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
  • 6754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 @V*dF|# /  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 6TW7E }a.  
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, >aVgI<  
7QsD"rL  
*|A QV:  
o <q*3L5  
  class filler E8# >k  
  { OBWWcL-  
public : ^LMgOA(7  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} p>B2bv+L  
} ; [*',pG  
eTuqK23  
r`O Yq  
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: ukWn@q*  
&3Zq1o  
9@ tp#  
Y9+_MxC"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 3z+l-QO8  
k +-w%  
g$nS6w|5H  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vi,hWz8WB  
~e{ @5.g  
`%C-7D'?  
9njl,Q:  
二. 战前分析 HK@ij,px  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 cl4E6\?z  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 j6rNt|  
V ;T :Q%  
4qQ,1&!]S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); PMzPj,  
  /* --------------------------------------------- */ g52a vG  
vector < int *> vp( 10 ); 3nxG>D7  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); zCx4DN`  
/* --------------------------------------------- */ [{x}# oRSE  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); >L7s[vKn  
/* --------------------------------------------- */ ;5[KZ8j6Y  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  F!omkN  
  /* --------------------------------------------- */ ym%UuC3^w  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 8Lo#{`  
/* --------------------------------------------- */ *r7v Dc  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); FKa";f"  
{Cx5m   
k:@DK9 "^  
?e7]U*jEU  
看了之后,我们可以思考一些问题: .fA*WQ!lb  
1._1, _2是什么? ud1M-lY\U  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 3*b5V<}'|  
2._1 = 1是在做什么? HgI!q<)  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ]-fkmnmWX  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 \o9 \i kR  
u;#]eUk9}  
9"[;ld<  
三. 动工 @-N` W9  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vF$i"^;tJ;  
N ##`  
.g*j]!_]  
MK$u }G  
template < typename T > Tb/TP3N  
class assignment I[ \~ pi,  
  { eI #Gx_mg  
T value; yV30x9i!2  
public : eL!41_QI  
assignment( const T & v) : value(v) {} 1H)mJVIKkB  
template < typename T2 > 4w4B\Na>l  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } VJh8`PVX  
} ; `?Rq44=  
:!ya&o  
6% D9;-N)  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 d_RgKdR )k  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JTlk[ c  
r-2k<#^r  
s0kp(t!fiu  
OMGggg  
  class holder D7Q+w  
  { G)3I+uxn  
public : 1+o]+Jz|  
template < typename T > 6|TSH$w_  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const }Q7y tE  
  { 3Ob.OwA  
  return assignment < T > (t); 9g92eKS  
} u8e_Lqx?  
} ; L9x-90'q,  
&)eg3P)7  
@KG0QHyiU  
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: s -i|P  
Jh[0xb  
  static holder _1; HpwMm^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?KT{H( rU  
q76POytV|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0=d2_YzSf  
而不用手动写一个函数对象。 _k-_&PR  
QFh1sb)]d)  
_z5/&tm_H  
5dBftTv?  
四. 问题分析 *zfgO pK  
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。 $ /VQsb  
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。 UA[`{rf  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 =TB_|`5;j  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 xn8K OwX%  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 j!;LN)s@?  
<,d550GSm  
五. 问题1:一致性 mh }M|h5Im  
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?| |diI(2w  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Uj@th  
lFBdiIw  
struct holder m 0HK1'  
  { =w2 4(S  
  // K+g[E<x\=  
  template < typename T > Hq@+m!  
T &   operator ()( const T & r) const sJHVnMA  
  { _k84#E0  
  return (T & )r; ^@fD{]I  
} /qpSmRL  
} ; 4vhf!!1  
^BsT>VSH6  
这样的话assignment也必须相应改动: >KKWhJ  
m*0YMS>Y |  
template < typename Left, typename Right > =?sG~  
class assignment *D5 xbkH=.  
  { yR[6s#F/h  
Left l; LG}{ibB  
Right r; D:P(;  
public : 9#8vPjXW}.  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} jP@ @<dt  
template < typename T2 > 0Tj,TF  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } }T5@P {3P3  
} ; 72HA.!ry  
`[ZswLE  
同时,holder的operator=也需要改动: A;AQw  
%ms%0%  
template < typename T > lyn%r  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const y6(PG:L  
  { -L2.cN_  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 3(YvqPp&  
} osC?2.  
