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
  • 3597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 *M/ :W =,t  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 )<lQJ#L86a  
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, |`xM45  
RO@=&3s  
hd]ts.  
R?IRE91 :  
  class filler Y?3f Fg  
  { [+_>g4M~%  
public : 4fL`.n1^  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} g^^pPV K_  
} ; VVDW=G  
5M/~ |"xk  
dI|D 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: jweX"G54R  
rsq?4+\  
ac\([F-  
Gt+rVJ=v  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); o7s!ti\G  
kD0bdE|  
+I?k8 ',pi  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4,>9N9.?9  
P) cEYk  
!6x7^E;c  
CW2)1%1iz  
二. 战前分析 =t`cHs29  
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。 }*C*!?pcd  
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 3I(;c ,S  
K:^0*5Y-k  
`2hg?(ul  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); w {"1V7|  
  /* --------------------------------------------- */ jwUX?`6jX  
vector < int *> vp( 10 ); I _gE`N  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); R1*4  
/* --------------------------------------------- */ B%tWi  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); i4]oE&G  
/* --------------------------------------------- */ j8nkNE]&   
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Lx tgf2r  
  /* --------------------------------------------- */ @mmnr?_w  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $rlrR'[H  
/* --------------------------------------------- */ y/5GY,z%aL  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Rw|'LaW  
v`{N0R  
x|O^#X(,  
gq"d$Xh$x7  
看了之后,我们可以思考一些问题: E7M_R/7@y  
1._1, _2是什么? >,E^ R`y  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Nk<^ Qv  
2._1 = 1是在做什么? 4"_`Mu_%  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 aZ+><1TD  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 zg H(/@P  
U`lK'..  
tU5uL.( O  
三. 动工 dt^h9I2O  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: fvcS=nRQv  
?^M,Mt  
*yaS^k\  
0y6M;"&~E  
template < typename T > &!OEd ]  
class assignment dFF=-_O>  
  { yIrJaS-  
T value; &w#!   
public : I/%v`[  
assignment( const T & v) : value(v) {}  ?C#E_  
template < typename T2 > E5$]0#jB  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } .] sJl  
} ; ^lAM /  
8;V9%h`P>  
tq}45{FH3  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jn:_2g[  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment |K"Q>V2y  
ZZ7qSyBs?  
7/ ?QZN  
MUAs(M;  
  class holder ,wwO0,"y7  
  { IHYLM;@L  
public : dH!z<~  
template < typename T >  UXs)$  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const xC,x_:R`  
  { xEp?|Q$  
  return assignment < T > (t); Vv45w#w;  
} KWZhCS?[(  
} ; #<S*MGp!=  
qh:Bc$S  
2lCFE)  
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: 3f] ;y<Km  
vWZXb `  
  static holder _1; u0c}[BAF  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 iN[x *A|h  
=9X1+x  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 68Gywk3]=u  
而不用手动写一个函数对象。 BtZ]~S}v  
l2qvYNMw  
N,c!1: b  
D2?H"PH  
四. 问题分析 )63 $,y-;$  
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。 dPwyiV0  
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。 L%T(H<G  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {d'-1z"q  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 pA ~} _  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 >%k6k1CZ  
 k~ ^4  
五. 问题1:一致性 MQQm3VaKS  
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?| R7kkth  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 `o JQA$UD  
m{/( 3  
struct holder %bAQ>E2;m  
  { + cfEyiub  
  // eF,F<IJT{  
  template < typename T > MLu!8dgI  
T &   operator ()( const T & r) const d_,5;M^k  
  { ];OvV ,*  
  return (T & )r; gvA}s/   
} -2M~KlYl  
} ; S^eem_C  
x9vSekV  
这样的话assignment也必须相应改动: G}fB d  
@kWL "yy,  
template < typename Left, typename Right > +e-F`k  
class assignment x#J9GP.  
  { gSz<K.CT  
Left l; x9"Cm;H%  
Right r; H OR8Jwf:  
public : 9{*{Ba  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P.'.KZJ:WD  
template < typename T2 > @up,5`  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } %.Ma_4o Z  
} ; rm8Ys61\=  
+;?mg(:  
同时,holder的operator=也需要改动: @-'a{hBR  
Nmj)TOEPW  
template < typename T > mGjB{Q+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const *M1GVhW(+  
  { :V(LBH0  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 0O9b 7F  
} ~5f&<,p!  
