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
  • 4874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 )np:lL$$  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 mA}TJz  
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, wY{-BuXv  
F3[T.sf  
^+>laOzC`8  
.GP T!lDc  
  class filler YNyk1cE  
  {  j|DsG,  
public : 7 UKh688  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} KI iO  
} ; 6EoMt@7g  
W dK #ZOR  
]KKS"0a  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:  c(f  
T?CdZc.  
~OYiq}g  
x*\Y)9Vgy  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); }#RakV4  
av8B-GQI*#  
,hm\   
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 X6w6%fzOH>  
`iFmrC<  
e{'BAj  
Fc)@,/R"v  
二. 战前分析 \g`\`e53?  
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。 ~f&E7su-6+  
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 1Z/(G1  
a{'vN93  
u OmtyX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); R3)~?X1n  
  /* --------------------------------------------- */ i(rL|d+'  
vector < int *> vp( 10 ); z3{G9Np  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n:I,PS0H<  
/* --------------------------------------------- */ Q",t3i4  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Y #ap*  
/* --------------------------------------------- */ G/y5H;<9M  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ihhDOmUto  
  /* --------------------------------------------- */ &)# ihK_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); niMsQ  
/* --------------------------------------------- */ /e5O"@  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); W@M:a  
5 Aw"B  
^lnK$i  
 sg^zH8,3  
看了之后,我们可以思考一些问题: pTth}JM>  
1._1, _2是什么? M~Tuj1?  
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。 p}}R-D&K  
2._1 = 1是在做什么? x xHY+(m  
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。 '|6]_   
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。 @(EAq<5{  
1SQ3-WU s  
Ljm[?*H#  
三. 动工 V@.Ior}w  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: IkL#SgY  
o)M}!MT  
>jDDQ@  
kYE9M8s;  
template < typename T > >4x(e\B  
class assignment { T/[cu<  
  { T= 80,  
T value; \i>?q   
public : Fk&c=V;SU  
assignment( const T & v) : value(v) {} \Gef \   
template < typename T2 > Y,qI@n<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } hk;5w{t}}  
} ; v4a8}G  
Q^P}\wb>  
9 &dtd  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 S3C]AhW;  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment )rIwqUgp6\  
zF`0J  
d(ZO6Nr Q  
&N$<e(K  
  class holder ^x]r`b  
  { :I]Mps<  
public : do hA0  
template < typename T > 4Co6(  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const  \{_q.;}  
  { RT4x\&q  
  return assignment < T > (t); d"1]4.c  
} ql Ax  
} ; J/`<!$<c  
Y sC>i`n9  
,C\i^>=  
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: Gq)]s'r2  
^cC,.Fdw  
  static holder _1; ^ 'MT0j  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 OU\~::  
zEX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); LtO!umM  
而不用手动写一个函数对象。 +yG~T  
Df-DRi  
/obfw^  
a@K%06A;'  
四. 问题分析 JJ-( Sl  
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。 UkwP  
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。 d UE,U=  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 b<[Or^X ]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *uRBzO}  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 PA{PD.4Du  
dw>C@c#"  
五. 问题1:一致性 _ gR;=~S  
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?| 6?gW-1mY  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q4h]o^+  
x3=A:}t8  
struct holder <18(  
  { #b}Z`u?@  
  // _IHV7*u{;  
  template < typename T > :1Xz4wkWS*  
T &   operator ()( const T & r) const aH(J,XY  
  { ,Q$ q=E;X  
  return (T & )r; ah$b [\#C  
} un"Gozmt5  
} ; & bm 1Fz  
4}baSV  
这样的话assignment也必须相应改动: ?T8}K>a  
+zN-!5x  
template < typename Left, typename Right > mkk6`,ov  
class assignment sRR( `0Zp  
  { G^|:N[>B  
Left l; 7vKK%H_P  
Right r; F@jZ ho  
public : VR8-&N  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} V*;(kEqj  
template < typename T2 > |-67 \p]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } <]t%8GB2V  
} ; QD&`^(X1p  
u(.e8~s8  
同时,holder的operator=也需要改动: B2vh-%63  
z=\&i\>;Z+  
template < typename T > Lz Kj=5'Y  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ?#G$=4;i  
  { '?' l;#^i<  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); wh`"w7br  
} ;u ({\K  
,.8KN<A2]'  
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。 vzAaxk%  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 B)g[3gQ  
[=q1T3  
return l(rhs) = r; {*" |#6-  
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。 FIhk@TKa  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /& {A!.;  
1<@W6@]  
template < typename Tp > 2 c{34:  
class constant_t 9ULQrq$?  
