至此链式操作完美实现。 GB%kxtGD;\  
]?< wUd  
oACbZ#/@n  
七. 问题3 }_/]f!]  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ,`Keqfx  
N#``(a  
template < typename T1, typename T2 > V` T l$EF  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eOoqH$ i  
  { OV G|WC  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); -Oi8]Xw^@y  
} zq6)jHfq.  
dhX$b!DA  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: &k@\k<2Ia  
<x8I<K  
template < typename T1, typename T2 > >D jJ*vM  
struct result_2 0BwxPD#6bv  
  {  )[S#:PP  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; eJ*u]GH U  
} ; .5"s[(S  
TU6(Q,Yi|  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? E^iShe  
这个差事就留给了holder自己。 +v2)'?BS  
    T@Bu Fr`]<  
SK5_^4  
template < int Order > {/FdrS  
class holder; XDYQV.Bv  
template <> (@1>G ^%  
class holder < 1 > 2 \<u;9  
  { %[4u #G`  
public : zviTGhA  
template < typename T > y6dQ4Whv&  
  struct result_1 fikDpR  
  { ?n]adS{  
  typedef T & result; }4g$ aTc  
} ; Q>q-6/|UX  
template < typename T1, typename T2 > 7K HQ0  
  struct result_2 o}&{Y2!x  
  { eslvg#Q  
  typedef T1 & result; ]K3bDU~  
} ; 4ClSl#X#i  
template < typename T > oTRid G  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const <O1os"w  
  { m*L5xxc!  
  return (T & )r; TCFr-*x  
} 27+~!R~Yw  
template < typename T1, typename T2 > cij8'( "+!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const T, +=ka$  
  { id588Y78  
  return (T1 & )r1; UGlHe7  
} 0~z`>#W,  
} ; (Hmm^MV)  
+!GJ  
template <> =it@U/  
class holder < 2 > #K`0b$  
  { ')}itS8  
public : 2">de/jS  
template < typename T > k dWUz(  
  struct result_1 !g`I*ZE+e  
  { ie11syhV"  
  typedef T & result; n|pdYe8\  
} ; aM xd"cTzx  
template < typename T1, typename T2 > JQ;.+5 N<K  
  struct result_2 1l/t|M^I  
  { Z ^}[CQ&Am  
  typedef T2 & result; FW5v 1s=  
} ; fdWqc_  
template < typename T > *Ojl@N  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3;FV^V'  
  { s_}6#;  
  return (T & )r; m[(_fOd  
} BzzZ.AH~  
template < typename T1, typename T2 > {=\Fc`74  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const AAs&P+;  
  { w[D]\>QHa  
  return (T2 & )r2; @e&0Wk  
} vBJxhK-  
} ; ^%!SKhRIK  
3u/AqL  
P;@j  
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> >。 z;dRzwL  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: c{dabzL y  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ZjMnGRP  
6D[]Jf,9  
return l(i, j) = r(i, j); vG.KSA  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) dWQB1Y*N  
P[-do  
  return ( int & )i; dHTx^1  
  return ( int & )j; WR`NISSp  
最后执行i = j; fN&uat7  
可见,参数被正确的选择了。 oPF]]Imu  
Rzh.zvxTp  
tk*-Cx?_  
i721(1  
0M roHFh9`  
八. 中期总结 p}h.2)PO  
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: ;@Fb>l BhX  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 *!JB^5(H  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 0^dYu /i5  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor QRK\74'uY  
rm9>gKN;#  
p4MWX12  
:{ZwzJ  
a*LfT<hmU3  
/5/gnp C  
九. 简化 23i2yT  
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。 TwI s _r:  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 K)wWqC.  
