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
  • 6865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  Y(  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 _dY5qW1p  
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, o}&{Y2!x  
m-qu<4A/U|  
D^QL.Du,  
K'}I?H~P_  
  class filler 2,Aw 6h;  
  { m-6&-G#  
public : ~ulcLvm:i  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 67;6nXG0K  
} ; l^XOW- ;u  
m*L5xxc!  
$dxA7 `L  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: %)72glB  
3-=AmRxW't  
+I\54PBws  
%Z+**>1J  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); PqIskv+  
bU/4KZ'-^  
y^e3Gyk  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ]%ewxF  
 @M OaXe  
0~z`>#W,  
d-C%R9  
二. 战前分析 ;[79Ewd#$  
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。 -dWg1`;  
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 diNAT`|?#  
.p]r S =#  
Dpwqg3,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); bSz@@s.  
  /* --------------------------------------------- */ V%{WH}  
vector < int *> vp( 10 ); ek.@ 0c  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); rq^%)tR  
/* --------------------------------------------- */ =k*XGbU  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); mr2Mu  
/* --------------------------------------------- */ ySB0"bl  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ie11syhV"  
  /* --------------------------------------------- */ Y]_$+Si:NK  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1{5t.  
/* --------------------------------------------- */ ) "?eug}D  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); d&+0JI<  
UdVf/ PGx  
[!>9K}z,=  
f~*7hv\  
看了之后,我们可以思考一些问题: `dD_"Hdt  
1._1, _2是什么? -uu&{$  
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。 FW5v 1s=  
2._1 = 1是在做什么? D^2lb"3  
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。 @}19:A<'  
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。 \>>P%EU,  
-$kIVh  
b\KbF/ T  
三. 动工 FrUqfTi+W  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /\_n5XI1  
m[(_fOd  
6:L2oW 6}{  
:<s`)  
template < typename T > ok [_Z;  
class assignment yf;TIh%)=  
  { ahIDKvJ4  
T value; ij|>hQC5i  
public : w[D]\>QHa  
assignment( const T & v) : value(v) {} p!~1~q6  
template < typename T2 > D)pTE?@W'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } >_xuXEslUz  
} ; YF-A8gXS  
TpwN2 =  
7R7+jL,  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Be6+YM5Cl  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment xkw=os  
dA (n,@{  
z;dRzwL  
tHo|8c~ [  
  class holder K,JK9)T  
  { \EU^`o+  
public : \@yJbhk  
template < typename T > {;E6jw@  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A^p{Cq@E  
  { #Q)r6V:  
  return assignment < T > (t); |:&O!36  
} y.I&x#(^  
} ; f1v4h[)-  
UPP"-`t  
#qmsZHd}b  
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: SE43C %hv  
"/RMIS K[;  
  static holder _1; JBLUX,  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <&3aP}  
utBrH  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); m(?{#aaq  
而不用手动写一个函数对象。 b1cVAfUP  
<ShA_+Nd  
|0oaEd^*}  
$Hj;i/zD  
四. 问题分析 r#2Fk &Z9  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Z~QLjv&$/r  
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。 xp'Q>%v  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .4U*.Rf  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 8Z_ 4%vUBg  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 <K<#)mcv  
j)Ak:l%a  
五. 问题1:一致性 4bp})>}jB  
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?| '2i !RT-  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ^9Cu?!xu0  
A7%/sMv  
struct holder 'Etq;^H  
  { (xN1?qXB.  
  // 2_)UHTwsK  
  template < typename T > *Cf!p\7!  
T &   operator ()( const T & r) const T@i* F M  
  { d23=WNn  
  return (T & )r; z'$1$~I  
} rD4 umWi  
} ; "f_qG2A{  
K)wWqC.  
