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
  • 8487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 R^|!^[WE  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 6G$/NW=L  
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, hO%Y{Gg  
we }#Ru*  
<TL])@da  
$>|?k$(x  
  class filler (%Ng'~J\|  
  { {GAsFnZk  
public : y>%W;r)  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} nQ!N}5[z'  
} ; |iAEDZn  
-S`TEX  
E}Ljo  
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: *-{Omqw  
a4:`2  
&bn*p.=G  
QaIi.* tic  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); eS* *L 3  
;r%<2(  
FF8WTuzB+  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 hJ<:-u+yk}  
 .fbYB,0w  
l'W3=,G[?  
k:`a+LiZ  
二. 战前分析 _d/GdeLs  
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。 rtcJ=`)0`  
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 uF+);ig  
*>G ^!e.u  
Vn@A]Jx^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Pu1GCr(  
  /* --------------------------------------------- */ >y&[BB7S6  
vector < int *> vp( 10 ); bJANZn|H  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 5 Xk~,%-C  
/* --------------------------------------------- */ #j\*Lc"Ur:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); mf+K{y,L  
/* --------------------------------------------- */ `CPZPp,l6`  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); s z;=mMr/Z  
  /* --------------------------------------------- */ bb*c+XN0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); hT\p)w  
/* --------------------------------------------- */ P>.Y)$`r  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); t>XZ 3  
 fF\*v  
Y"r3i]  
58qaA\iw  
看了之后,我们可以思考一些问题: Tw?Pp8'  
1._1, _2是什么? Rd`{qW  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 B8`R(vu;  
2._1 = 1是在做什么? unx;m$-c  
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。 3S;>ki4(0  
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。 muW`pm  
Bi'I18<  
,oC= {^l{  
三. 动工 I:r($m  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 9NJ=~Ub-  
?aP1  
q] 2}UuM|U  
Sr4dY`V*:z  
template < typename T > Uyz;U34 oI  
class assignment _HSTiJVr  
  { 8h55$j  
T value; y.L|rRe@P  
public : $_4oN(WSz  
assignment( const T & v) : value(v) {} jI@bTS o  
template < typename T2 > U/}AiCdj@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Uh<H*o6e 9  
} ; d w|-=~  
DMy4"2 o  
qpluk!  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 \r:m({G  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,{#RrF e  
,ivWVsN*]  
J R 8 Z6  
s@*,r@<  
  class holder X; e`y:9  
  { ;mCGh~?G  
public : +OV%B .  
template < typename T > -MVNXAKnZ  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ; |E! |w  
  { ^EnNbFI  
  return assignment < T > (t); wFKuSd  
} >\^N\&  
} ; Requ.?!fG;  
7J #g1  
eH"qI2A  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 5$ (b3]  
^sr:N5~z`  
  static holder _1; C*Y :w  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _47j9m]f  
f(@"[-[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); V1UUAvN7s  
而不用手动写一个函数对象。 >" PqQO  
'@3a,pl  
?=pZmvQg  
1{;[q3a  
四. 问题分析 C[Y%=\6'0  
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。 \4]zNV ~x  
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。 &r 5&6p  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 mmpr]cT@'k  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 hIE%-gZ/  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $?CBX27AV  
qr<-eJf  
五. 问题1:一致性 UH1S_:6  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| q9g[+*9]$  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 V PLCic,T  
b7>,-O  
struct holder }uV?  
  { EL2hD$  
  //  YiY&; )w  
  template < typename T > l&e5_]+%  
T &   operator ()( const T & r) const zx_O"0{5  
  { -Ib+#pX  
  return (T & )r; ]ft~OqLg!  