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: s[y.gR.(  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 6 iMJ0  
  +-*/&|^等 {ri={p]l  
2. 返回引用。 ![_0GFbT  
  =,各种复合赋值等 d6'G 7'9  
3. 返回固定类型。 xlJWCA*>  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) j}",+H v  
4. 原样返回。 hL6;n*S=  
  operator, <{bxOr+  
5. 返回解引用的类型。 qD ?`Yd  
  operator*(单目) x51R:x(p  
6. 返回地址。 \>Rfa+  
  operator&(单目) [8IO0lul+  
7. 下表访问返回类型。 @-Q l6k  
  operator[] (^y"'B  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 T9w=k)  
  operator<<和operator>> &=jPt%7#M  
^M6lF5  
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。 :,aY|2si  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: QwWd"Of  
Vi-Ph;6[  
template < typename Left > ;z.niX.fx  
struct value_return 8\{z>y  
  { ll4CF}k  
template < typename T > )V2W:M  
  struct result_1 n.2:fk  
  { o>,r<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; /CNsGx%%  
} ; Dk^AnMx%_  
s$hO/INr  
template < typename T1, typename T2 > jBYv Oy*$Q  
  struct result_2 b;UDgq8v  
  { ~>u| 7 M$(  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; rx2'].  
} ; i83~&Q=  
} ; "nu]3zcd  
zT78FliY6  
!9_(y~g{N  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait >bf.T7wy  
2@6@|jRG  
下面我们来剥离functor中的operator() gPMfn:a-8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: HbA/~7  
Dc-K08c  
return l(t) op r(t) =eQB-Xe8Y  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) F&czD;F  
return op l(t) ?<!q F:r:  
return op l(t1, t2) ]A=\P,D  
return l(t) op r3g^ 0|)  
return l(t1, t2) op M.mn9kw`  
return l(t)[r(t)] Fk/I (Q  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] F1@Po1VTD  
!2Nk  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 2 3PRb<q  
单目: return f(l(t), r(t)); fYk>LW  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); r$={_M$  
双目: return f(l(t)); 34u[#O{2  
return f(l(t1, t2)); ZDFq=)0C  
下面就是f的实现,以operator/为例 iX+8!>Q  
FFcCoPX_  
struct meta_divide "?3=FBp&  
  { hD ~/ywS&  
template < typename T1, typename T2 > bN. G%1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) vzg^tJ  
  { 8{G!OBxc\.  
  return t1 / t2; +QFKaS<sn  
} y 9]d{:9  
} ; ,_kw}_n=  
_  Lh0  
这个工作可以让宏来做: et 1HbX  
'\#q7YjaL  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ QAV6{QShj  
template < typename T1, typename T2 > \ 3$ ! QP N  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; :.+w'SEn4M  
以后可以直接用 VAL? Z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 6m;>R%S_  
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 a20w.6F  
(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。。。) b\(f>g[  
~DK.Y   
D", L.  
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 U7x  
#H~55))F  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Z?o0Q\ }1  
class unary_op : public Rettype u;q Q/Ftb  
  { |URfw5Hm  
    Left l; *LB-V%{|'  
public : fS4foMI63)  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} #'&-S@/nQs  
(10t,n$  
template < typename T > \XB,)XDB  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B9"o Ru^}  
      { yf:0u_&]  
      return FuncType::execute(l(t)); SSF:PTeG>  
    } lu{ *]!  
V4R s  
    template < typename T1, typename T2 > <9pI~\@w  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vX }iA|`#  
      { \ZcI{t'a  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); w]gLd  
    } viG=Ap.Th  
} ; nr]=O`Mvh  
Hj >fg2/  
Hi[lN7ma8  
同样还可以申明一个binary_op oi0O4J%H  
wetu.aMp  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 961&rR}d  
class binary_op : public Rettype k$%{w\?Jf  
  { C,W@C  
    Left l; GcRH$,<XG  
Right r; R WY>`.su  
public : )2).kL>  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hXI[FICQU{  
\xS X'/G  
template < typename T > qY-aR;  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $CB&>?~  
      { 8x1!15Wiz  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); @] .s^ss9_  
    } RgoF4g+@  
;0WAfu}#H  
    template < typename T1, typename T2 > dwB#k$VIOw  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +iN!$zF5]  
      { 49E| f ^q  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^kNVQJiZyG  
    } `P\H{  
} ; D?E VzG  
9ls1y=M8J  
D7pQWlN\  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 6 T4"m  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 53uptQ{   
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) aEdMZ+P.  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 .n IGs'P  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! *><j(uz!  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 jR1^e$  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 lg-`zV3  
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) ("A45\5  
下面是修改过的unary_op  e#5WX  
dh]Hf,OLF  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > a.u{b&+9  
class unary_op >7a ENKOg:  
  { >}.~Y#Ge  
Left l; uu4! e{K  
  2 br>{^T  
public : 9J%O$sF  
b7xOm"X,N  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} dT1UYG}>j  
ce4rhtkV  
template < typename T > ajRht +{  
  struct result_1 c5f57Z  
  { eiOAbO#U  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; SN[yC  
} ; MeV4s%*O+  
sk5=$My  
template < typename T1, typename T2 > cJT_Qfxx  
  struct result_2 k!qOE\%B  
  { zGO_S\  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; MAqETjB  
} ; QncjSaEE  
E]{0lG`l  
template < typename T1, typename T2 > vRmzjd~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '#K~hep  
  { ?~^p:T  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); !`U #Pjp.  