这样的话assignment也必须相应改动: TEY~E*=}$  
hm d3W`8D  
template < typename Left, typename Right > (AtyM?*  
class assignment M-@X&b m,S  
  { N) _24  
Left l; 7L6L{~8 W  
Right r; A"&<$5Q  
public : CxjB9#  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MjQju@  
template < typename T2 > \.O&-oi  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Wh| T3&  
} ; wiZ  
S} OO)  
同时,holder的operator=也需要改动: dd<l;4(  
z)U7  
template < typename T > Dqii60  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const |u^S}"@3sU  
  { :o{,F7(P  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Gj-nT N  
} e%L[bGW'  
;*<R~HJt  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 uO eal^uS  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 vg[3\!8z[  
@-Q l6k  
return l(rhs) = r; -qDqJ62mC  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 znTi_S  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 1<73uR&b%  
>8k Xa.)84  
template < typename Tp > @WS77d~S  
class constant_t 86 e13MF  
  { ;J TY#)Bh  
  const Tp t; >~rlnRX  
public : ERIMz ,  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} QwWd"Of  
template < typename T > ty.$ H24  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const k:run2K  
  { ;z.niX.fx  
  return t; mu@J$\   
} O_a^|ln&  
} ; {FI*oO1A~  
@QVg5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 S\N1qux{  
下面就可以修改holder的operator=了 4xmJQ>/  
J|f29B-c  
template < typename T > o>,r<  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const > B@c74  
  { >bze0`}Z  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 0t^FM<7G  
} dGBjV #bNT  
e~zgH\`  
同时也要修改assignment的operator() rY45.,qWs  
mLZ1u\ 7W  
template < typename T2 > G@`F{l  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } X\ P%C  
现在代码看起来就很一致了。 -i2rcH  
b|Emu!9U  
六. 问题2:链式操作 .waw=C  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 'Tjvq%ks   
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。 Ld}?daPj  
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。 Fb]+h)on  
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。 !P=Cv=  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct VZWo.Br'W  
* &:_Vgu  
template < typename T > { sC Ni  
struct result_1 b~,e(D9DG  
  { 196a~xNV  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; d'ZNp2L  
} ; }`<&l  
F/5G~17  
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: `/>kN%  
ylZQwICk  
template < typename T > >pfeP"[(3  
struct   ref J@I>m N1\  
  { ;(/go\m tB  
typedef T & reference; N,Ma\D+^t  
} ; ErK1j  
template < typename T > -t|/g5.w_  
struct   ref < T &> 0d_)C>gcF  
  { l5Bm.H_  
typedef T & reference; PO"lY'W.U  
} ; 'l.tV7  
)dhR&@r*w  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: w!20  
49QsT5b)  
template < typename T > F*PhV|XU  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const -/JEKw c  
  { (^}t  
  return l(t) = r(t); ?lsK?>uU  
} .u7} p#  
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。 )C8^'*!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 wg?}c ;  
(46'#E z[F  
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 $3HqVqF^R  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是:  *XhlIQ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =){ G  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 uxU-N  
最后的布局是: cWkg.ri-x  
                Add 1WMZ$vsQUb  
              /   \ jDY B*Y^F  
            Divide   5  Ol }5ry  
            /   \ V@`b7GM  
          _1     3 j;-Wf6h{  
似乎一切都解决了?不。 dw<i)P^   
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。 0#J~@1Gf  
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。 1z6aMd6.  
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: Z\IM~-  
y 9]d{:9  
template < typename Right > C{J5:ak  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const LBy`N_@  
Right & rt) const Qjj }k)  
  { -iDs:J4Iq  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); p2gdA J  
}  _'!?fA  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 kuH%aM<R  
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。 ;]-08lzO<4  
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。 2O=$[b3  
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。 jV sH  
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。 ]AY 4bm  
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? $k\bP9  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: vTK%8qoZ  
k2D*`\ D  
template < class Action > tw$EwNI[  
class picker : public Action J=3{<Xl  
  { 4P3RRS  
public : Pw<?Dw]m  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~DK.Y   
  // all the operator overloaded x *I'Ar  
} ; 0(y*EJA$  
U7x  
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。 V|'@D#\  
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: "mJo<i}  
lubsLI  
template < typename Right > #EzhtuHxn  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const %]LoR$|Y  
  { L>14=Pr^(  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Z2]0brV  
} mKe6rEUs|  
S5hc@^|0Z  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > arm_SyL0  
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。 K]m#~J3d>  
s=jmvvs_V}  
template < typename T >   struct picker_maker [}4zqY{  
  { #g6_)B=S  
typedef picker < constant_t < T >   > result; H2jypVs$2  
} ; X <xM '  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Dr.eos4 ~  
  { yf:0u_&]  
typedef picker < T > result; u<:uL  
} ; \7LL neq  
jv~#'=T'  
下面总的结构就有了: F `:Q  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 bra2xHK@  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Sn-#Y(>]o0  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 %6cr4}Zm}  
至此链式操作完美实现。 vb~%u;zrC@  
l\{Qnb(  
*,X)tZ6VX  
七. 问题3 }SSg>.48w  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ~},H+A!?  