} E'Fv *UA  
} ; N4Fy8qU;  
/eU1(oo&`5  
这样的话assignment也必须相应改动: =0!\F~  
]iE.fQ?;J  
template < typename Left, typename Right > jx5[bUp4u  
class assignment ]IbPWBX  
  { r=iMo7q  
Left l; @?^LxqAWA  
Right r; d =B@EyN  
public : J;Z>fAE7  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} yccuTQvz  
template < typename T2 > p'uqh e X  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } t^bdi}[  
} ; S,)|~#5x  
#sm_.?P  
同时,holder的operator=也需要改动: 6|"!sW`%N  
J4*:.8Ki  
template < typename T > w50Bq&/jX  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const JPoK\- 9NT  
  { I ]WeZ,E  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); *]E7}bqb  
} iz%A0Z+`bg  
Vm,f3~  
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。 "Wn?8vR  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 P!4{#'_}  
fEv<W  
return l(rhs) = r; SceCucT  
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。 6yl;o_6:  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )68fm\t(  
ou,=MpXx*  
template < typename Tp > 6Qzu-  
class constant_t #pm-nU%|_j  
  { *?R\[59  
  const Tp t; 0:B^  
public : mrLx]og,  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 057G;u/  
template < typename T > /i~^LITH  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const @7[.> I(  
  { VM V]TPks>  
  return t; mB|mt+  
} &Lt$a_y>  
} ; Rm\ '];  
5?~[|iPv  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4htSwK+  
下面就可以修改holder的operator=了 +GPT:\*q6  
,;=( )-  
template < typename T > <@AsCiQF  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ;~gd<KK  
  { cf[u%{ 6Y  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); $ DZQdhv  
} 1N$gE  
 1u S>{M  
同时也要修改assignment的operator() b]g&rwXYt  
eEri v@v  
template < typename T2 > g0:4zeL  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } f;tyoN0wHx  
现在代码看起来就很一致了。 mTuB*  
5c}9  
六. 问题2:链式操作 : ! iPn%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 >&TnTv?I  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 4xpWO6Q  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /@nRL  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 3!oQmG_T  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct @aV~.!!  
q V UUuyF  
template < typename T > ?"8A^ ^  
struct result_1 %d[xr h  
  { rX>y>{w~  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result;  ZV q  
} ; < 8 Y<w|Hh  
n-b<vEZw#  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: P7k$^n  
k@";i4}A  
template < typename T > Rn~Xu)@e  
struct   ref Ualq>J5-m-  
  { _hyxKrm' 6  
typedef T & reference; ~~:8Yv[(  
} ; 97))'gC  
template < typename T > ?.Yw%{?TG  
struct   ref < T &> })0 7u  
  { PSQ:'  
typedef T & reference; `)C`_g3Ew  
} ; &<P^Tvqq&  
v yLAs;  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: v.2Vg  
F/od,w9_  
template < typename T > ~q T1<k  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const yDyeP{  
  { }B '*8^S  
  return l(t) = r(t); ?6YUb;  
} 'iISbOM  
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。 6j"I5,-~!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 hC, -9c  
WKIiJ{@L  
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 .SV3<)  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: X@AkA9'fq  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 s^?sJUj  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \y )4`A  
最后的布局是: PLD'Q,R  
                Add b}L,kT  
              /   \ 7CL@i L Tq  
            Divide   5 g&F<Uv#mZ  
            /   \ A{Htpm~  
          _1     3 )>M@hIV5>  
似乎一切都解决了?不。 Y7V&zF{  
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。 [`-O-?=  
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。 8!%"/*P$  
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: ~W*j^+T"  
&aAo:pj  
template < typename Right > ,Ho.O7H  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const I.0P7eA-  
Right & rt) const ;$L!`"jn  
  { >\.[}th}  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); jKV?!~/F  
} U6'haPlOk%  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 No&[ \;  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ApJf4D<V  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 xOyL2   
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 ecZOX$'5  
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。 Ww tQ>'R"  
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? XhD fI &  
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: *n_4Rr  
 wY_-  
template < class Action > ZUJOBjb` K  
class picker : public Action c2mt<DtWW  
  { Ru')X{]25  
public : )zt4'b\)v  
picker( const Action & act) : Action(act) {} <$6'Mzf  
  // all the operator overloaded {BCj VmY  
} ; HeifFJn  
N5Mz=UgB  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 yW(+?7U  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: LLY;IUK!R  
eL?si!ZL^  
template < typename Right > 5"~^;O  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const HgATH  
  { ]bE?n.NwZ  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Hpg;?xAT  
} b-zX3R;  
/ cen# pb  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > to|9)\  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 RZh)0S>J  
4bzn^  
template < typename T >   struct picker_maker w ]-iM  
  { OLup`~  
typedef picker < constant_t < T >   > result; G(\1{"!  