@]uqC~a^  
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。 yT ^x0?U  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tE*BZXBlm  
bWSN]]e1#  
return l(rhs) = r; !'f7;%7s  
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。 f*k7 @[rSv  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: g`fG84  
dsTX?E<R  
template < typename Tp > Y RZ\nun  
class constant_t 8Vu@awz{L  
  { 2D 4,#X  
  const Tp t; fA=Z):w  
public : 0`/G(ukO  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} =<]`'15"V  
template < typename T > vQWmHv\P  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const s'HsLe0|  
  { 2z>-H595az  
  return t; {FI zoR"  
} c 4z&HQd  
} ; \Qml~?$@lH  
?Y"%BS+pt  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 T zL|{9  
下面就可以修改holder的operator=了 Q-x>yau"  
20Zxv!  
template < typename T > zx@!8Z  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const IQ&PPC  
  { Vr2A7kq  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); N+&uR!:.C  
} |E+.y&0;  
CR4O#f8\  
同时也要修改assignment的operator() Vh-8pF t  
HZ3;2k  
template < typename T2 > 77\+V 0cF  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } f:Pl Mv!{  
现在代码看起来就很一致了。 fHiL%]z  
\$9C1@B@  
六. 问题2:链式操作 o z*;q]  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 s;A7:_z#7  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 8Lgt  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 HK )m^!=  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 i l^;2`]&  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct v_KO xV:<`  
!wp1Df[  
template < typename T > A]c'T T@6  
struct result_1 ixA.b#!1  
  { TcZ.5Oe6h#  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; T)P)B6q   
} ; [!uzXVS3  
!!\}-r^y%  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: @c^ Dl  
L:HvrB~  
template < typename T > \'~ E%=Q  
struct   ref [}szM^  
  { s)Y1%#  
typedef T & reference; _}R9!R0O  
} ; Sp>g77@  
template < typename T > ,rMDGZm?  
struct   ref < T &> }y6)d.  
  { 3sr_V~cZ9  
typedef T & reference; "$(+M t^  
} ; \3hA_{ w  
xM%4/QE+  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ROFZ*@CH<  
|Gic79b  
template < typename T > vM/*S 6[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9gg{i6  
  { rZ?:$],U!  
  return l(t) = r(t); 7^><Vh"qV  
} Cd*h4Q]S  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Y,s EM%  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 t"$~o:U&)  
tA#Pc6zBuC  
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~,|N>w  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: *73gp  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 l@);U%\pS  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 o-6d$c}{f  
最后的布局是: Gd!-fqNa'x  
                Add -PV1x1|  
              /   \ X%b1KG|#(  
            Divide   5 irQ'Rm [  
            /   \ ZR!8hw8  
          _1     3 ^Wld6:L{I  
似乎一切都解决了?不。 4<Vi`X7[F  
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。 V}V->j*  
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。 necY/&Ld-  
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: iaL@- dg  
vh\i ^  
template < typename Right > e \Qys<2r  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const h~>1 -T8  
Right & rt) const t9`{^<LH  
  { .HZd.*  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $0[T<]{/?  
} ZN8j})lE  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 =2&\<Q_Fi  
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。 3%*igpj\)  
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。 %"`p&aE:  
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。 4K^cj2 X  
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。 \dHqCQ  
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? B''yW{  
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: %DSr@IX  
_9>,9aL  
template < class Action > }<WJR Y6j  
class picker : public Action eu5te0{G  
  { )|*Qs${tF  
public : Nk9=A4=|  
picker( const Action & act) : Action(act) {} p -$C*0{  
  // all the operator overloaded [+o{0o>  
} ; d[t0K]  
9p8ajlYg,  
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。 o"JH B  
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: o(ow{S@=4  
i~Tt\UA>  
template < typename Right >  J#` 7!  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ,g?ny<#o  
  { >7BP}5`.;  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); e]1=&:eX#d  
} C@Wzg  
GXZ="3W |  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 0#NMNZ  
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。 eP2Q2C8g  
K#A&  
template < typename T >   struct picker_maker o'lG9ePM|  
  { "[ LUv5  
typedef picker < constant_t < T >   > result; E6GubU  
} ; 4(\1z6?D  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ^x&x|ckR!  