} WFug-#;e  
?fU{?nI}>p  
template < typename T > 4`CO>Q  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const UWCm:eRQ  
  { I`{=[.c  
  return OpClass::execute(lt(t)); 99zMdo S  
} qk&BCkPT  
qqYQ/4Ajw  
} ; EA:_PBZ  
A?ESjMy(R  
<1V>0[[e  
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 ~8Ef`zL  
好啦,现在才真正完美了。 g[{rX4~|  
现在在picker里面就可以这么添加了: CZv^,O(M?2  
 9mv6  
template < typename Right > SZgan  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Zg])uM]\2i  
  { :d~&Dt<c  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); n  8|  
} K8iQ?  
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。 uvD*]zX  
{>&M:_`k  
su=]gE@  
%+$!ctn  
.w~L0(  
十. bind Zvz}Z8jW  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 4,6?sTuX  
先来分析一下一段例子 `? f sU  
OdJ=4 x>  
,S3uY6,  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 7mS_Cz+cB  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 &4F iYZ  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ) nn v{hN  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 Eid~4a  
我们来写个简单的。 6[1lK8o  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ]O M?e  
对于函数对象类的版本: Z5>}  
,6\oT;G  
template < typename Func > m3b?f B  
struct functor_trait SL% Ec%9Y  
  { cy_zEJjbD  
typedef typename Func::result_type result_type; /%)x!dmy  
} ; Il s^t  
对于无参数函数的版本: ZP7wS  
x@"`KiEUs  
template < typename Ret > V^p XbDRl  
struct functor_trait < Ret ( * )() > cU=/X{&Om  
  { P0szY"}  
typedef Ret result_type; Js8d{\0\  
} ; Q92hI"  
对于单参数函数的版本: A v%'#1w<"  
rexy*Xv`2p  
template < typename Ret, typename V1 > X1~ B  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >!2d77I  
  { p[gq^5WuC  
typedef Ret result_type; _S#3!Wx  
} ; u'EzYJ7  
对于双参数函数的版本: xYWg1e$k  
#_OrS/H  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2JRX ;s~  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > R a?0jcSQ$  
  { O0#9D'{  
typedef Ret result_type; BnLE +X  
} ; Jx1JtnyP@  
等等。。。 z}m)u  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ) bGzsb1\  
'@+a]kCMev  
template < typename Func > 'gwh:8Xc  
struct func_return #AUz.WHD  
  { E; Z1HF R  
template < typename T > %]i("21  
  struct result_1 86\B|!   
