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
  • 5698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 JV Fn=Mw  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 P|_>M SO1'  
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, A$Mmnu%  
hdp;/Qz&  
k/?5Fs!#  
fn(KmuNA  
  class filler mTT1,|  
  { lO9ML-8C1  
public : 9H$#c_zrq  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Dx/BxqG6}_  
} ; >fPa>[_1  
Jc"xH~,  
#TM+Vd$  
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: \L-o>O  
L]3 V)`}  
!v;N@C3C  
i<l_z&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); p?2 \9C4  
9^,MC&eb  
5fMVjd  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 w xKlBx7  
$DeHo"mg7m  
DpH+lpC  
/-)\$T1d  
二. 战前分析 _SC{nZ[  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 _8Cw_  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 :3J, t//c  
tAO,s ZW  
(pN:ET B  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); DJvmwFx  
  /* --------------------------------------------- */ bfcQ(m5  
vector < int *> vp( 10 ); 1t wC-rC  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ul$k xc=N  
/* --------------------------------------------- */ k!l\|~  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }W^%5o87{  
/* --------------------------------------------- */ \H^DiF%f9  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); t% Sgw%f  
  /* --------------------------------------------- */ d$qivct  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $`,10uw  
/* --------------------------------------------- */ jYDpJ##Zb  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $p:RnH\H1  
@lpo$lN0R  
'/8{Mx+  
 @oE^(  
看了之后,我们可以思考一些问题: 5My4a9  
1._1, _2是什么? 3,`I\>No  
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。 }7?_>  
2._1 = 1是在做什么? 3-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。 'D_a2xo0  
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。 K#Ia19au5  
o;#:%  
wW &q)WOi  
三. 动工 m1bkY#\ U|  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: )Y4;@pEU  
Z~R7 G  
8/W(jVO(-  
#+CH0Z  
template < typename T > M3q%(!2  
class assignment ZHu"& &  
  { 8XfhXm>~  
T value; 6g*?(Y][  
public : 0'wchy>  
assignment( const T & v) : value(v) {} /q1k)4?E  
template < typename T2 > (\8IgQ{  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ?D>%+rK8c  
} ; l4Au{%j\  
UHyGW$B  
K HyVI6N[  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 } H#C<:A  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <JUumrEo  
9'5<b  
%CoO-1@C  
^8.s"4{  
  class holder K<wg-JgA  
  { ;t~Y>,  
public : tJe5`L  
template < typename T > g)dKXsy(F  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const +MR]h [  
  { B,V:Qs6"  
  return assignment < T > (t); z`H|]${X  
} L;\f^v(  
} ; >O]u4G!  
/07iQcT(  
M{z&h>  
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:  "tT68  
OYyF*F&S[  
  static holder _1; 4Sz2 9\X  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3>>Ca;>$  
|zbM$37 ?k  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); `\beQ(g  
而不用手动写一个函数对象。 B#]:1:Qn  
0VnRtLnqI  
j'x@P+A  
V= g u'~  
四. 问题分析 lb{X6_.  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 f4O}WU}l{s  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Aflf]G1  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [jz@d\k$_  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [_`<<!u>-  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ! FVD_8  
lFp:F5  
五. 问题1:一致性 yxtfyf|9 '  
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?| FM=XoMP q  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }0Q T5   
FKtG  
struct holder }S"qU]>8a  
  { sa}.o ZpQ  
  // ~ #jnkD  
  template < typename T > ~OMo$qt`lP  
T &   operator ()( const T & r) const 2Akh/pb  
  { _Tf %<E  
  return (T & )r; !'C8sNs  
} au E8 ^|  
} ; Sim$:5P  
bzaweA H  
这样的话assignment也必须相应改动: ;Kh[6{W  
hWiHKR]  
template < typename Left, typename Right > F0wW3+G  
class assignment bw)E;1zo  
  { _}gfec4o  
Left l; r]'[qaP  
Right r; 4av  
public : F=?GV\Tw  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} S\ K[l/  
template < typename T2 > *Z+U}QhHD6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } qYPgn _  
} ; T2A74>Nw  
&p+2Vz{  
同时,holder的operator=也需要改动: J|@O4 g   
O) )j  