> V(C>^%->  
template < typename T1, typename T2 > 0e8  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const epnZGz,A  
  { mHMsK}=~  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); .vKgiIC:  
} r !!uA1!7  
7%"|6dw  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: U=D;Cj Ah  
B@-\.m  
template < typename T1, typename T2 > 7RUztu\_  
struct result_2 Ye On   
  { [1(eSH  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; hD5@PeLh  
} ; GcRH$,<XG  
{O _X/y~  
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? aZ~e;}w.Zq  
这个差事就留给了holder自己。 X]}ai5  
    I '0[  
*x8~}/[T(F  
template < int Order > ZiR}S  
class holder; G%~V b  
template <> |gA@$1+}  
class holder < 1 > 9q?knMt  
  { 5]*lH t  
public : bq7+l4CGTv  
template < typename T > mfZbo#KS#v  
  struct result_1 |iJz[%  
  { .K~V DUu  
  typedef T & result; On);SN'  
} ; O])vR<[  
template < typename T1, typename T2 > ,$Fh^KNo]  
  struct result_2 M %zf?>])  
  { +iN!$zF5]  
  typedef T1 & result; x}a?B  
} ; GThGV"  
template < typename T > ,zZH>P  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const waC i9  
  { Q% aF~  
  return (T & )r; R~oY R,L;  
} ]Qe~|9I  
template < typename T1, typename T2 > ,'c%S|]U7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const FiQ&g*=|  
  { <tTNtBb  
  return (T1 & )r1; 1<@lM8&.kO  
} wOL%otEf  
} ; 53uptQ{   
60~*$`  
template <> /TbJCZ  
class holder < 2 > bzpi7LKN  
  { $]?pAqU\  
public : 27gHgz}}  
template < typename T > 0*:n<T9  
  struct result_1 h(q4 B~  
  { #p=+RTZ<  
  typedef T & result; %+/v")8+?  
} ; 1<x5{/CZ  
template < typename T1, typename T2 > wa[J\lW  
  struct result_2 N/-(~r[  
  { CPa+?__B  
  typedef T2 & result; gm]q<~eMW  
} ; ?z)2\D  
template < typename T > \Yp"D7:Qi  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const B_Wig2xH0  
  { ShRMzU  
  return (T & )r; OtL~NTY  
} 7y&=YCkc7  
template < typename T1, typename T2 > O^c?w8   
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 2O(k@M5E?  
  { UV%o&tv|<  
  return (T2 & )r2; b^[>\s'  
} :F5(]g 7  
} ; 6R m dt  
fC^d@4ha  
ajRht +{  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 aU +uPP  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: \zVp8MMf  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: eiOAbO#U  
6/QWzw.0c  
return l(i, j) = r(i, j); hDJ+Rk@  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) m q<:^  
56."&0  
  return ( int & )i; 3 |e~YmZx  
  return ( int & )j; 0*^f EoV  
最后执行i = j; BB,-HhYT0  
可见,参数被正确的选择了。 5Q}HLjG8Z  
aG"  
)jI4]6  
.h w(;  
QncjSaEE  
八. 中期总结 S% ptG$Z  
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: %xx;C{g;a  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 vRmzjd~  
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:w?zsp  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor %LdBO1D0  
VKXB)-'L  
L(y~ ,Kc  
HE4S%#bH>  
WFug-#;e  
V!e`P  
九. 简化 DS|x*w'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。 7}=MVp] )S  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (s1iYK  
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: 2#`d:@r  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 h9A=20fj  
  +-*/&|^等 @uxg;dyI~  
2. 返回引用。 Exi#@-  
  =,各种复合赋值等 >hnhV6ss  
3. 返回固定类型。 }&ew}'*9)  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) %AgCE"!  