  { \a\ApD  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; X>y6-%@  
} ; O(QJiS  
)D q/fW  
template < typename T1, typename T2 > V|8`]QW@  
  struct result_2 #/ Qe7:l  
  { SLG3u;Ab  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; FO5'<G-  
} ; j;']L}R  
} ; cU'^ Ja?%  
6+[7UH~pm^  
$w$4RQk3n  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 WSW,}tFp"  
pP6pn~ }  
template < typename Func, typename aPicker > ,HQaS9vBQ  
class binder_1 "xV9$m>  
  { UE9r1g`z  
Func fn; LMvsYc~]q  
aPicker pk; M6b; DQ  
public : i`1QR@11  
E|Lv_4lb=  
template < typename T > M6J/S  
  struct result_1 }~RH!Q1  
  { :8~*NSEFd  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; =K)au$BE|  
} ; .Lk2S "+  
Px)/`'D  
template < typename T1, typename T2 > 0#mu[O  
  struct result_2  ? h$>7|  
  { huau(s0um  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |h,aV(Q  
} ; >#RXYDd  
IYy2EK[s  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} hD>O LoO  
,&sBa{0  
template < typename T > "yI)F~A  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !=.5$/  
  { U&6!2s-  
  return fn(pk(t)); j!;?=s  
} S) [`Bm  
template < typename T1, typename T2 > wK[xLf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z50]g  
  { K@6tI~un  
  return fn(pk(t1, t2)); 7K`A2  
} ipEsR/O  
} ; <8Qa"<4f;  
eD*"#O)W  
FxC@KZG  
一目了然不是么? )ll`F7B-  
最后实现bind {O6f1LuH  
Xv'M\T}6C+  
IN!m  
template < typename Func, typename aPicker > Y>+\:O  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) gU Cv#:  
  { h]<Ld9  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); S2" p(  
} A8OV3h6]  
">kf X1LT  
2个以上参数的bind可以同理实现。 CCX\"-C  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ~?dPF;.6_  
m5sgcxt/  
十一. phoenix D:llGdU#2  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: pd,5.d  
"}|n;:r  
for_each(v.begin(), v.end(), 2_0OSbFv'P  
( iwL\Ha  
do_ J;+iW*E:  
[ l?B\TA^  
  cout << _1 <<   " , " {3C~cK{  
] S 1|[}nYP  
.while_( -- _1), k oC2bX  
cout << var( " \n " ) 9S.Uo[YY  
) JcZs\ fl9  
); y1/$dn  
lx~!FLn  
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 Y/Q]N T  
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 'uBW1,  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 w@ 4q D  
那么我们就照着这个思路来实现吧: eQno]$-\  
c0u!V+V%  
`Bnp/9q5  
template < typename Cond, typename Actor > H(!)]dO  
class do_while cI'&gT5  
  { :=^JHE{  
Cond cd; 6.2_UN^<  
Actor act; bQb> S<PT  
public : s*:J=+D]G  
template < typename T > $)mE"4FE  
  struct result_1 CfoSow-  
  { ;p/RS#  
  typedef int result_type; Ta%{Wa\U9z  
} ; R|ViLty  
Tl%#N"  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} WtFv"$V  
|SZRO,7x  
template < typename T > \Zqgr/.w/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =g2; sM/  
  { "N"9PTX  
  do 9n$GeRO  
    { GNqw]@'Yf  
  act(t); N0sf V  
  } D&/(Avx.  
  while (cd(t));  Jt.dR6,  
  return   0 ; &|IY=$-  
} 7:I` ~ @m  
} ; ,;'9PsIS^  
\('8 _tqI"  
$OHY^IE(  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). /fWVgyW> 6  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 AM1J ^Dp  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 &p^ S6h  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ]ZelB,7q  
下面就是产生这个functor的类: r Ka7[/  
^UZEdR;  
+iir]"8  
template < typename Actor > <bWhTNOb  
class do_while_actor =K=FzV'_~  
  { 9;k_"@A6  
Actor act; G?{BVWtl}  
public : 3205gI,  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0R >M_|  
x^qmYX$'1b  
template < typename Cond > G\?fWqx  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; "@RLS~Ej  
} ; j~(rG^T  
0 ML=]  
^!L'Ao y;E  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 8xs[{?|:  
最后,是那个do_ d,CtlWp  
lplEQ]J|  
znw\Dn?g  
class do_while_invoker 'xm_oGWE  
  { ~z$vF  
public :  57Q^ "sl  
template < typename Actor > wbshKkUh_*  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const y~w2^VN=  
  { ='q:Io?T  
  return do_while_actor < Actor > (act); Kgbgp mW  
} r9sW:cM:e  
} do_; Gy hoo'<  
!5wm9I!5^  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Wp`wIe6  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3 k py3z[%  
最后来说说怎么处理break和continue ?~$0;5)QC  
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。 8rAOs\ys  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五