^#Ha H  
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。 >>y`ap2%V  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 H<(F$7Q!\  
68Fl/   
return l(rhs) = r; j uA@"SG  
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。 \c< oVF'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: fF(2bVKP:  
l88=  
template < typename Tp > 2R[v*i^S  
class constant_t a!9'yc  
  { b=,B Le\  
  const Tp t; mn7I# ~  
public : R2,9%!iiX  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} m+<&NDj.  
template < typename T > #\0m(v  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const T/_u;My;  
  { BJj'91B[d  
  return t; i]v3CY|3AI  
} ;W,* B.~  
} ; [';o -c"!  
hdPGqJE  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %Mda<3P  
下面就可以修改holder的operator=了 (S~kyU!)0  
cx\E40WD  
template < typename T > q Gk.7wf%  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Q@VA@N=w  
  { WH:dcU   
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); * Gg7(cnpw  
} Ew/MSl6}  
&C9IR,&  
同时也要修改assignment的operator() EYT^*1,E*  
;6G]~}>o  
template < typename T2 > O[ma% E*0  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } UP-eKK'z  
现在代码看起来就很一致了。 kE&R;T`Gb%  
ZISIW!  
六. 问题2:链式操作 uY]';Ot G  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 . g#}2:3  
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。 4uXGp sL  
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。 X+4Uh I  
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。 9@*pC@I)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct h4hAzFQ.s  
?"yjgt7+y  
template < typename T > !j6 k]BgZ  
struct result_1 LT%~C uf  
  { MhMiSsZ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; o?baiOkH  
} ; . >"xp6  
'12m4quO  
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: JHxcHh  
:Awwt0  
template < typename T > Z",0 $Gxu  
struct   ref 1=5"j]0hY  
  { +^AdD8U  
typedef T & reference; E{,Wp U  
} ; 2*cNd}qr  
template < typename T > >ywl()4O  
struct   ref < T &> 8{>|%M  
  { T9yI%;D  
typedef T & reference; PaTOlHr  
} ; $DDO9  
8-;.Ejz!\A  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,RPb <3 B  
f#s6 'g  
template < typename T > )z7CT|h7S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const `wi+/^);  
  { 1uo- ?k  
  return l(t) = r(t); VzT*^PFBg  
} (Y~/9a4X  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 rmjuNy=(  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =oSD)z1c?x  
+L09^I  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Ftyxz&-4$p  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: zZ[kU1Fyv  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 `{#""I^_  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 AF:_&gF  
最后的布局是: L'wR$  
                Add =c6d $  
              /   \ ^tTM 7  
            Divide   5 }9ulHiR  
            /   \ ) 8xbc&M  
          _1     3 c]*yo  
似乎一切都解决了?不。 R~=c1bpdq  
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。 z(A60b}  
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。 fHaF9o+/b  
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: g0 Q,]\~  
iZ]^JPU}  
template < typename Right > rO}1E<g (  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const %p\ ~  
Right & rt) const Aw7N'0K9UN  
  { $?ss5: S  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?8753{wk  
} ~=yU%5 s@  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 }oD^tU IK  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 61_PSScSY  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 Ja1`S+  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 `@y~JNf!  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 TFHYB9vV  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? @kSfF[4H  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: .nY}_&  
K-'uE)  
template < class Action > 4l0>['K&{  
class picker : public Action W(62.3d~}?  
  { -']Idn6  
public : 3ko h!q+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 5B%KiE&p  
  // all the operator overloaded z^wod  
} ; Lq3<&$  
y_: {p5u  
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。 tO&n$$  
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: "y8W5R5kL4  
TTO8tT3[6}  
template < typename Right > -[*y{K@dh  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 3_RdzW}f  
  { !}} )f/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K7s[Fa6J  
} W /v &V#  
0<V/[$}\D  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > $JOtUB{  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 y:E$n!  