} ; }~'Wz*Gm  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > v!h-h&p O7  
  { y/6LMAI  
typedef picker < T > result; |B$\3,  
} ; 4^ 6L])y  
KmOa^vY1.T  
下面总的结构就有了: xLK0~|_#!  
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。 6jo&i  
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。 . \0=1P:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 *9(1:N;#  
至此链式操作完美实现。 Vot+gCZ  
%ys}Q!gR  
@5G7bY7Nz  
七. 问题3 ld?.o/  
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。 -fgKSJ7  
}z-  
template < typename T1, typename T2 > BIf].RY  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5w{pX1z1  
  {  A;x^6>  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); =T4 w:  
} s;WCz  
ucPMT0k  
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: N`6|Y  
,6Q-k4_  
template < typename T1, typename T2 > l*H"]6cXRL  
struct result_2 g9Gy3zk=  
  { r$Qh`[<  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; K)\gbQ|  
} ; 'k Z1&_{  
ah9',((!  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 9G/2^PI  
这个差事就留给了holder自己。 !z 5d+ M  
    wu&7#![,  
qDd/wR,44  
template < int Order > /mu4J|[[  
class holder; E2kRt'~N  
template <> -JK4-Hg  
class holder < 1 > d( g_y m*  
  { M)^9e?  
public : yLOLv6g~e  
template < typename T > Vp{2Z9]}  
  struct result_1 " <a|Q,!  
  { Yb{t!KL  
  typedef T & result; 2<@!m @  
} ; 695ppiKU  
template < typename T1, typename T2 > nW'x#0-  
  struct result_2 _u2  
  { kk+8NwM1  
  typedef T1 & result; C~V$G}mM  
} ; a`Z f_;$@  
template < typename T > toJ&$HrE  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !OgoV22  
  { o|q#A3%?  
  return (T & )r; S6tH!Z=(g  
} :K:gyVrC  
template < typename T1, typename T2 > .Kwl8xRg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const (C@@e'e  
  { 3y,?>-  
  return (T1 & )r1; 7'uc;5:  
} RhmVHhj  
} ; !#qB%E]a  
k"{U}Y/}  
template <> CHI(\DXNs  
class holder < 2 > ;g]+MLV9  
  { r^^C9"  
public : 1Di&vpn0u  
template < typename T > uK5x[m  
  struct result_1 oH"N>@Vl  
  { 0+pJv0u  
  typedef T & result; ^T,cXpx|  
} ; BG=_i#V  
template < typename T1, typename T2 > c$fM6M }  
  struct result_2 P,_E 4y  
  { 1hij4m$b  
  typedef T2 & result; a"aV&t  
} ; l:f sZO4  
template < typename T > ayp}TYh*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const cyNLeg+O*  
  { musxX58%  
  return (T & )r; Zh^w)}(W  
}  64fG,b  
template < typename T1, typename T2 > Kjw\SQ)2~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #KW:OFT  
  { p]4 sN  
  return (T2 & )r2; 3IFU{0a`  
} UI;{3Bn  
} ; Lai"D[N  
Shz;)0To  
m@~x*+Iz  
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> >。  U2$T}/@  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 0aWb s$FyU  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Q,`kfxA`O  
2_X0Og8s[  
return l(i, j) = r(i, j); sf0U(XYQ^  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) W$S.?[X  
|3m%d2V*hF  
  return ( int & )i; >k|[U[@  
  return ( int & )j; |e&Kg~~C  
最后执行i = j; q?&&:.H"?5  
可见,参数被正确的选择了。 rI/KrBM  
|=s3a5sl  
KK</5Aw9p  
MzD0F#Y  
$ 1U%E  
八. 中期总结 @4$E.q<0  
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: +$5^+C\6A  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 K<GCP2  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 NY x4& *le  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor t/|^Nt@XT  
Di*>PE@  
6-"&jbvm  
:xCobMs_/  
ny=iAZM>q  
F1>,^qyG6  
九. 简化 9lv 2  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 x}d\%* B  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 rej[G!  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: t ,$)PV  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 *Y Ox`z!R  
  +-*/&|^等 \`C3;}o:"P  
2. 返回引用。 Ek3O{<  
  =,各种复合赋值等 x5ia<V>=d  