4. 原样返回。 5=poe@1g  
  operator, `EP-Qlm  
5. 返回解引用的类型。 3wgZDF38  
  operator*(单目) T2T?)_f /  
6. 返回地址。 W.7u6F`  
  operator&(单目) A[88IMZs  
7. 下表访问返回类型。 GO#eI]>/r  
  operator[] g[{rX4~|  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 sQzr+]+#9  
  operator<<和operator>> CwEb ?  
yK2>ou  
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。 + L 5  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: j,_{f =3;  
+I~U8v-  
template < typename Left > tN)Vpb\J  
struct value_return ' #r^W2  
  { a- /p/ I-%  
template < typename T > n  8|  
  struct result_1 %eu_Pr6X  
  { YBk* CW9  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; uvD*]zX  
} ; Mb%[Qp60  
w^$$'5=  
template < typename T1, typename T2 > dfeN_0` -  
  struct result_2 B<!wh  
  { U%2{PbL  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; xl,?Hh%#  
} ; ^F"eHUg  
} ; 6:TA8w|  
p_sqw~)^%  
.O4=[wE!U  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ~;uW) [  
T 6rjtq  
下面我们来剥离functor中的operator() 49#?I:l  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 41XXL$  
b@1";+(27  
return l(t) op r(t) H: ;S1D  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) &4F iYZ  
return op l(t) ;xE1#ZT  
return op l(t1, t2) TP/bPZY  
return l(t) op Eid~4a  
return l(t1, t2) op >3ASrM+>w  
return l(t)[r(t)] |VX0o2  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] H`U>ZJ.  
qQ<7+z<4KP  
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: kh*td(pfP9  
单目: return f(l(t), r(t)); FwSV \N+#'  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); QtqE&j  
双目: return f(l(t));  2Y9@[  
return f(l(t1, t2)); gG6BEsGa,  
下面就是f的实现,以operator/为例 \o!B:Vb<  
cp 7;~i3  
struct meta_divide /%)x!dmy  
  { v.]W{~PI2V  
template < typename T1, typename T2 > htqC~B{1E  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ZP7wS  
  { `l}r&z(8  
  return t1 / t2; K}Pi"Le@W  
} 6~(iLtd#  
} ; ^F$iD (f  
af2yng  
这个工作可以让宏来做: '#Y[(5  
=^3B&qQNq  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ m[*y9A1  
template < typename T1, typename T2 > \ UXV>#U?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; fxX4 !r  
以后可以直接用 Q-S5("  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) /T/7O  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 t.m C q 4{  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) @$d_JwI  
c:z<8#A}  
q0]Z` <w  
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 *6*/kV? F  
p[gq^5WuC  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > '4d+!%2t  
class unary_op : public Rettype q1o)l  
  { \wo'XF3:  
    Left l; ID v|i.q3  
public : r*s)T`T}}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} |h1 Y3  
syLpnNx=  
template < typename T > E?P:!V=_  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R a?0jcSQ$  
      { P&]PJt5  
      return FuncType::execute(l(t)); I!-5 #bxD  
    } BnLE +X  
_LSf )  
    template < typename T1, typename T2 > 9 l9|w4YJs  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z}m)u  
      { mq~L1< f  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); *6%r2l'kZ  
    } '@+a]kCMev  
} ; d#G H4+C  
o8lwwM*  
-nrfu)G  
同样还可以申明一个binary_op v/lQ5R1  
k%?A=h  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > eMC0 )B  
class binary_op : public Rettype _-g?6q  
  { @=1kr ^i  
    Left l; 'xY@ I`x  
Right r; s\dF7/b  
public : ; X3bgA']  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CK+_T}+-  
gcf EJN4'  
template < typename T > (t)a u  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K2R[u#Q  
      { {n>W8sN<  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); bfjtNF*^  
    } *z A1NH5  
UA}oOteG  
    template < typename T1, typename T2 > -=D6[DjU<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d4zqLD$A  
      { ^d2bl,1  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); %@d~)f  
    } Pa !r*(M)C  
} ; K+_$ WT_  
O.8{c;  
BSu ]NOwe  
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 SQB[d3f  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 "Aq-H g  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) jFBnP,WQ  