Q0-gU+ig  
template < typename T >   struct picker_maker 1TEKq#t;y  
  { ?* +>T@MH  
typedef picker < constant_t < T >   > result; |7 K>`  
} ; "uplk8iCJ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > _o w7E\70  
  { ByE@4+9  
typedef picker < T > result; [$} \Gv  
} ; _gH$ ,.j/  
Ho#nM_ q  
下面总的结构就有了: zjH8 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。 D_( NLC  
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 v4~CW%Td  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 g\B ? |%  
至此链式操作完美实现。 44 8%yP  
\hBzQ%0  
y.( <  
七. 问题3 gDJ} <^  
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。 InL_JobE8r  
%4R1rUrgt|  
template < typename T1, typename T2 > id,' +<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C`ZU.|R  
  { OGW3Pe0Z'  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); aQHR=.S]X  
} ;eo}/-a_Xw  
^$`mS&3/q  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ;[4=?GL*  
KO`dAB F}  
template < typename T1, typename T2 > Ze/\IBd  
struct result_2 \R9izuc9  
  { [zl4"|_`  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 'Jek< 5  
} ; CY':'aWfa<  
X   
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Y4N7# 5  
这个差事就留给了holder自己。 60n>FQ<  
    2WLLI8  
nWc@ufY  
template < int Order > e KuF7Oo  
class holder; Sz|kXk6&9  
template <> p5"pQe S  
class holder < 1 > %Cj_z  
  { `'3&tAy  
public : w)&4i$Lk6  
template < typename T > 8,F|*YA  
  struct result_1 Aua}.Fl,  
  { UvU@3[fw  
  typedef T & result; $KT)Kz8tF  
} ; )zy ;!  
template < typename T1, typename T2 > <l!:#u  
  struct result_2 tZx}/&m-  
  { amExZ/  
  typedef T1 & result; s;l"'6:_  
} ; & E6V'*<93  
template < typename T > mcidA%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const o&M.9V?~~  
  { _PGd\>Ve  
  return (T & )r; W!"QtEJ,  
} !5h8sD;  
template < typename T1, typename T2 > d"E3ypPK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _B^X3EOc  
  { Xk'Pc0@a  
  return (T1 & )r1; ' -9=>  
} O> _ F   
} ; qnQ".  
Cb|1Jtb  
template <> 2( I4h[  
class holder < 2 > -da: j-_  
  { M/lC&F(  
public : @+~>utr  
template < typename T > y$di_)&g  
  struct result_1 eB_r.R{  
  { +*`kJ)uP  
  typedef T & result; B#`'h~(7  
} ; SmvMjZ+7Y  
template < typename T1, typename T2 > \1#]qs -  
  struct result_2 =z"8#_3A  
  { 8mLW^R:`  
  typedef T2 & result; UqsOG<L'6  
} ; bJ9*z~z)e  
template < typename T > Tb;,t=;u  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1M_Vhs^  
  { liy/uZ  
  return (T & )r; .v}|Tp&k  
} {jwLVKT$  
template < typename T1, typename T2 > x)N QRd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const VR1[-OE  
  { z6;hFcO  
  return (T2 & )r2; oC} u  
} q7_Ttjn-DV  
} ; \et2aX !  
g]N'6La  
tcRJ1:d  
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> >。 a9 q:e  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: oclU)f.,  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: SO STtuT  
")txFe  
return l(i, j) = r(i, j); 9LBZMQ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Dm}M8`|X  
zkqn>  
  return ( int & )i; 4W49*Je  
  return ( int & )j; z%T|L[(6  
最后执行i = j; L A A(2  
可见,参数被正确的选择了。 XpkOCo02  
UU[z\^w| E  
1tI=Dw x  
 .9r85  
Ndb7>"W  
八. 中期总结 qP&:9eL  
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: B/;'D7i|S  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 %I!2dXNFRF  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 [dz3k@ >0  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Rrl  
ZQ*Us*9I  
;PMh>ZE`  
{,*vMQ<^  
3iX\):4  
H[OgnnM  
九. 简化 IoK/2Gp  
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。 <-N2<s l  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 0b n%L~KU  
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: GP %hf{  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |#SZd Xg  
  +-*/&|^等 L@zhbWY  
2. 返回引用。 E]m?R 4  
  =,各种复合赋值等 aHYISjZ]>  
3. 返回固定类型。 -/Wf iE  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) nSBhz  
4. 原样返回。 &dK !+  
  operator, "dDrw ]P;  
5. 返回解引用的类型。 W\w#}kY  
  operator*(单目) 4*E5@{D  
6. 返回地址。 fn5-Tnsq*  
  operator&(单目) nP*%N|0  
7. 下表访问返回类型。 N#-pl:J(  
  operator[] 1 JIU5u)  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ?Y S 3)  
  operator<<和operator>> SA=>9L,2  
M3|G^q:l  
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。 to,\n"$~!  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Fzt?M  
)$df6sq  
template < typename Left > 3/ }  
struct value_return Qr7v^H~E4.  