template < typename T > vl!o^_70(  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ]M 2n%9  
  { sHPlNwyy  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); S"fqE%  
} gk}.L E  
<vzU}JA\  
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。 cpH*!*S  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 &?I3xzvK  
kaRjv   
return l(rhs) = r; bo??9 1B^7  
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。 Gx|/ Jq  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Va4AE)[/*  
?'>[n m  
template < typename Tp > o9v.]tb  
class constant_t b%X<'8 z9Z  
  { +3pfBE|  
  const Tp t; :4>LtfA  
public : %+dRjG~TB  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} }5d|y*  
template < typename T >  "2 }n(8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const dCWq~[[  
  { /AIFgsaY  
  return t; >p3S,2SM  
} m~@Lt~LZs  
} ; L(/wsw~y*  
;?gR,AKZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 R?] S<Z  
下面就可以修改holder的operator=了 kqCUr|M.P  
"-Uqv@  
template < typename T > rD>q/,X=\  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 3ZAzv en  
  { Ct0%3]<J  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); !/"y  
} ?o d*"M  
ab5i7@Ed  
同时也要修改assignment的operator() pS!N<;OWr  
,27=i>>  
template < typename T2 > ([hd  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } VjSA& R  
现在代码看起来就很一致了。 Z-i$KF  
\U?{m)N  
六. 问题2:链式操作 FFc?Av?_  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 (!<G` ;}u  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 rzKn5Z  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 &^ =Y76  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 jE$]Z(Ab  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct %U$%x  
&wB?ks  
template < typename T > 5{#ya 2  
struct result_1 WtbOm  
  { j,g.Eo  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ^^(4xHN  
} ; YfH+kDT  
3q1u9`4;  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: Il#9t?/  
;<v9i#K5  
template < typename T > K/LoHWy+n*  
struct   ref OSCeTkR  
  { g8;JpPw  
typedef T & reference; 0Yc#fD  
} ; j=w`%nh4"f  
template < typename T > @33-UP9o  
struct   ref < T &> aEqDxr6  
  { J_ `\}55n  
typedef T & reference; E9S&UU,K  
} ; 51x)fZQ  
f<( ysl1[  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: " ZFK-jn/  
24/ ^_Td  
template < typename T > wz 5*?[4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const qn@:A2e d  
  { (B;rjpK  
  return l(t) = r(t); !4 G9`>n  
} v"smmQZik  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 NpYzN|W:  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 "npLl]XM  
m-!Uy$yM  
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 626 !6E;T  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: NX:i]t  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 - AxO1 qO  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 [P746b_\e  
最后的布局是: @I|gA  
                Add / L/hR4  
              /   \ gEU|Bx/!=  
            Divide   5 TwXqk>J  
            /   \ + %07J6  
          _1     3 o@KK/f  
似乎一切都解决了?不。 -:o4|&g<*  
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/Y~rf  
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。 *_7%n-k  
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: %2D9]L2Up  
2bk~6Osp  
template < typename Right > F"Y.'my8  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const UMbM3m=\  
Right & rt) const &I$MV5)u  
  { f?A1=lm~  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qx~-(|s`H  
} fSFb)+  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /&#Gh?z  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 U6@Hgi>  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 t\$P*_  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Yq?FiE0  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 k*3F7']8  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? <,!e*V*U  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: vC9Qe ]f  
RrGFGn{  
template < class Action > '-7rHx  
class picker : public Action  bK|I  
  { A+&^As2  
public : BB694   
picker( const Action & act) : Action(act) {} LzW8)<N  
  // all the operator overloaded jLRh/pbz4  
} ; m ["`Op4  
+I {ZW}rA  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 zMf .  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: #Jo#[-r  