  { DU'`ewLL7  
  const Tp t; CAWNDl4  
public : BoWg0*5xb  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} dt]-,Y  
template < typename T > R4cM%l_#W  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const nPl?K:(  
  { `i*E~'  
  return t; I-*S&SiXjI  
} B hGu!Y6f  
} ; 6,"Q=9k4[  
Cctu|^V  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 - %h.t+=U  
下面就可以修改holder的operator=了 nh>vixe  
Y eo]]i{  
template < typename T > 'G4ICtHQ  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const _7 L-<  
  { ASySiHz  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); K=k"a  
} n M*%o-  
}2.`N%[  
同时也要修改assignment的operator() WX?IYQ+  
k$R-#f;  
template < typename T2 > sIGMA$EK  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } S`0(*A[W*  
现在代码看起来就很一致了。 )9`qG:b'  
\&3+D8H>n  
六. 问题2:链式操作 zP8lN(LA  
现在让我们来看看如何处理链式操作。  "Og7rl  
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。 24*XL,  
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。 zKJ#`OhT  
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。 d#4**BM  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0@iY:aF  
(exa<hh  
template < typename T > b9HtR-iR;  
struct result_1 6j]0R*B7`Q  
  { ]MitOkX  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; kfY}S  
} ; 3$>1FoSk  
VU]`&`~J  
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: Fj3a.'  
7*A],:-q  
template < typename T > xj;H&swo  
struct   ref ~IBP|)WA-  
  { qiBVG H  
typedef T & reference; :>f )g  
} ; k9 I%PH  
template < typename T > k)=s>&hl  
struct   ref < T &> bJ {'<J  
  { 9 -a0:bP  
typedef T & reference; Zt{[ *~  
} ; L48_96  
D8?Vn"  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,m|h<faZL  
'yEHI  
template < typename T > LYK"(C  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const <^jQo<kU  
  { '4Bm;&6M  
  return l(t) = r(t); oY3;.;'bk  
} fxHH;hRfv  
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。 0 ZKx<]!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {ROVvs`  
Vv=. -&'  
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 |3"KK  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: +lcbi  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 4p;`C  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 :J&oX <nF^  
最后的布局是: Ka V8[|Gn,  
                Add 0pd'93C  
              /   \ 16(QR-  
            Divide   5 !F'YDjTot  
            /   \ wc4{)qDE  
          _1     3 6 V=9M:  
似乎一切都解决了?不。 rw JIx|(  
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。 SZ'R59Ee<  
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。 flbd0NB  
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: ;$wVu|&  
!?h;wR  
template < typename Right > ^k">A:E2  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const :OT0yA=U  
Right & rt) const d^ 8ZeC#  
  { u `6:5k  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !z3jTv  
} \X D6 pr@  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 d/kv|$XW  
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。 ndMA-`Ny,  
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。 f46t9dxp$  
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。 PKiy5D*8p  
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。 >KhOz[Zg  
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? :':s@gqr  
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: GGs}i1m  
r[iflBP  
template < class Action > i<Zc"v;  
class picker : public Action BW*rIn<?G  
  { "@0]G<H  
public : +iRh  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ENs&RZ;  
  // all the operator overloaded t-bB>q#3>  
} ; A$0fKko  
qu{&xjTH8  
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。 ;85>xHK  
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: X\qNG]  
Fywv  
template < typename Right > Hf2_0wA3  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const k,+0u/I  
  { "J_9WUN  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >_T-u<E  
} s9DYi~/,  
h J)h\  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > -gX1-,dE  
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。 $B5aje}i  
r52gn(,  
template < typename T >   struct picker_maker 6mxfLlZ  
  { ; )@~  
typedef picker < constant_t < T >   > result; _F|Ek;y%  
} ; (gWm,fI RZ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > T}v4*O.,  
  { <}9lZEqY  
typedef picker < T > result; e=m42vIB-  
} ; o`z]|G1''  
?J~_R1Z  
下面总的结构就有了: ^o&. fQ*  
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。 Z o(rTCZX  
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。 z5*'{t)  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 u <v7;dF|s  
至此链式操作完美实现。 ?J >  
7?w*]  
')<hON44EX  
七. 问题3 '!~)?C<  
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。 +Q"4Migbe@  
VQOezQs\  
template < typename T1, typename T2 > >@ .  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &Hs!:43E-<  
  { lZKi'vg7  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Q K<"2p?  