  { GPL%8 YY  
template < typename T > RB %y($  
  struct result_1 LGZa l&9AY  
  { NV9JMB{q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; K5XW&|tY!  
} ; Av5:/c.B  
C&*1H`n  
template < typename T1, typename T2 > [ >\|QS|  
  struct result_2 ]PoWL;E'  
  { B {:a,V7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 0{8L^ jB/  
} ; %-.;sO=g  
} ; rvd%z7Z1o  
!3mt<i]a"  
#C?M-  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |rZMcl/  
LfFXYX^  
下面我们来剥离functor中的operator() $YcB=l  
首先operator里面的代码全是下面的形式: w( XZSE  
SUUN_w~  
return l(t) op r(t) Q3&q%n|<  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) IVxZ.5:L$  
return op l(t) u Z-ZZE C  
return op l(t1, t2)  <9yh:1"X  
return l(t) op u{\'/c7G  
return l(t1, t2) op S5y.H  
return l(t)[r(t)] zhFm2  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] fbOqxF"?we  
) =29Hm"  
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: rZaO^}u]  
单目: return f(l(t), r(t)); Z f\~Cl  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); fC*cqc~{@  
双目: return f(l(t)); -,p=;t#(  
return f(l(t1, t2)); ZcyGLg0I  
下面就是f的实现,以operator/为例 7>F{.\Z  
vI5lp5( -3  
struct meta_divide p`c_5!H  
  { qa )BbK^i  
template < typename T1, typename T2 > xLOQu.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) je2_ .^  
  { pxd=a!(  
  return t1 / t2; Q-gVg%'7  
} Ihf :k_;  
} ; y*vSt^  
PMB4]p%o  
这个工作可以让宏来做: ow3.jHsLA  
}shxEsq  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ /kkUEo+  
template < typename T1, typename T2 > \ /YF:WKr2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; eJHh}  
以后可以直接用 g]2L[4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) l$/lbwi%  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 wL 4Y%g  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) '=fk;AiQ  
%60 OS3  
0C/ZcfFU~  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 d`B<\Y#{Us  
p T8?z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > RK|*yt"f"  
class unary_op : public Rettype lYQ|NL():  
  { qclc--fsE  
    Left l; }>0>OqvF  
public : yivu|q  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} &.*UVc2+Y  
4.jRTL5-oj  
template < typename T > /]xa}{^B  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9 =;mY  
      { 4#03x:/<\  
      return FuncType::execute(l(t)); =ZIT!B?4  
    } f=R+]XPzz  
gaY&2  
    template < typename T1, typename T2 > i!?gga  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `9J9[!+!`  
      { _2hLc\#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 8a P/vToa  
    } mSxn7LG  
} ; ?s^3 o{!<W  
TD}<U8I8_  
'YNdrvz  
同样还可以申明一个binary_op 1" cv5U  
1w^wa_qx  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > fj5 g\m  
class binary_op : public Rettype X&qx4 DL  
  { !`Rh2g*o9  
    Left l; /;Tc]  
Right r; ([u|j  
public :  XTJD>  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |0y#} |/  
2Kz+COP+  
template < typename T > xZ9:9/Vg  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n_e'n|T  
      { ?W'p&(;  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 3N+lWuE}K  
    } cj8cV|8@  
m,E$KHt (  
    template < typename T1, typename T2 > sV  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .9qK88fUR  
      { lZ\8W^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); S13cQ?4  
    } GrL{q;IO  
} ; ^QRg9s,T<  
|:=o\eu&  
/8h=6"  
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 H0Pxw P>q  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Bvn3:+(47  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) neDXzMxF  
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。 e{P v:jl  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! -Ks>s  
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。。。 w6% Q"%rp  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 m.e]tTe  
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) \WCQ>c?~  
下面是修改过的unary_op v~P,OP("c  
o|(5Sr&H  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > NXY jb(4:  
class unary_op I#M3cI!X?  