  { ).kU7;0  
typedef picker < T > result; O ?T~>|  
} ; b]]k\b  
9SeGkwec?$  
下面总的结构就有了:  _ %mm  
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。 2- L-=0  
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。 |Kd6.Mx  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 1tXc7NA<  
至此链式操作完美实现。 k Fl* Im  
MLr L"I"  
O5du3[2x7a  
七. 问题3 }F1Asn  
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。 iY>x x~V  
F-@y H  
template < typename T1, typename T2 > s-*N_Dv  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KdR\a&[MA  
  { <@`K^g;W  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 5S? "<+J'  
} yHM2 9fEZk  
cMi9 Z]  
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: =pe O %  
Yaq0mef0  
template < typename T1, typename T2 > RCqL~7C+ k  
struct result_2 ruqE]Hx9(  
  { r;f\^hVy  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; R&s/s`pLW  
} ; 6Hc25NuQZ  
akw:3+`  
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? .~'q yD2V  
这个差事就留给了holder自己。 Q3lVx5G>4  
    y3*IF2G  
JBQ>"X^  
template < int Order > yMNOjs'c {  
class holder; $.DD^ "9  
template <> 3!;o\bgK  
class holder < 1 > O'S xTwO  
  { s5 Fn("h]n  
public : ,[m4+6G5  
template < typename T > -'W:P'BG  
  struct result_1 =L$RY2S"  
  { 7.5\LTM>9e  
  typedef T & result; K6<1&  
} ; hy"p8j7_  
template < typename T1, typename T2 > etW-gbr  
  struct result_2 RkdAzv!Y7  
  { 7Ph+Vs+h  
  typedef T1 & result; Z?",+|4  
} ; Q[O U`   
template < typename T > S4O:?^28  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const XeBSHvO_  
  { 4ri)%dl1  
  return (T & )r; Pb D|7IM  
} ;rta#pRn  
template < typename T1, typename T2 > = &aD!nTx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8<^6<c  
  { D+_PyK~ jc  
  return (T1 & )r1; [laX~(ND{  
} fs]Zw mA^  
} ;  K[TMTn  
Tf[-8H<  
template <> ]i]sgg[  
class holder < 2 > f{Y|FjPp=E  
  { *t|j+*c}  
public : u&I~%s  
template < typename T > uJp}9B60_  
  struct result_1 <F.Ol/'h  
  {  Ez1*}  
  typedef T & result; qV$',U*+T  
} ; t_VHw'~"  
template < typename T1, typename T2 > %J%gXk}]  
  struct result_2 ?R{?Qv  
  { f,a4LF  
  typedef T2 & result; WE~3(rs#X#  
} ; \M532_w  
template < typename T > 7<:w-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const et ~gO!1:*  
  { z=Vvb  
  return (T & )r; &% r#eB?7  
} FfgJ 2y  
template < typename T1, typename T2 > xNqQbk F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Sf'5/9<DW+  
  { A>g$[  
  return (T2 & )r2; gX _BJ6  
} |8`;55G  
} ; r;T/  
v#+w<gRq  
IP;@unBl  
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> >。 qtH&]Suu,  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 9f6TFdUi"y  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: *_wef/==  
)|a9Z~#x  
return l(i, j) = r(i, j); XZ&v3ul  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) PC_4#6^5  
zB$6e!fc  
  return ( int & )i; ge oN4  
  return ( int & )j; _Usg`ax-  
最后执行i = j; G!;[If :<e  
可见,参数被正确的选择了。 a*[\edcHU  
|)-:w?  