} U0P~  
1f=gYzuO)  
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: ":QZy8f9%  
TJXT-\Vk  
template < typename T1, typename T2 > w@w(-F!%l  
struct result_2 U26}gT)  
  { 5vnrA'BhBU  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ~6LN6}~|.  
} ; @*KZ}i@._  
5 #E`=C%  
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? RPL:-  
这个差事就留给了holder自己。 P.9>z7l{  
    lA8`l>I  
]Gq !`O1  
template < int Order > ml }{|Yz  
class holder; z9Rp`z&`E  
template <> 3eQ&F~S  
class holder < 1 > `*1p0~cu  
  { $kp{Eg '  
public : hZt!/?dc  
template < typename T > Bh-ym8D  
  struct result_1 %:* YO;dw'  
  { :& ."ttf=  
  typedef T & result; tf`^v6m%]  
} ; ds[|   
template < typename T1, typename T2 > d5:c^`  
  struct result_2 j*r{2f4Rt  
  { m^;f(IK5  
  typedef T1 & result; nUOz\ y  
} ; xdkZdx>N  
template < typename T > J<jy2@"tXo  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const U z>+2m(  
  { s|r3Gv|G  
  return (T & )r; h>m"GpF x  
} 4~Q/"hMSkO  
template < typename T1, typename T2 > >}6%#CAf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const draN0v f  
  { &6nWzF  
  return (T1 & )r1; ~oY^;/ j  
} svH !1 b  
} ; 'm kLCS  
&&>ekG 9@  
template <> VRB;$  
class holder < 2 > 5VU2[ \  
  { v mk2{f,g  
public : ln dx"prW  
template < typename T > 9~[Y-cpoi  
  struct result_1 kMN~Y  
  { &gx%b*;`L0  
  typedef T & result; Q>i^s@0  
} ; f(MO_Sj]  
template < typename T1, typename T2 > Oxd]y1  
  struct result_2 2g! +<YZ~  
  { -6B4sZpzD  
  typedef T2 & result; r mg}N  
} ; 7J<5f)  
template < typename T > -e:`|(Mo  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const P\k# >}}  
  { 6(ol1 (U  
  return (T & )r; $1`2 kM5  
} cSV aI  
template < typename T1, typename T2 > A2Gevj?F$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const s!$7(Q86R  
  { #S"nF@   
  return (T2 & )r2; *gWwALGo5  
} $-sHWYZ  
} ; Uz]|N6`  
YNi.SXH  
5$C-9  
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> >。 11;MN  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: #AQV(;r7@  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 8bld3p"^  
~b8]H|<'Y  
return l(i, j) = r(i, j); P/_['7  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) j&qub_j"xX  
brUF6rQ  
  return ( int & )i; ?&1!vz  
  return ( int & )j; pYf-S?Y/V  
最后执行i = j; =D"#U#>;7&  
可见,参数被正确的选择了。 /mzlH  
NTs aW}g  
P5 ywhw-  
3(80:@|  
>~0Z& d  
八. 中期总结 Mb*?5R6;  
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: d/~9&wLSb  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 .%  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 :d'8x  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor * r7rZFS  
>fQMXfoY  
'6%2.[ o  
`e}B2;$A3  
aK^q_ghh[  
T]~ xj4  
九. 简化 pTLCWbF?  