  { ;!4gDvm  
Left l; M<fhQJ  
  z*eBjHbF  
public : smQ^(S^  
2@D`^]]  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} do}LaUz  
jmM|on!  
template < typename T > 6Dq4Q|C  
  struct result_1 #.bW9j/  
  { $"^K~5Q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 86r5!@WN  
} ; KQdIG9O+6  
<$(B[T  
template < typename T1, typename T2 > i6`"e[aT[o  
  struct result_2 @p+;iS1}  
  { %iN>4;T8  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z4j6z>qE  
} ; ,BU;i%G&s  
7~/cz_  
template < typename T1, typename T2 > %z><)7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,^#Jw`w^  
  { y/lF1{}5  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); *gbK :*_J  
} \c=I!<9  
-Aj)<KNx[  
template < typename T > (\9`$   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #< im?  
  { 6[> lzEZ  
  return OpClass::execute(lt(t)); X*8y"~X|vq  
} *v>ZE6CL  
-u2i"I730  
} ; n +~Dc[  
xP9(J 0y  
"s*-dZO  
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 J!6FlcsZm  
好啦,现在才真正完美了。 RLB3 -=9t  
现在在picker里面就可以这么添加了: *T|B'80  
~C.*Vc?|  
template < typename Right > 0+1wi4wy/  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 1uw#;3<L  
  { E9HMhUe  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); > VG  
} +L(amq;S  
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。 &NE e-cb[  
X%1TsCKMj  
/:&!o2&1H  
D6sw"V#  
k*.]*]   
十. bind hRcb}>pr  
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。 c?p^!zG  
先来分析一下一段例子 g,Z A\R~  
yBIlwN`kB  
Y?T{>"_W  
int foo( int x, int y) { return x - y;} `BPTcL<W  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 %`vzQt`>  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 w2 )Ro:G  
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。 o u|emAV  
我们来写个简单的。 uy'ghF  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: W? iA P  
对于函数对象类的版本: Qw5nfg3T  
Wgq|Q*  
template < typename Func > IUcL*  
struct functor_trait NWBYpGZx  
  { GXNf@&  
typedef typename Func::result_type result_type; c8qr-x1HG  
} ; !liV Y]  
对于无参数函数的版本: 30Q p^)K  
:QCL9QZ'  
template < typename Ret > ^E !v D  
struct functor_trait < Ret ( * )() > hGRj  
  { XC4Z,,ah"  
typedef Ret result_type; ,g`%+s7u  
} ; c}x1-d8  
对于单参数函数的版本: X'9.fKp  
X|M!Nt0'  
template < typename Ret, typename V1 > VSj!Gm0LB  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ~xH&"1  
  { +Q*`kg'  
typedef Ret result_type; g;IlS*Ld  
} ; ^?69|,  
对于双参数函数的版本: BG{f)2F\  
'm%{Rz>j  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > R;& >PFmq  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <_tmkLeZf  
  { G4&s_ M$  
typedef Ret result_type; DA =U=F  
} ; \>L,X_DL  
等等。。。 5/48w-fnZ  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy q>q:ZV  
0bNvmZ$  
template < typename Func > bm588UQ  
struct func_return +Qs]8*^?;  
  { >%JPgr/ 8  
template < typename T > :NzJvI<  
  struct result_1 Ycm)PU["  
  { R+sT &d  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; @nxo Bc !P  
} ; 4 p_C+4  
&[.5@sv  
template < typename T1, typename T2 > ."K>h3(&V  
  struct result_2 K,f:X g!:  
  { mp|pz%U  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -@uFRQ t  
} ; b^Hr zn  
} ;  idmU.`  
QbU5FPiN  
B( [x8A]  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 :d mE/Tq  
FR(W.5[  
template < typename Func, typename aPicker > =O/Bte.  
class binder_1 vN v?trw  
  { ] !UYl  
Func fn; ~iw&^p|=K  
aPicker pk; rvA>khu0/  
public : HN47/]"*  
;#B(L=/  
template < typename T > I8*VM3  
  struct result_1 ;'!x  
  { ! \] ^c  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; St=nf\P&F  
} ; ;%|im?  