3. 返回固定类型。 2+PIZ6=hN  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1zRO== b  
4. 原样返回。 M &J*I  
  operator, ]mSVjF3l  
5. 返回解引用的类型。 ?L^ Gu ]y  
  operator*(单目) {Hu0  
6. 返回地址。  >pKI'  
  operator&(单目) Gj=il-Po  
7. 下表访问返回类型。 Ry C7  
  operator[] bxs@_fH  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 z61 o6mb  
  operator<<和operator>> $G3P3y: [  
h*LIS@&9C5  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 }qTvUs  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /hQ!dU.+  
X}$S|1CjO  
template < typename Left > @kw=0  
struct value_return \#slZ;&s  
  { Lst5  
template < typename T > ( C&f~U  
  struct result_1 R<-KXT9  
  { &3<]FK  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; &!ZpBR(  
} ; b11C3TyQT  
*RPI$0  
template < typename T1, typename T2 > 8J} J;Ga  
  struct result_2 M4| L  
  { Sc&_6} K  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; S:gP\Atf>  
} ; # V +e  
} ; * 7CI q  
_),@^^&x  
A Ho<E"R\  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait eIJQ|p<v  
vJ!t.Vou  
下面我们来剥离functor中的operator() R-ci?7dt3  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /-T%yuU  
lI9 3{!+>  
return l(t) op r(t) 5s;#C/ZZ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) c!zu0\[Id  
return op l(t) W8)GT`\  
return op l(t1, t2) 8g\.1<~  
return l(t) op _>s.V`N'  
return l(t1, t2) op eX\t]{\oC  
return l(t)[r(t)] j.o)!S A  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 9E5B.qlw$l  
FE`J.aw^X  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: XZhhr1-<a  
单目: return f(l(t), r(t)); uJQeZEe  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); HO"(eDW6z  
双目: return f(l(t)); %uKD cj  
return f(l(t1, t2)); =$MV3]  
下面就是f的实现,以operator/为例 /9sUp} *  
m35G;  
struct meta_divide ZP1EO Z  
  { ws=y*7$y  
template < typename T1, typename T2 > Mvux=Ws  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) H_9~gi  
  { tZJKB1#WbP  
  return t1 / t2; 1*Z}M%  
} .$Y[>9  
} ; ^-DK<jZ^  
Z EW`?6  
这个工作可以让宏来做: K|iNEhuc  
"QMHY\C  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ t;'__">:q  
template < typename T1, typename T2 > \ _v-sb(* J  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; YPN|qn(  
以后可以直接用 `|gCbs95  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) GFvOrRlP\  
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 BP`UB  
(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。。。) yY}`G-)g~*  
1UOFTI2S|  
bcQ$S;U)  
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 U9Sp$$L  
dG1qrh9_-  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Rc u/ @j{O  
class unary_op : public Rettype {|qz>  
  { cB|](gWS~  
    Left l; 9vXrC_W9  
public : s;>jy/o0 s  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} , =#'?>Kq  
Ox58L>:0m  
template < typename T > EM"YjC)F  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @rE>D  
      { a}6Wo=  
      return FuncType::execute(l(t)); [K^RC;}nV^  
    } 'INdZ8j_  
tYnNOK*|  
    template < typename T1, typename T2 > xSw ^v6!2  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ax&+UxQ0|  
      { ~#wq sm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); $N~8 ^6  
    } (|W@p\Q  
} ; GZse8ng  
K1Uur>Pk%  
1g *4e  
同样还可以申明一个binary_op q?`bu:yS  
0 ~VniF^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^*Sb)tu\ W  
class binary_op : public Rettype 0 j6/H?OT  
  { ^X^4R1V)  
    Left l; X[R/j*K  
Right r; DEs/?JZG  
public : ,2"-G";!f\  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $cjidBi`):  
zI&oZH^vn  
template < typename T > U\+o$mU^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9mr99 tA  
      { }=NjFK_6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); lV3\5AEW  
    } 0C7x1:  
G"wy?  