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。 \qJXF|z<K  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;9QEK]@  
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: 4^o^F-k'  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 @cXMG6:{  
  +-*/&|^等 + mT_QsLEv  
2. 返回引用。 |+D!= :x  
  =,各种复合赋值等 Pa: |_IXA  
3. 返回固定类型。  rjnrju+  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) e$Pj.>-<=  
4. 原样返回。 \ @2R9,9E  
  operator, :gFx{*xN/9  
5. 返回解引用的类型。 uW %#  
  operator*(单目)  a0)QH  
6. 返回地址。 !R`{ TbN  
  operator&(单目) HJ.-Dg5U  
7. 下表访问返回类型。 KHvYUTY  
  operator[] I{=Qtnlb  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Nu)NqFG,  
  operator<<和operator>> dioGAai'  
(KZ{^X?a  
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。 a/xn'"eli  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 19%i mf  
\1M4Dl5!  
template < typename Left > 0?|<I{z2  
struct value_return *.w 9c  
  { Z6MO^_m2  
template < typename T > *MW\^PR?  
  struct result_1 >uEzw4w  
  { &s>Jb?_5Mx  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; P?P#RhvA1  
} ; )MT}+ai  
tw)mepwB  
template < typename T1, typename T2 > ^E>3|du]O  
  struct result_2 5~DJWi,  
  { l,aay-E  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ,64 -1!  
} ; -M#Wt`6A  
} ; $M:*T.3  
p!AAFmc  
!C.4<?*|  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |-~Y#]  
<(#ej4ar,  
下面我们来剥离functor中的operator() ~v6D#@%A  
首先operator里面的代码全是下面的形式: P@~yx#G  
7tCw*t$  
return l(t) op r(t) goWuw}?  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2y1Sne=<Kb  
return op l(t) SUK?z!f <i  
return op l(t1, t2) lPAQ3t!,  
return l(t) op SSzIih@u  
return l(t1, t2) op ,|/f`Pl  
return l(t)[r(t)] 9%obq/Lb  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] YtLt*Ig%  
vW@=<aS Z  
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: Y8t8!{ytg  
单目: return f(l(t), r(t)); ?:9"X$XR  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8zq=N#x  
双目: return f(l(t)); *|HY>U.  
return f(l(t1, t2)); )0k53-h&  
下面就是f的实现,以operator/为例 }c:M^Ff  
G=bCNn<  
struct meta_divide [()koU#w.  
  { 7F.4Ga;  
template < typename T1, typename T2 > % A0/1{(  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ql~J8G9  
  { e&>2 n  
  return t1 / t2; `\ol,B_l  
} i,VMd  
} ; p5*jzQ  
4?01s-Y  
这个工作可以让宏来做: "d}Gp9+$VY  
KqP#6^ _  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\  4Wp=y  
template < typename T1, typename T2 > \ uhq8   
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ,<X9Y2B  
以后可以直接用 RPbZ(.  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) +aAc9'k   
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 I5W~g.<6  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) #B w0,\  
IdN41  
U #0Cx-E  
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 0PCGDLk8  
\z)%$#I  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > B`sAk %  
class unary_op : public Rettype ?gXp*>Kg[  
  { 1{.9uw"2S  
    Left l; X5w$4Kj&4l  
public : JlJ a #  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} o5)<$P43  
9A#i_#[R  
template < typename T > >8[Z.fX  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z'7]h TA  
      { V28M lP  
      return FuncType::execute(l(t)); yIE!j %u  
    } z0 Z%m@  
!d T4  
    template < typename T1, typename T2 > 5~S5F3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l Nv|M)I  
      { ?&uu[y  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); =i3n42M#  
    } !ubD/KE  
} ; lmhLM. 2  
2 ? 4!K.  