dC7YVs_,#  
template < typename Right > >vPDF+u  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Oist>A$Z  
  { AUm"^-@x#>  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); j<-#a^jb  
}  Ip0~  
qBKRm0<W  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ;|.^_Xs  
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。 F?wfh7q  
wMB. p2  
template < typename T >   struct picker_maker *,:>EcDr  
  { S~9K'\vO  
typedef picker < constant_t < T >   > result; G>/Gw90E  
} ; _bi]Bpxf  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > v\3:R,|'  
  { (|<e4HfZL  
typedef picker < T > result; rfgkw  
} ; \{HbL,s  
)]/gu\90  
下面总的结构就有了: 5,I|beM  
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。 mIK-a{?G  
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。 vU:FDkx*nn  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 QUPZe~G>L  
至此链式操作完美实现。 WU wH W  
(h} 5*u%h  
g[]UM;D*  
七. 问题3 ^usZ&9"@P  
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。 CEwMPPYnD  
0h[p w   
template < typename T1, typename T2 >  `UC  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s#%$aQ|Fp  
  { i'w8Li  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); \(ygdZ{R  
} iYqZBLf{S  
oNyVRH ZH  
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: T<hS  
0zQ^ 6@  
template < typename T1, typename T2 > 9Q~9C9{+  
struct result_2 k`l={f8C  
  { pO^PkX  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; O%g Q  
} ; ?ztI8 I/  
1 ZL91'U  
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? BGtr=&Hq  
这个差事就留给了holder自己。 uwQ~4   
    E [:eMJR  
'qL:7  
template < int Order > UZ5O%SF  
class holder; (=2-*((&(A  
template <> :]Nn(},  
class holder < 1 > q*L>MV  
  { ~4 ~c+^PF  
public : R`[jkJrc  
template < typename T > \k DQ[4mGq  
  struct result_1 aVg~/  
  { {7k Jj(Ue  
  typedef T & result; XniPNU  
} ; 9nM_LV  
template < typename T1, typename T2 > 9J3@8h p  
  struct result_2 |/qwR~  
  { 'YKzs;y$  
  typedef T1 & result; &d%\&fCm(  
} ; oZD+AF$R  
template < typename T > ',WnT:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const F@]9 oF  
  { $U_M|Xa  
  return (T & )r; _>8rTk`/h  
} ]u]BxMs  
template < typename T1, typename T2 > Dias!$g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  !^yH]v  
  { ~+A(zlYr~  
  return (T1 & )r1; 6"h,0rR  
} ?*zDsQ  
} ; 5*O*p `Ba  
xU1_L*tu '  
template <> g<E[IR  
class holder < 2 > <2n5|.:>  
  { L">\c5ca  
public :  )>=!</@  
template < typename T > %(uYYr 6  
  struct result_1 _xefFy  
  { &KYPi'C9!z  
  typedef T & result; n5DS  
} ; [u $X.=(  
template < typename T1, typename T2 > 7es<%H  
  struct result_2 qkM)zOZ^  
  { i V$TvD+  
  typedef T2 & result; q4EOI  
} ; nO+-o;DbC  
template < typename T > f7SMO-3a  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }Q?a6(4  
  { VnYcqeCm  
  return (T & )r; \ xJ_ )r  
} 68UfuC  
template < typename T1, typename T2 > Tc.QzD\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *)(S}D\94  
  { >T#" Im-  
  return (T2 & )r2; }`$s"Iv@  
} UhKd o  
} ; sXi~cfFaE  
dq{+-XaEk  
5SMV3~*P  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Z[9t?ePL  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: S\SYFXUl  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: _-T^YeQ/  
6U0BP  
return l(i, j) = r(i, j); LVNA`|>  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) b/w5K2  
9/`3=r@  
  return ( int & )i; Q!!u=}GYK  
  return ( int & )j; @#p6C  
最后执行i = j; JvsL]yRT  
可见,参数被正确的选择了。 &P,uK+C4  
+MqJJuWB  
HUChg{[  
1l'JoU.<  
:Xs4C%H;  
八. 中期总结 D<`M<:nq  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: #N$\d4q9  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  0R,.  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 b BiTAP  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor lNsdbyV'  
6V"u ovN2  
oj[~H}>  
0 @um  
&Hyy .a  
:-WNw n  
九. 简化 {<$tEj:  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 8`wKq6  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 2acT w#  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: |~ytAyw  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Ai"MJ6)  
  +-*/&|^等 A0Q`Aqs  
2. 返回引用。 :7i x`C2  
  =,各种复合赋值等 U)M&AYb  
3. 返回固定类型。 <5"&]! .  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) XDAP[V  
4. 原样返回。 { P,hH~!  