    template < typename T1, typename T2 > 0Y{A  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [^#6.xH  
      { ^dQ#\uy  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $P>ci4]t  
    } 23zB@aE_?1  
} ; k<m{Wp;-  
~h -0rE  
c'[l%4U8[  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮  kf';"  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 -r[l{ce  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) l9\ *G;  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 t 7+ifSrz  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! LG(bdj"NM  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 < yBZsSj  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 PC/Oo~Gx  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) woQYP,  
下面是修改过的unary_op 3s" Rv@  
2}K7(y!?u  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0X.pI1jCO  
class unary_op UE5T%zd/  
  { S-*4HV_l  
Left l; tAefBFu  
  SZNM$X|T  
public : Eb[*nWF=  
+ Uq$'2CT  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} :A>cf}  
BZe x  
template < typename T > h49|x&03  
  struct result_1 3 cu`U`  
  { >k5nU^|B1  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Ab/gY$l  
} ; J;HkR9<C  
eVS6#R]'m  
template < typename T1, typename T2 > [?^,,.Dd  
  struct result_2 V0XQG}  
  { h#a,<B|  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Jc95Ki1X  
} ; ;kDz9Va  
 [td)v,  
template < typename T1, typename T2 > -)PQ&[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1ve %xF  
  { D:4Iex9$F"  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); (w}iEm\b  
} )[i0~o[  
W$=Ad *  
template < typename T > W{<_gD9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &]iiBp#2  
  { B/6wp^#VX  
  return OpClass::execute(lt(t)); 1^jGSB.%A  
} yHsmX2s  
,3=|a|p  
} ; INZs DM 9  
~dg7c{o5  
D6fry\  
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 @@M 2s(  
好啦,现在才真正完美了。 rOHU)2  
现在在picker里面就可以这么添加了: J'jwRn  
.5 Sw  
template < typename Right > tNj-~r  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const mII7p LbQ  
  { ..'k+0u^  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); cks53/Z  
}  rl"$6{Z}  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 CY"&@v1  
>MwjUq  
78T9"CS  
lV<2+Is  
LQ(z~M0B  
十. bind 9%T~^V%T7  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 o`,|{K$H  
先来分析一下一段例子 fyaiRn9/  
/%fBkA#n  
<pyLWmO  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~$cz`A  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 v,Eqn8/O  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 dY[ XNP  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 2[-@ .gH  
我们来写个简单的。 : .Y  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: [;~:',vHQf  
对于函数对象类的版本: qz[qjGdHg  
YW9r'{(D(I  
template < typename Func > B8_)I.  
struct functor_trait WZ,}]D  
  { Vz_ac vfk^  
typedef typename Func::result_type result_type; b|jdYJbol&  
} ; qRi;[`  
对于无参数函数的版本: J8IdQ:4^l  
P5-1z&9O  
template < typename Ret > 0se0AcrW  
struct functor_trait < Ret ( * )() > x \0( l5>  
  { {EU?{ #  
typedef Ret result_type; ~xfoZiIA}  
} ; ,t?c=u\5  
对于单参数函数的版本: "u^%~2  
f"i(+:la  
template < typename Ret, typename V1 > Lxz!>JO>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > c$fi3O  
  { su:~X d  
typedef Ret result_type; WRIOjQ:  
} ; ]$Ud`<Xnx  
对于双参数函数的版本: dZ^(e0& :H  
_7e ^ t N  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ye?4^@u u  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > S\wh *'Y  
  { ygI81\ D  
typedef Ret result_type; t 3LRmjL  
} ; H[oCI|k  
等等。。。 "MS}@NLUW  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy y-C=_v_X  
o9GtS$ O\  
template < typename Func > xAlyik  
struct func_return DPV>2' fV  
  { TgC8EcLr  
template < typename T > 'DLgOUvh  
  struct result_1 10.u  
  { I'sq0^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `eZ +Pf".  
} ; {9mXJu$cc  
MC\rx=cR\  
template < typename T1, typename T2 > m 0jm$> :Z  
  struct result_2 F"I{_yleq'  
  { -O&u;kh4g  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; V%|CCrR  
} ; <d*;d3gm  
} ; &ZyZmB  
8nV#\J9  
v$n J$M&k  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 pk>p|q  
EuH[G_5e0  
template < typename Func, typename aPicker > xvpCOoGsz  
class binder_1 PeU>h2t  
  { %5[,U)X"  
Func fn; *;N6S~_'Y  
aPicker pk; '>"riEk  
public : BIJlU(aF  
3$ 'eDa[  
template < typename T >  <xn96|$  
  struct result_1 8,VX%CS#q  
  { xJcM1>cT>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; yiT)m]E d  
} ; yW@0Q:  
5Yxs_t4  
template < typename T1, typename T2 > &PE/\_xD_  
  struct result_2 NI<;Lm  
  { &<Iyb}tA?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `qXCY^BH2  
} ; 8?yRa{'"  
WSi`KNX  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} :NCY6? [Dz  
?v5OUmFM  
template < typename T > hwD;1n  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k_,wa]ws$  
  { "J.7@\^ h/  
  return fn(pk(t)); 7NQ@q--3s  
} ]'"aVGqa.  