dD@(z: 5M\  
同样还可以申明一个binary_op J9 I:Q<;  
*=xr-!MEk  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  _','9|  
class binary_op : public Rettype {\\T gs  
  { U%/+B]6jP  
    Left l; '0,^6'VWOV  
Right r; 2+WaA ,   
public : H6gSO(U  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -7|H}!DFT  
$Z>'Jp  
template < typename T > Y|/ 8up  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const VS|2|n1<6  
      { .ccp  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); HOJV,9v N  
    } 'E.w=7z&  
f<6lf7qzC  
    template < typename T1, typename T2 > ABYcH]m  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :2)/FPL6  
      { #,v {Ihn  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); aQI(Y^&%3  
    } BLJj(-  
} ; I*^Ta{j[  
-DAlRz#d,  
~bpgSP"  
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 r@,2E6xn  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 k|f4Cf,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) %N_%JK\{@  
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。 FE;x8(;W8  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! *gz{.)W  
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。。。 BD7N i^qI$  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 #)VF3T@#'  
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) a-J.B.A$Z/  
下面是修改过的unary_op P1f[% 1  
-D~%|).'  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 8Cv?Z.x5  
class unary_op h@wgd~X9  
  { kAGBdaJ"  
Left l; Jfl!#UAD|n  
  +qdEq_ m  
public : 3T0"" !Q  
f|oh.z_R  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} f`66h M[  
9(<@O%YU  
template < typename T > YZJyk:H\  
  struct result_1 9-m=*|p  
  { Qe(:|q _  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ku M$UYTTX  
} ; h!9ei6  
ygl0k \  
template < typename T1, typename T2 > dUdT7ixo  
  struct result_2 5Jnlz@P9  
  { E&:,oG2M  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I1&aM}y{G  
} ; MnW+25=N  
{BU;$  
template < typename T1, typename T2 > w@fi{H(R  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (&x['IR  
  { bi;1s'Y<D  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); g< .qUBPKX  
} Rbv;?'O$L  
 "-V"=t'  
template < typename T > Z;)%%V%o  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B4 }bVjs  
  { he hFEyx  
  return OpClass::execute(lt(t)); [z9Z5sLO  
} '@P^0+B!(.  
y1L,0 ]  
} ; }\k"n{!"  
)@bQu~Y  
lks!w/yCF  
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 SMK_6?MZ  
好啦,现在才真正完美了。 u\nh[1)a)  
现在在picker里面就可以这么添加了: R ViuJ;  
z*)T %p  
template < typename Right > "g8M0[7e3  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const r" ,GC]  
  { sCHJ&>m5-  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); NQ2E  
} D. XvG_  
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。 $L]lHji  
~61v5@  
~ W]TD@w  
+=8VTC n?  
l1Fc>:o{  
十. bind M\Kx'N  
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。 =_u4=4  
先来分析一下一段例子 3=ymm^  
VY\&8n}e(  
SasJic2M  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 0:d_Yv,D  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 $iz|\m  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 _:27]K:  
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。 x-3\Ls[I  
我们来写个简单的。 <2qr}K{'A  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: o{[YA} xc  
对于函数对象类的版本: IPo?:1x]s  
 ; 4~hB  
template < typename Func > W5MTD]J   
struct functor_trait Q]>.b%s[  
  { )K    
typedef typename Func::result_type result_type; pyvSwD5t  
} ; HyWCMK6b  
对于无参数函数的版本: ?6Y?a2 |  
D}/vLw:v  
template < typename Ret > HHsmLo c4  
struct functor_trait < Ret ( * )() > U4B( #2'  
  { 5XB H$&Td  
typedef Ret result_type; n.0fVV-A  
} ; ZJs$STJ*  
对于单参数函数的版本: gB'6`'  
DR<9#RRD  
template < typename Ret, typename V1 > G'A R`"F  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 0"bcdG<}  
  { ea')$gR  
typedef Ret result_type; 'b{]:Y  
} ; `W*U4?M  
对于双参数函数的版本: _5N]B|cO  
N ?"]  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 'Qe;vZ31K  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > @s2y~0}#  
  { 'q:`? nJ^  
typedef Ret result_type; 3:i@II  
} ; TWFr 4-  
等等。。。 Ciz X<Cr}  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 3/n5#&c\4  
Jze:[MYS  
template < typename Func > dlTt _.  