  operator, ,6X__Z#rGT  
5. 返回解引用的类型。 lQiw8qD  
  operator*(单目) xkRS?Q g  
6. 返回地址。 Bd 0oA )i  
  operator&(单目) "iGQ1#6|d  
7. 下表访问返回类型。 X-X`Z`o  
  operator[] 3AglvGK7{  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 j{'_sI{{  
  operator<<和operator>> 8#HnV%|N  
EP"Z58&$R  
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。 yMu G? x+  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: OSfT\8YA  
7_P33l8y  
template < typename Left > .jg@UAK  
struct value_return %6%mf>Guf  
  { +$#<gp"  
template < typename T > pg!MtuC}  
  struct result_1 gaxM#  
  { Dkb`_HI  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 2@lGY_O!m  
} ; {]cr.y]\  
V9SL96'[I  
template < typename T1, typename T2 > t#@z_Mn\  
  struct result_2 1pg#@h[|t  
  { `)5WA{z  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; X.S<",a{qz  
} ; c-5AI{%bl6  
} ; |pv$],&&:  
b9#(I~}  
tc/  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait j{r@>g;3  
NA/`LaJ  
下面我们来剥离functor中的operator() :hs~;vn)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: NN2mOJ:-  
9PA<g3z  
return l(t) op r(t) j'U1lEZm2  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) hSw=Oq82  
return op l(t) d5>&, {o7N  
return op l(t1, t2) Y%kOq`uT=n  
return l(t) op n[gE[kw  
return l(t1, t2) op $pAJ$0=sw  
return l(t)[r(t)] vG'#5%,|  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $/C1s"C@O  
@XolFOL"f"  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ,dTmI{@O  
单目: return f(l(t), r(t)); h'};spv  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); HUD0 @HQI  
双目: return f(l(t)); D-LOjMe  
return f(l(t1, t2)); &.?E[db"h  
下面就是f的实现,以operator/为例 NJ.oME@=  
YPI,u7-  
struct meta_divide p*,T~(A6  
  { bY.VNA  
template < typename T1, typename T2 > ~a[ /l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) a-E}3a  
  { O+|C<;K  
  return t1 / t2; / @"{u0  
} j\IdB:}j  
} ; 0y,w\'j  
6QY;t:/<  
这个工作可以让宏来做: ap )B%9  
;10YG6:  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ <^Vj1s  
template < typename T1, typename T2 > \ h#O9TB  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; PBb&.<   
以后可以直接用 U< G2tn(  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 1J"9Y81   
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 [Cv./hEQi  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) clV^Xg8D  
]}N01yw|s  
X2Z)> 10  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 uStAZ ~b\  
|K Rt$t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6 Ln~b<I  
class unary_op : public Rettype aim\ 3y~  
  { QcQ%A%VIV  
    Left l; }Cu[x'J  
public : /9G72AD!  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} n_km]~  
A)sYde(  
template < typename T > (?\+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `R8&(kQ  
      { Mz6(M,hkq  
      return FuncType::execute(l(t)); <Pt?N2]A|  
    } &}k7iaO  
W]ca~%r  
    template < typename T1, typename T2 > xz"60xxY  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +n;nvf}(  
      { f(m, !  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); GmWr  
    } ,sAAV%" >  
} ; H\ejW@< ;h  
3MQZ)!6  
Xh;.T=/E|  
同样还可以申明一个binary_op (4R(5t  
|g3:+&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |^1U<'oM#  
class binary_op : public Rettype t Y  
  { MMFwT(l<1  
    Left l; YK3>M"58  
Right r; Kk8} m;  
public : mgjJNzclL  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _ Ncbo#G  
#4'wF4DR@  
template < typename T > vAUt~ X"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a'i Q("  
      { yQ[;y~W  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); D9oNYF-V  
    } )Fv.eIBY  
={:a N)  
    template < typename T1, typename T2 > 1XSnnkJm  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BkB>eE1)Ea  
      { }]vUr}Els  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]^~}/@  