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。 %A<|@OSdOa  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! " Q~-C|x  
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。。。 p$cSES>r:  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 &t\KKsUtd  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) {r!X W  
下面是修改过的unary_op -Fj:^q:@u  
=,=tSp  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > y$e'-v  
class unary_op G_] (7  
  { j.@TPf*  
Left l; w oqP&8a  
  e/<Og\}P/  
public : ~^Y(f'{  
U\A*${  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -IB~lw  
$fE$j {  
template < typename T > A,T3%TE  
  struct result_1 Sgt@G=_o  
  { .{1MM8 Q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; PiRbdl  
} ; f`j RLo*L  
Nz&J&\X)tD  
template < typename T1, typename T2 > yU(k;A-  
  struct result_2 i }5 #n  
  { f}'E|:Z 7k  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n2+eC9I  
} ; \5%T'S@5  
0r+%5}|-K  
template < typename T1, typename T2 > uz1t uX_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const W1s4[rL!Ht  
  { VlVd"jW  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;Vad| -  
} K6.*)7$#  
"(+ >#  
template < typename T > zA![c l>$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @])qw_  
  {  0FHX  
  return OpClass::execute(lt(t)); ba3_5 5]  
} $e! i4pM  
k.DDfuKN  
} ; uSs~P%@6|  
GJA3  
,OLN%2Sq  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug S) [`Bm  
好啦,现在才真正完美了。 H! ZPP8]j>  
现在在picker里面就可以这么添加了: or u.a   
ESZ6<!S  
template < typename Right > b "4W` A  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const V$wf;v0d(  
  { ?.:C+*+  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); bQ=R,  
} 1_7}B4  
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。 <8Qa"<4f;  
MdWT[  
0j1I  
FxC@KZG  
_wg6}3  
十. bind LmLV2f  
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。 @>J4K#"  
先来分析一下一段例子 ?<Dinq  
WZ'3  
$+sNjwv^F  
int foo( int x, int y) { return x - y;} N"b>]Ab] ;  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 `?Wak =]g  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 }Y5Sf"~M  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 UKx91a}g  
我们来写个简单的。 Y XH9Q@Gn  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: <BQ4x.[  
对于函数对象类的版本: 6ZVJ2xs[%  
!9i,V{$c`"  
template < typename Func > :<s)QD  
struct functor_trait -O_5OT4  
  { x~}RL-Y2o  
typedef typename Func::result_type result_type; Q^8C*ekfg!  
} ; v"L<{HN  
对于无参数函数的版本: 2Ni$ (`"  
 _tN"<9v.  
template < typename Ret > :JSOj@s  
struct functor_trait < Ret ( * )() > m5sgcxt/  
  { +GWeu0b(~  
typedef Ret result_type; -lyT8qZ:(  
} ; =%|S$J  
对于单参数函数的版本: 5-}4jwk  
Bya!pzbpr  
template < typename Ret, typename V1 > I`2hxLwh+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 8 @!/%"Kt2  
  { b:>(U.   
typedef Ret result_type; O~B iqm  
} ; 8@qYzSx[  
对于双参数函数的版本: 8J%^gy>m]  
;t@zH+*}  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > . #;ZM[v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 0vUX^<  
  { g^1M]1.f  
typedef Ret result_type; j ij:}.d6  
} ; =_8  
等等。。。 KLs%{'[7:  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy VZJs@qx:Z  
|J2R w f  
template < typename Func > (hVhzw"~  
struct func_return u|=_!$8  
  { `Y/DttjL  
template < typename T > )oa6;=go  
  struct result_1 &&|*GAjJ  
  { iD_NpH q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; y`=A$>A  
} ; yjpV71!M  
?K{CjwE.M  
template < typename T1, typename T2 > ycRy! 0l  
  struct result_2 dV8mI,h  
  { qr(SAIX"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; b3x!tuQn  
} ;  8OZc:/  
} ; U=p,drF,A  
[a 5L WW  
NZ'S~Lr   
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ~j mHzF kQ  
:Cw|BX@??U  
template < typename Func, typename aPicker > nvxftbfE^D  
class binder_1 N9Yc\?_NU_  
  { JMpjiB,A}  
Func fn; +%8c8]2  
aPicker pk; Q! ]  
public : v-X1if1%  
(H<S&5[  
template < typename T > sn/^#Aa=N  
  struct result_1 ~ DVAk|fc  
  { g% #" 5Kr  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; !SD?  