&P3vcB  
e`Yns$x  
KRZV9AJ  
八. 中期总结  :Y3?,  
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: K)@}Ok"#\4  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 pzr-}>xrZ  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 w$ {  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor B~#@fIL  
G]1pGA;  
//@=Q!MW  
7$=@q|$  
xH[yIfHkG@  
\^4$}@*]  
九. 简化 @GtZK  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 vNSf:5H$  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 >2 qP  
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-U8KI|  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 1[`<JCFClc  
  +-*/&|^等 .A/H+.H;  
2. 返回引用。 9Ol_z\5  
  =,各种复合赋值等 }z+"3A|  
3. 返回固定类型。 uP2a\C,$  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ,P@-DDJ  
4. 原样返回。  0QqzS  
  operator, J6ShIPc  
5. 返回解引用的类型。 MjC%6%HI  
  operator*(单目) <SZO- -+lB  
6. 返回地址。 CZRo{2!?U  
  operator&(单目) f {Z%:H  
7. 下表访问返回类型。 i%4k5[f.:  
  operator[] ?(8%SPRk  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >1G*ya)  
  operator<<和operator>> 8G] m7Z  
eI rmD  
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。 E2H<{Q   
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ;OU>AnWr(&  
{FY[|:Cp  
template < typename Left > A=d$ir K[  
struct value_return )2Ru!l#  
  { R 0HVLQI  
template < typename T > 2 RUR=%C  
  struct result_1 )NmlV99q  
  { <Iyot]E  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [RPAkp  
} ; KI@    
E+ 3yN\X(  
template < typename T1, typename T2 > (2bZ]  
  struct result_2 ]'!xc9KGR  
  { "=\_++  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; oXlxPN39  
} ; fCf#zV[  
} ; W#jZRviyq!  
.n& Cq+U;  
~/jxB)t  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait  /E{dM2  
\btR^;_\A  
下面我们来剥离functor中的operator()  ;[KriW  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ca/o#9:N`:  
nOal7BNN  
return l(t) op r(t) d9-mWz(V+  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) k/_8!^:'  
return op l(t) Uy59zB2|=  
return op l(t1, t2) ^/C $L8#  
return l(t) op Go\} A:|s  
return l(t1, t2) op }x?H ~QQT  
return l(t)[r(t)] p37zz4  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] MO~~=]Y'  
+eBMn(7Cgv  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: =qp}p'BYe  
单目: return f(l(t), r(t)); c/=y*2,zo  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9jMC |oE  
双目: return f(l(t)); 7O+Ij9+{n  
return f(l(t1, t2)); @Xve qUUU  
下面就是f的实现,以operator/为例 ;;YcuzQI3  
?{"XrQw  
struct meta_divide 7bonOt Y  
  { ,yk PQzO  
template < typename T1, typename T2 > 3"'# |6O9  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) lk[G;=K:.  
  { ~IlF*Zz#}6  
  return t1 / t2; ){+[$@9  
} 'T)Or,d  
} ; msc 1^2  
DHm[8 Qp  
这个工作可以让宏来做: ~*7O(8  
3tT|9Tb@  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ cQ(}^KO  
template < typename T1, typename T2 > \ 7_Ba3+9jpa  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3:[!t%Yb  
以后可以直接用 (px*R~}  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Yzj%{fkh  
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 G&x'=dJ  
(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。。。) jDlA<1  
T!l mO?Q  
Lw>-7)  
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 VLcyPM@"Q!  
 r=fE8[,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8To7c  
class unary_op : public Rettype j\2] M  
  { XnBm`vk?V!  
    Left l; sS, zzx<  
public : `[WyH O|8  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} <fNGhmL  
luW <V>  
template < typename T > (E!%v`_0  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RK?jtb=&A  
      { U? 8i'5)  
      return FuncType::execute(l(t)); H}vn$$ O  
    } "E.\6sC  
K<c2PFo)Q  
    template < typename T1, typename T2 > %VzYqj_P"  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :I2H&,JT  
      { !0`lu_ZN  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); {3_Gjb5\\4  
    } mv{<'  
} ; M9gOoYf,~  
>yX/+p_  
WPIZi[hBs  
同样还可以申明一个binary_op Q\H_t)-  
JlUb0{8PE  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Q*gnAi&.#  
class binary_op : public Rettype (}G!np  
  { 4iwf\#  
    Left l; |7y6 pz  
Right r; L ${m/@9  
public : Uls+n@\!  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} MZ WmlJ   
E$ {J  
template < typename T > #00D?nC  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K!p,x;YX  
      { 0*/kGvw`i  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Y17hOKc`  
    } Y~}5axSPH  
ul$,q05nb  
    template < typename T1, typename T2 > nWk e#{[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H;QA@tF>5  
      { :5jexz."M  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); P].eAAXnP  
    } 9mDn KW  
} ; 0'`S,  
`Ug tvo  
eeW`JG-E  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ?_%u)S*g  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 n}JPYu  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ALXTR%f  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 b1xpz1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! |NJ}F@t/5  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 w^Ag]HZN  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ~>g+2]Bn>$  
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) f}iU& 3S  
下面是修改过的unary_op g5Hr7K m  
R 5(F)abi  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > n1,S_Hs  
class unary_op :RiF3h(  
  { k"0;D-lTZ>  
Left l; 8vSIf+  
  @PX\{6&  
public : wXbsS)#/  
Xb,T{.3@  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} "}zt`3  
Q|c|2byb  
template < typename T > X{\jK]O  
  struct result_1 ix&'0IrX*  
  { `*_CElpP"  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; T$mbk3P  
} ; 8:dQ._#v  
p$XKlg&  
template < typename T1, typename T2 > i\Wdo/c-H  
  struct result_2 s`;f2B/|  
  { iKAusWj  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |8U;m:AS  
} ; o35fifM`  
[Y/:@t"2y  
template < typename T1, typename T2 > L'E^c,-x~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >cgpajx*  
  { rQr!R$t/[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Z a(|(M H  
} z9 ($.  