    } q`<:CfCt  
} ; ^&eF916H  
BY6#dlDi  
8 c8`"i  
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 } GB~3 J  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 YvU%OO-+,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) i?6&4  
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。 ~$HB}/  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ebk>e*  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 \cIN]=#  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 dEoIVy_9R  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) Uk?G1]$mL  
下面是修改过的unary_op `>:5[Y  
D|LO!,=b  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9jkz83/+<  
class unary_op U6]#RxH  
  { i 9) G t  
Left l; Xsq@E#@S  
  x%B_v^^^  
public : x>#{C,Fi  
!Z!)$3bB  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} TrjyU  
rQjk   
template < typename T > DB'0  
  struct result_1 tDK@?PfKz  
  { "Oxr}^% i  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; cI=6zMB  
} ; R}&?9tVRR  
5PeS/%uT@  
template < typename T1, typename T2 > FZe/3sY  
  struct result_2 sl'4AK~\  
  { X{-4w([  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 5 D|#l*V  
} ; s6`E.Eevm  
O =Z}DGa+  
template < typename T1, typename T2 > 2.q Zs8&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I5Vn#_q+b  
  { _Id'56N]J!  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); t;8)M $ p  
} O<m46mwM  
t 7Q$  
template < typename T > 8em'7hR9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Y 6a`{'  
  { q)q 3p  
  return OpClass::execute(lt(t)); RNT9M:w  
} I,?NYIG"(  
V}E['fzBFV  
} ; a"#t'\  
>^Nnhnr  
fv;Q*; oC&  
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 BZeEZ2"  
好啦,现在才真正完美了。 V+gZjuN$  
现在在picker里面就可以这么添加了: X`8<;l  
CmU@8-1  
template < typename Right > d^v#x[1msZ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const eR!# 1ar  
  { e{)giJY9  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); b_x!m{  
} Jf^3nBZ  
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。 ?^&ih:"  
3D|Lb]=  
{cdICWy(F3  
_}{KS, f]0  
*DJsY/9d}'  
十. bind }e7Rpgu  
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。 0|GYtnd  
先来分析一下一段例子 \mb4leg5  
rZUTBLZ`j  
rZI63S  
int foo( int x, int y) { return x - y;} x?i wtZ@  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 1jC85^1Taq  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 _S_,rTf&  
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。 H I9/  
我们来写个简单的。 IOHWb&N6  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: xU;SRB   
对于函数对象类的版本: `I7s|9-=  
:!i=g+e]  
template < typename Func > -jjB2xP  
struct functor_trait B)q}]Qn  
  { !.h{/37]  
typedef typename Func::result_type result_type; Y{dSQ|xz^  
} ; H{cOkuy  
对于无参数函数的版本: $1=7^v[U  
+*.*bo  
template < typename Ret > BA a:!p  
struct functor_trait < Ret ( * )() > {aE[h[=r  
  { WsTIdr36x  
typedef Ret result_type; L,zx\cj?z  
} ; (j>`+F5f  
对于单参数函数的版本: Od.@G~  
9fp"r,aHN&  
template < typename Ret, typename V1 > QMMpB{FZ`o  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \Fjasz5E'  
  { gj;gl ="3  
typedef Ret result_type; _JC*4  
} ; Gza= 0  
对于双参数函数的版本: O+!4KNN.-  
kR+}7G+  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Y*xgY*K  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > WvU[9ME^)  
  { U<Oc&S{]*  
typedef Ret result_type; i, ^-9  
} ; Ry[7PLn]  
等等。。。 &pK0>2  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy i~x]!!  
)d[n-Si  
template < typename Func > h.-L_!1B7  
struct func_return {X?Aj >l  
  { FqyxvL.  
template < typename T > M8lw; (  
  struct result_1 S^R dj ]  
  {  XY)X-K$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Vu_oxL}  
} ; $\/i t  
4UbqYl3 |a  
template < typename T1, typename T2 > USART}Us4  
  struct result_2 (tO4UI5!  