template < typename T1, typename T2 > 5u:{lcC.X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'L k& iph  
  { ( M$2CL  
  return fn(pk(t1, t2)); 6Wn"h|S  
} I38j[Xk  
} ; :Qc[>:N  
@3aI7U/I  
NP+*L|-;  
一目了然不是么? C<G`wXlP|  
最后实现bind  <u=k X  
XT "-   
LK>J]p  
template < typename Func, typename aPicker > u*h+ c8|zI  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) {e/6iSpT  
  { \>7hT;Av=G  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); hRc.^"q9  
} Y-ZTv(<  
Bu{1^g:  
2个以上参数的bind可以同理实现。 (>)f#t[9J  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 7^hwRZJ{  
Y%GIKtP  
十一. phoenix fR^aFT  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: .dE2,9{Z  
s{Wj&.)M  
for_each(v.begin(), v.end(), 1woBw>g  
( {hRM=f7  
do_ Fv!KLw@  
[ /c4@QbB  
  cout << _1 <<   " , " o6b\ w  
]  f3E%0cg  
.while_( -- _1), o$XJSz|6  
cout << var( " \n " ) f7du1k3  
) WVMkLMg8d  
); Q>QES-.l  
{ K,KIj"  
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:  "d3qUk  
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 /4xp?Lo:  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 v:xfGA nP  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ^_0l(ke  
xRiWg/Z~  
tqMOh R  
template < typename Cond, typename Actor > Z\ 1wEGP7{  
class do_while USrBi[_ci\  
  { h ycdk1SN  
Cond cd; QPZ|C{Ce  
Actor act; Vmb `%k20'  
public : p$+.]  
template < typename T > OZCbMeB{+J  
  struct result_1 IPTEOA<M[  
  { q\I2lZ  
  typedef int result_type; 9FKowF_8  
} ; PKK18E}{%^  
jn:9Cr,o;g  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} qiyX{J7Z  
OtsW>L@ O(  
template < typename T > }$wWX}@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ==^9_a^  
  { +`p@md2L1  
  do rL9u7) x  
    { ?*K{1Ghf  
  act(t); 4\rwJD<  
  } 6~O9|s^38w  
  while (cd(t)); p2)563#RS  
  return   0 ; pIbm)-  
} &X%vp?p  
} ; }iBFo\vU  
>I&'Rj&Mc  
3{/Y&/\"'^  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 6 h%%?  
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。 \[CPI`yQe  
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。 C\RJ){dk  
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。 2 g`<*u*  
下面就是产生这个functor的类: Kc,=J?Ob  
i p"LoCE  
yr"BeTrS.  
template < typename Actor > Q[Xh{B  
class do_while_actor _ !r]**  
  { GyP.;$NHa[  
Actor act; 7#G8qh<  
public : 8 mFy9{M  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} <,\Op=$l3I  
NW AT"  
template < typename Cond > L^b /+R#  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 6!Z>^'6  
} ; KN\*|)  
#J_+ SL[  
L2$`S'UW  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 BnwYyh  
最后,是那个do_ Jp#Onl+d6  
@ 5tW*:s  
s/cclFji]  
class do_while_invoker =IC cN|  
  { ynQ+yW74Z  
public : 83[gV@LW0m  
template < typename Actor > :@=;WB*0  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ijuIf9!  
  { >anq1Kf  
  return do_while_actor < Actor > (act); u.~`/O  
} O S%  
} do_; {!]7=K)W9  
-l2aAK1M  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? J 6%CF2  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Dmq_jt  
最后来说说怎么处理break和continue "$6 .L^9W  
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。 A-GU:B  
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 或 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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八