{/ 2E*|W~I  
template < typename T > L0"~[zB]N  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Dl,`\b@Fw3  
  { RN9;kB)c  
  return OpClass::execute(lt(t)); (kw5>c7  
} |He=LQ }0  
T?wzwGp-[  
} ; qLK?%?.N<  
3)N\'xFh@  
l,`!rF_  
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 rx!=q8=0R  
好啦,现在才真正完美了。 [TTSA2  
现在在picker里面就可以这么添加了: z&}-8JykH  
DBgMC"_   
template < typename Right > L%h/OD  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const eV};9VJ$F  
  { ~Xv=9@,h  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); m%r/O&g  
} Zv!{{XO2;  
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。 K=\O5#F?3  
K8[DZ)rO;Z  
%X1x4t]  
(z7+|JE.  
egR-w[{  
十. bind tWPO]3hW  
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。 r4XH =  
先来分析一下一段例子 N#z~  
q3w1GD  
EbQa?  
int foo( int x, int y) { return x - y;} X[3}?,aqL  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 9pSUIl9|j  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 |U' I/A  
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。 m`A% p  
我们来写个简单的。 E-2 eOT  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: A%bCMP  
对于函数对象类的版本: 2N [=  
b/("Y.r=  
template < typename Func > $'wq1u  
struct functor_trait `` K#}3  
  { F7}-!  
typedef typename Func::result_type result_type; ^QX bJJ  
} ; 1NLg _UBOK  
对于无参数函数的版本: ~/#1G.H  
PAF8W lg  
template < typename Ret > gE7L L=x  
struct functor_trait < Ret ( * )() > b1?xeG#  
  { \IM4Z|NN"  
typedef Ret result_type; p*3; hGp6  
} ; PL=^}{r  
对于单参数函数的版本: KLWDo%%u  
BOVPKX  
template < typename Ret, typename V1 > Dt}rR[yJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ?}P5p^6  
  { z?]G3$i(  
typedef Ret result_type; 19e8  
} ; 6sfwlT  
对于双参数函数的版本: fz_nsVD  
Yl cbW0'c  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > N_C;&hJN$w  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 'fd1Pj9~$  
  { ( )T[$.(  
typedef Ret result_type; 15\Ph[6g  
} ; *?p|F&J  
等等。。。 0ezYdS~o  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy +>f<EPGn  
W&Y"K)`  
template < typename Func > (=x"Y{%  
struct func_return S_(d9GK<  
  { je,}_:7  
template < typename T > |,C#:"z;  
  struct result_1 Av J4\  
  { I3b"|%  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; xl9aV\W  
} ; D=f7NVc>Q  
YvL?j  
template < typename T1, typename T2 > $rB3m~c|  
  struct result_2 ]jMKC8uz  
  { El_Qk[X|A  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; N3BL3:@O  
} ; y^>Q/H\  
} ; h!@,8y[B  
kh$_!BT  
PG%0yv%  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 IXLO>>`  
Z4TL6 ]^R  
template < typename Func, typename aPicker > .1 )RW5|c  
class binder_1 ~`8hwR1&z  
  { xg`h40c  
Func fn; /lhz],w  
aPicker pk; F t&+vS  
public : unl1*4e+  
V)M1YZV{  
template < typename T > +]xFoH  
  struct result_1 y8Xv~4qQW  
  { >T3H qYX5W  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6SM:x]`##,  
} ; ;#+0L$<t  
>>Ar$  
template < typename T1, typename T2 > FjfN3#qlg  
  struct result_2 0*%&>  
  { y7\"[<E`(V  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n^(A=G  
} ; bKVj[r8D~  
K<sC F[  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} $& ~;@*[  
,<,:8B  
template < typename T > #G]!%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e;YW6}'}  