} ; >.SU= HG;  
1/3Go97/qV  
template < typename T1, typename T2 > B+wSLi(  
  struct result_2 ' V;cA$ $  
  { H6x~mZu_:T  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @X"p"3V  
} ; a84^"GH7  
`pE~M05  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} %.BbPR7?h  
a{QHv0goG  
template < typename T > ~9p*zC3M  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pA+W 8v#*  
  { sbrU;X_S  
  return fn(pk(t)); x;l\#x/<  
}  .-'  
template < typename T1, typename T2 > Gb<)U[Hfd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t%n1TY,  
  { UBrYN'QRNt  
  return fn(pk(t1, t2)); j{IAZs#@>  
} gpe^G64c`  
} ; IR?ICXmtx  
Y>{K2#k  
 RN'|./N  
一目了然不是么? |%g^6RN  
最后实现bind A /,7%bB1  
wZ,9~P 7  
hUcG3IOBf  
template < typename Func, typename aPicker > ot]E\g+!  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) A{Z=[]r1`E  
  { / ,f*IdB  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); DHW;*A-  
} [P]zdw w#  
Lf&p2p?~c  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?0WJB[/  
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。 <bWhTNOb  
Q_euNoA0  
十一. phoenix [7ZFxr\:!  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9;k_"@A6  
l!<Nw8+U  
for_each(v.begin(), v.end(), E#`=xg  
( 3205gI,  
do_ K~5QL/=1  
[ p}hOkx4R\  
  cout << _1 <<   " , " 7KnZ  
] cj`g)cX|  
.while_( -- _1), :;t*:iG  
cout << var( " \n " ) ec[S?-  
) !iWPldn&]  
); a=&a)FR  
j` 9pZAF  
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: '`#2'MXG  
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 ^1BQejD  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 u{,e8. Z  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Aj#CB.y  
lV: R8^d  
%'nM!7w@I  
template < typename Cond, typename Actor > ^<'5 V)  
class do_while Y'&A~/Adf  
  { `=RJ8u  
Cond cd; Qa~o'  
Actor act; 6&S;Nrg9  
public : rJ4 O_a5/  
template < typename T > Igt:M[ /  
  struct result_1 fD  
  { YQvN;W  
  typedef int result_type; y~w2^VN=  
} ; w7$*J:{  
Q9H~B`\nQ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} D'F =v\P  
f ."bq43(  
template < typename T > 3*"$E_%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^\Nsx)Y;  
  { //nR=Dy{  
  do G4vXPx%a8  
    { A,{X<mLFb  
  act(t); INOw0E[  
  } X(U CN0#  
  while (cd(t)); %|}obiV)  
  return   0 ; ,di'279|  
}  ~Jrtm7  
} ; ]y>)es1  
-Mx"ox  
!Low%rP  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). r5h}o)J  
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。 Sg(fZ' -  
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。 1T a48  
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。 `9n%Dy<  
下面就是产生这个functor的类: 9}Ud'#E  
uV!Ax *'  
L}*:,&Y/  
template < typename Actor > {O9CYP:  
class do_while_actor [x ?38  
  { JziuwL5,  
Actor act; Lg0Vn&k  
public : 8Eyi`~cAiH  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 1O>wXq7q  
Xp@8 vu  
template < typename Cond > A9' [x7N  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; uo;aC$US  
} ; fhw.A5Ck  
aN?{MA\  
~CgKU8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ]ppi962Z  
最后,是那个do_ +dw$IMwb  
tfW/Mf  
swJ3_WhbdT  
class do_while_invoker \Y&*sfQ  
  { `,gGmh  
public : o4,fwPkB  
template < typename Actor > &4Q(>"iL4  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 1OJD!juL$  
  { $_CE!_G&)  
  return do_while_actor < Actor > (act); =p,+a/*  
} W L$nchS9  
} do_; v!n\A}^:  
d0$dQg  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 23 j{bK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 SQhk)S  
最后来说说怎么处理break和continue w DswK "T  
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。 QlmZBqK}&  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五