;D5>iek5  
template < typename T1, typename T2 > }E`Y.= S  
  struct result_2 3f|}p{3  
  { mDD.D3RS  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Jx*cq;`Vee  
} ; J5@08 bZm  
pA7-B>Y  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} <Ij!x`MS+  
5'lVh/  
template < typename T > E}^V@ :j>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _sjS'*]  
  { | %_C$s%  
  return fn(pk(t)); *% -<Ldv  
} .soCU8i3  
template < typename T1, typename T2 > &\zYbGU  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F<4rn  
  { ;w{<1NH2+.  
  return fn(pk(t1, t2)); #86N !&x  
} %cNN<x8  
} ; ;5a$ OM  
mrGV{{.  
-15e  
一目了然不是么? !3Dq)ebBz  
最后实现bind o7y<Zd`Bj  
J?4{#p  
H7O~So*N5  
template < typename Func, typename aPicker > =4y gbk  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk)  yCX5 5:  
  { l\U Q2i  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 37bMe@W  
} Iil2R}1  
WR+j?Fcf  
2个以上参数的bind可以同理实现。 #-az]s|N  
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。 ^[ae )}  
{9IRW\kn  
十一. phoenix W5j wD  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: , 3R=8  
X<ex >sM  
for_each(v.begin(), v.end(), ;W|kc</R*  
( UhB +c  
do_ ?7\V)$00(&  
[ o<g?*"TRh  
  cout << _1 <<   " , " iAd&o `C  
] 2w>%-_]u+  
.while_( -- _1), W 4{ T<  
cout << var( " \n " ) ET*A0rt  
) .[={Yx0!I  
); Po>6I0y  
SA, ~q&  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: t@KTiJI ]  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor [o^$WL?c  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 o Rfb4+H&  
那么我们就照着这个思路来实现吧: h*%p%t<  
:@w~*eK~  
:J;U~emq  
template < typename Cond, typename Actor > HOW<IZ^  
class do_while BD6!,  
  { H`[FC|RYyE  
Cond cd; |$.?(FZYu  
Actor act; z:'m50'  
public : D@=]mh6vl  
template < typename T > WC_.j^sW  
  struct result_1 G/ x6zdk  
  { 2"0VXtv6  
  typedef int result_type; gI:g/ R  
} ; !G%!zNA S  
bGh&@&dHr  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} &+9 ;  
]dycesc'  
template < typename T > \Y#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _KRnx-  
  { =lNW1J\SW  
  do V[ UOlJ  
    { @Z]0c=-+  
  act(t); bR`5g  
  } -]%EX:bm  
  while (cd(t)); _JH.&8  
  return   0 ; ,>|tQ'  
} 2%/F`_XbP  
} ; O:]']' /  
1N/4W6  
<Qq {&,Le  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). QPy h.9:N  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 DpHubqWz  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 LP3#f{U  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 W3i<Unq  
下面就是产生这个functor的类: 0+&WIs  
 &_)P)L  
UG vIHm  
template < typename Actor > sbvP1|P8%  
class do_while_actor 97c0bgI!+  
  { =B&|\2`{)  
Actor act; (o>N*?, }  
public : ~|u;z,\  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0GMb?/   
/cS8@)e4  
template < typename Cond > \mF-L,yu  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; <XL%*  
} ; 6 `6 I<OJ\  
Z@Rqm:e  
/X8a3Eqp9  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 mtUiO p  
最后,是那个do_ COi15( G2  
m?-)SA  
w+m7jn!$  
class do_while_invoker 4'faE="1)S  
  { Fd8nR9A  
public : d /jx8(0  
template < typename Actor > dcKpsX  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const u7!gF&tA  
  {  2_$8Ga  
  return do_while_actor < Actor > (act); `!8\ |/  
} |\bNFnn(  
} do_; c coi  
~HY)$Yp;  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? e_-g|ukC  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ]W3u~T*  
最后来说说怎么处理break和continue df{?E):  
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。 n%r>W^2j  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五