  { 7^TV~E#  
  return fn(pk(t)); 4NR@u\S  
} a~LC+8|JW  
template < typename T1, typename T2 > <G8w[hs  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &NZfJs  
  { |+IZS/W"  
  return fn(pk(t1, t2)); E4.SF|=x  
} h~Q)Uy5N(D  
} ; uYG^Pc^v  
neF]=uCWnT  
<-Bx&Q  
一目了然不是么? yR~-k?7b  
最后实现bind 1t[j"CG(o  
{NM+Oj,~'  
V:NI4dv/R  
template < typename Func, typename aPicker > U!w1AY|  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) >k7q g$  
  { $K~LM8_CKy  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); $3+PbYY  
} ,"}Rg1\4t  
N6oq90G  
2个以上参数的bind可以同理实现。 SU_SU".  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 4pz|1Hw7  
}f>H\iJe  
十一. phoenix 8t"~Om5sG  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: C R<`ZNuWz  
s$h] G[x  
for_each(v.begin(), v.end(), p^m5`{1]x  
( -5G)?J/*  
do_ uUR~&8ERX  
[ %%%fL;-y  
  cout << _1 <<   " , " Pj#'}ru!  
] wYsZM/lw  
.while_( -- _1), 5m$2Ku  
cout << var( " \n " ) |w}w.%  
) em@EDMvI  
);  Wa/g`}  
P3tx|:gV  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: TTNk r`  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor E|"=. T  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 i?;r7>  
那么我们就照着这个思路来实现吧: wz8PtfZ  
y k161\  
t/i5,le  
template < typename Cond, typename Actor > L7Dh(y=;7  
class do_while r~[vaQQ6L  
  { ig"uXs  
Cond cd; [}mA`5  
Actor act; r WtZj}A  
public : uw\1b.r'B  
template < typename T > [ANuBNF  
  struct result_1 6x{<e4<n  
  { I lR\  #  
  typedef int result_type; yQS+P8x&|]  
} ; wl=61 Mb  
sf} Dh  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} JD>d\z2QC  
Ha>*?`?yI  
template < typename T > xk~IN%\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EfLO5$?rm  
  { < O*6 T%;  
  do .uo.N   
    { `WEZ"5n  
  act(t); 9D\4n  
  } 2U kK0ls  
  while (cd(t)); G%p~m%zIK  
  return   0 ; K?x,T8<aW  
} >r/rc`Q  
} ; txql 2  
mwv(j_  
0X2@CPIFf  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ;#GoGb4AM  
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。 | aQ"3d  
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。 _:n b&B  
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。 FUK3)lT  
下面就是产生这个functor的类: gJt`?8t  
jdeV|H} u  
stl 1Q O(h  
template < typename Actor > # M, 7  
class do_while_actor h+.{2^x  
  { 0X8t>#uF  
Actor act; !{et8F@d|  
public : %m,6}yt  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} })xp%<`  
<`X"}I3 ba  
template < typename Cond > $\o {_?}1  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; a ?} .Fs  
} ; oeSN9O  
FLal}80.o:  
p;)"  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 $w)~O<_U  
最后,是那个do_ s..lK "b  
N/YWby=H  
G2 ]H6G$M  
class do_while_invoker [%~ :@m  
  { (YBMsh  
public : yw[#  
template < typename Actor > +;BAV  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Tm^89I]L  
  { #1c]PX  
  return do_while_actor < Actor > (act); h2z_,`iS7  
} =@Dwlze  
} do_; fy@avo9  
<99M@ cF  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 7A\Cbu2tf  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ` 8W*  
最后来说说怎么处理break和continue g 6]epp[8  
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。 .Xm(D>>k  
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