  { ?u CL[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; M_0f{  
} ; R?{_Q<17  
} ; <Hv/1:k}  
)E9c6'd  
NxJnU<g-  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 L0VZ>!*o  
h5P ]`r  
template < typename Func, typename aPicker > S9DXd]6q_  
class binder_1 Bor_(eL^  
  { I_#5gq  
Func fn; uPho|hDp  
aPicker pk; 3LyNi$`f  
public : kjQW9QJ<  
#6~KO7}  
template < typename T > {$t*XTY6R  
  struct result_1 ZxO o&YR3  
  { {KDN|o+%  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; P,zQl;  
} ; V~jp  
{1=|H$wKg  
template < typename T1, typename T2 > {oOUIP  
  struct result_2 7Wv.-LD6  
  { E el*P M  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z@Q/P(t  
} ; .dYv.[?hL  
D]>Z5nr |  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} }.s%J\ckx  
YeT{<9p  
template < typename T > qh W]Wd" g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  7L:Eg  
  { |3FGMg%  
  return fn(pk(t)); # B <%  
} iM7 ^  
template < typename T1, typename T2 > 6jm?d"9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const va QsG6q[  
  { A|K=>7n]U  
  return fn(pk(t1, t2)); gP|-A`y  
} oM>UIDCY_v  
} ; 2Y9u9;ah  
 mVS^HQ:  
#: [F=2@,A  
一目了然不是么? ml|FdQ  
最后实现bind ]7TOA$Q  
A[@koLCL  
5|jY  
template < typename Func, typename aPicker > H;<>uE Lie  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) PepR ]ym  
  { IP{$lC  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); s5G`?/  
} H}_R`S  
.>r3ZwrE'  
2个以上参数的bind可以同理实现。 nVoWER:  
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。 bbjEQby  
9fs-|E[5  
十一. phoenix PPFt p3C  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: +-),E.  
/ ~".GZ&29  
for_each(v.begin(), v.end(), *pD|N  
( a {x3FQ  
do_ w2s06`g  
[ w\D !e  
  cout << _1 <<   " , " x%k@&d;z  
] ZDL1H3;R  
.while_( -- _1), iF +@aA  
cout << var( " \n " ) }%PK %/ zI  
) f|_\GVW  
); >r\GB#\5  
xR kw+  
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: J2 )h":2  
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 xDl; tFI  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Gt?l 2s  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Id`V`|q  
i5Sya]FN  
HnjA78%i  
template < typename Cond, typename Actor > EqtL&UHe  
class do_while =#pYd~  
  { <%d!Sk4  
Cond cd; l(87s^_  
Actor act; Ua:@,};  
public : Fx.Ly]L  
template < typename T > 'oY#a9~Z{  
  struct result_1 KiI+ V;o  
  { 5rbb ,*  
  typedef int result_type; z7sDaZL?_  
} ; ilK*Xo  
Cy/VH"G=  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} vOz1& |;D  
_4)z:?G5  
template < typename T > >"=DN5w ,S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =9 )k:S(  
  {  iKd+AzT  
  do `#l3a  
    { F xm:m  
  act(t); $Z;/Sh  
  } #z%D d{E  
  while (cd(t)); ,>b>I#{  
  return   0 ; (?t}S.>g  
} <,GVrVH=t"  
} ; KgkRs?'z  
AnX<\7bc}  
P[G>uA>Z1  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). hchG\ i  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 TbNH{w|p  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 pk.\IKlG]  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 7`A]X,:  
下面就是产生这个functor的类: 8aWEl%  
Kf BT'6t  
[H <TcT8  
template < typename Actor > <C(o0u&/  
class do_while_actor /<8y>  
  { /A-WI x  
Actor act; 7LrmI~P  
public : T{3nIF  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 9!uiQ  
z dgS@g  
template < typename Cond > W +ER'lX  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; u>:(MARsR  
} ; \|{/.R  
U3V5Jo r#  
BXYH&2]Q  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?BfE*I$\h  
最后,是那个do_ ,n8\y9{G  
R'tKJ_VI  
[A,^ F0:h  
class do_while_invoker ,oA<xP-*  
  { @0@ZlH wM  
public : :+PE1=v  
template < typename Actor > h.PBe  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const y')OmR2h  
  { pzz* >Y  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^HJ?k:u  
} rYr*D[m]  
} do_; vW=L{8zu  
~.%HZzR6&  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? '&![h7B  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 pqfX}x  
最后来说说怎么处理break和continue a^p#M  
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。 dg24h7|]  
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