struct func_return )hfpwdQ  
  { oM`0y@QCf  
template < typename T > L/G6Fjg^  
  struct result_1 ~IN>3\j  
  { ^.NU|NQi'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; JcxThZP~  
} ; #O dJ"1A|  
*bA.zmzM  
template < typename T1, typename T2 > r<^HmpUJ  
  struct result_2 B_m8{44zM  
  { >I&5j/&}+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; @6T/Tdz  
} ; ikiypWq  
} ; |8tilOqI  
I&W=Q[m  
hx]?&zT@  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 N[ Og43Y  
[3|P7?W/  
template < typename Func, typename aPicker > 03#lX(MB  
class binder_1 ut7zVp<"  
  { K(,F~ .<  
Func fn; YteO 6A;  
aPicker pk; 4@# `t5H  
public : OYTkV}tG  
5C5sgR C  
template < typename T > ^,T(mKS  
  struct result_1 }?Ai87-{  
  { :!!at:>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Qn)a/w-  
} ; |4 0`B% Z  
,wAF:7'  
template < typename T1, typename T2 > k_nql8H  
  struct result_2 U|Ta4W`k\  
  { [:SWi1cK2  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; YGC L2Y  
} ; GDiBl*D  
l)l^[2  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} _.Uh)-yR  
X?qK0fS  
template < typename T > 'kO!^6=4M  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lp%pbx43s  
  { .jjG(L  
  return fn(pk(t)); JYbL?N  
} Vb]=B~^`  
template < typename T1, typename T2 > ={@6{-tl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D7Q$R:6|  
  { ok\vQs(a  
  return fn(pk(t1, t2)); z/@slT  
} 9Y_HyOZ*GX  
} ; fSvM(3Y<Qh  
_5Ct]vy  
R|87%&6']  
一目了然不是么? u^ 8{Z;mm  
最后实现bind _TQj~W<  
}l} Bo.C  
t)$:0  
template < typename Func, typename aPicker > ^Q?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) +E(L\  
  { = x)-u8P  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); A0 C,tVd  
} 3eAX.z`D  
6) [H?Q  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ;RPx^X~  
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。 j/c&xv 7=  
^KT Y?  
十一. phoenix scz&h#0V  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: .~~T\rmI  
" C Qa.%  
for_each(v.begin(), v.end(), q Y? j#fzi  
( O ^duZ*b  
do_ wIaony  
[ ?Z[[2\DR  
  cout << _1 <<   " , " j[J-f@F \Y  
] u[=r,^YQ  
.while_( -- _1), 0gP}zM73  
cout << var( " \n " ) ShP^A"Do  
) .:%0E`E  
); Zaf:fsj>  
jZkcBIK2  
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: a P@N)"  
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 #rQ2gx4  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 2E)-M9ds  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 9ZsVy  
w4{<n /"  
paE[rS\  
template < typename Cond, typename Actor > 3J|F?M"N7  
class do_while }?_?V&K|  
  { qv KG-|j  
Cond cd; z3m85F%dR  
Actor act; WUXx;9>  
public : o&)8o5  
template < typename T > ?(F6#"/E  
  struct result_1 ,pQZ@I\z  
  { ;) z:fToh  
  typedef int result_type; Y0dEH^I  
} ; x,@B(9No  
Zbt.t] N  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} '9Xu p  
$$;M^WV^?.  
template < typename T > J7Hl\Q[D1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const bP$dU,@p~  
  { PQSP&  
  do jTtu0Q|  
    { .*S#aq4S  
  act(t); m{cGK`/\  
  } _Gi4A  
  while (cd(t)); oC: {aK6\  
  return   0 ; aU "8{  
} li'YDtMKCY  
} ;  JWhdMU  
:tB1D@Cb6  
c&?m>2^6  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). /}fHt^2H  
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。 {{D)YldtA  
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。 *-=(Q`3  
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。 bL+_j}{:N  
下面就是产生这个functor的类: RSyUaA  
y@:h4u"3  
0oZ= yh  
template < typename Actor > O1U=X:Zl  
class do_while_actor FQ7T'G![  
  { u=?.}Pj  
Actor act; ~IfJwBn-i  
public : tGh~!|P  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} TA`1U;c{n  
=_ ./~  
template < typename Cond > vkx7paY_  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; JHM9  
} ; c"n\cNP<  
M4oy  
wc NOLUl  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 HJLG=mU  
最后,是那个do_ Is)u }  
$%CF8\0  
+\c5]`  
class do_while_invoker ^T;*M_  
  { :bu/^mW[  
public : V6&!9b  
template < typename Actor > Yz/md1T$  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const jrlVvzZ  
  { ~Ei$nV  
  return do_while_actor < Actor > (act); ,]ma+(|  
} UXc-k  
} do_; D9 CaFu  
{W =%U|f  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? t7dt*D_YqK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 'KS,'%  
最后来说说怎么处理break和continue nQX:T;WL@  
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。 uk< 4+x,2)  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八