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
  • 7930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 "w3#2q&  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Q?df5{6  
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, E`68Z/%  
Ce 3{KGBw  
jG8W|\8  
zzlV((8 ~  
  class filler A2 'W  
  { :^~I@)"ov  
public :  ~ Dvxe  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ~)Z{ Yj9)S  
} ; ia#Z$I6  
=.19 7)e  
H +Dv-*i  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 7Gg3$E+#*  
B->3/dp2c'  
)BI6nU  
rH@ {[~p  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); R+vago:  
D; xRgHn  
~,j52obR6Z  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 T](N ^P  
}6zo1"  
Mrpz(})  
N<&"_jzm  
二. 战前分析 >fG=(1"  
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。 O  |45r   
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 ?U+^ctwv7  
{C+blzh6  
N|t!G^rP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D c5tRO  
  /* --------------------------------------------- */ dw'&Av' |E  
vector < int *> vp( 10 ); )F_0('=t  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 8:*   
/* --------------------------------------------- */ (9gL  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); P`ZzrN  
/* --------------------------------------------- */ }J=>nL'B  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); k:1p:&*m  
  /* --------------------------------------------- */ aMa ICM  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); @E Srj[  
/* --------------------------------------------- */ gumT"x .^  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); QH~;B[->  
 AT@m_d  
c3S}(8g5.  
Tp vq5Cz  
看了之后,我们可以思考一些问题: QH z3  
1._1, _2是什么? [4p~iGC  
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。 b)+nNqY|  
2._1 = 1是在做什么? )Z4ilpU,  
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。 c*>8VW>  
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。 }STTDq4  
4oxAC; L  
^,W;dM2  
三. 动工 5UWj#|t  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -"Mq<XO&51  
?w^MnK0U)  
c? Z M<Y"  
A kMP)\Q  
template < typename T > :#_Ne?\a@  
class assignment H?]%b!gQG  
  { c5 ^CWk K  
T value; ,|5|aVfh  
public : Ez()W,6]g  
assignment( const T & v) : value(v) {} !U 6q;' )-  
template < typename T2 > %5g(|Y]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } /x2-$a:<  
} ; =&%}p[ 3g  
V47z;oMXct  
\mK;BWg)  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 aMU0BS"   
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Gm`#0)VC  
B/Jz$D  
h7 r *5E  
+( Q$GO%  
  class holder kZb #k#  
  { _?VMSu  
public : g:dtfa/]  
template < typename T > 8Pb~`E/  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const K_SURTys  
  { 3@}rO~  
  return assignment < T > (t); }Gvu!a#R  
} qdW"g$fW  
} ; *'i9  
.ei5+?V<i  
<cof   
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: $O'IbA  
;!~&-I0l  
  static holder _1; Z]~) ->=}  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 %XC3V7  
5>Kk>[|.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); _^%DfMP3i\  
而不用手动写一个函数对象。 OrC}WMhd  
4Tdp;n\F  
Mg"e$m  
 cFD3  
四. 问题分析 rp&XzMwC4  
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。 <%Al(Lm0  
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。 twWzS 4;  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 * :kMv;9  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 EvP\;7B  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 !VDNqW  
-P6Z[ V%  
五. 问题1:一致性 n g,&;E  
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?| =&K8~   
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 iNCT(N~.  
f>CJ1 ;][{  
struct holder <q`'[1Y4  
  { 7Gwo:s L  
  // 5+DId7d'n  
  template < typename T > ]&;K:#J  
T &   operator ()( const T & r) const e,K.bgi  
  { d1qvS@  
  return (T & )r; /R(]hmW  
} xY d]|y  
} ; v ^R:XdH  
"@^^niSFl  
这样的话assignment也必须相应改动: <9dfbI)  
YB}m1 g`  
template < typename Left, typename Right > x DiGN Jc  
class assignment XN&cM,   
  { C~-.zQ$  
Left l; ?/}N  
Right r; ;5 p;i 8m  
public : wJc`^gj  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /lS5B6NU  
template < typename T2 > }'p"q )  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } %dwI;%0  
} ; R>D[I.  
R wTzS;  
同时,holder的operator=也需要改动: jwL\|B oE  
Ul<:Yt&nI  
template < typename T > Y|!m  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const "wR1=&gk  
  { yz<$?Gblz  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); =5;tB  
} =E w<s5C@  
Qv W vS9]  
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。 Q?2Gw N  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 8-"D.b4  
HcQ)XJPK  
return l(rhs) = r; QJy1j~9x  
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。 K>vi9,4/ks  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: $%6.lQ  
#LR.1zZ  
template < typename Tp > k`((6  
class constant_t Q~f mVWq  
  { d:Oo5t)MN  
  const Tp t; oZ_,WwnE  
public :  X`20=x  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >{)\GK0i 7  
template < typename T > nX_w F`n"  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 8ZF!}kb0F  
  { JT! Cb$!  
  return t; ~p`[z~|  
} |ju+{+  
} ; b]4\$rW7  
A<y]D.Z"  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 vW-o%u*  
下面就可以修改holder的operator=了 <{T5}"e  
pkf$%{"e  
template < typename T > P0/Ctke;  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 2YQ;Kh"S   
  { x=03 WQ8  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); - -\eYVh[  
} qjsEyro$-  
" ?Ux\)*  
同时也要修改assignment的operator() y(wb?86#W5  
_;,"!'R`f  
template < typename T2 > Iw4[D#o  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } m al?3*x/  
现在代码看起来就很一致了。 H]}mg='kI  
mX%T"_^  
六. 问题2:链式操作 '=`af>Nc  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -(},%!-_  
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。 }9V0Cu1  
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。 Nwo*tb:  
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。 +|--}iE5n  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X%$1%)C9  
Zb7%$1)L~  
template < typename T > p}Um+I=1  
struct result_1 H;seT XL  
  { Qv<p$Up6  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; `MHixQ;j  
} ; Q@uWh:  
)3WUyD*UZN  
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: }9 ]7V<  
:PK2! 0nK  
template < typename T > _<GXR ?  
struct   ref '0=mV"#H{  
  { t`Rbn{   
typedef T & reference; `GSl}A  
} ; jwg*\HO,s  
template < typename T > 6!HYx  
struct   ref < T &> -,+~W#n  
  { EiDnUL(W7h  
typedef T & reference; * a^wYWa  
} ; <iBn-EG l>  
`oTV)J'~  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: @?jbah#  
;Y,zlq2  
template < typename T > IML.6<,(Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const CkRilS<  
  { S5:&_&R8[  
  return l(t) = r(t); 8>9MeDE  
} I/%L,XyRI  
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。 29l bOi  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 RG=i74a  
->*~e~T  
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 ]T{v~]7:{  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: JAM]neKiX  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 5|7<ZL 3  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 !*3]PZ25a(  
最后的布局是: H|$ *HQm  
                Add GO.7IL{ {  
              /   \ @ M4m!;rM  
            Divide   5 M~h.M PI  
            /   \ If]rg+|U  
          _1     3 /'zXb_R,$  
似乎一切都解决了?不。 "sIww  
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。 `Hq*l"8  
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。 j"jQiL_*  
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: xLb=^Xjec  
(5A8#7a  
template < typename Right > M?=I{}!@Q  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Fn0 |v66  
Right & rt) const })`z6d]3  
  { 'BUfdb8d  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); &'`ki0Xh;  
} NHQoP&OG  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 WFzM s  
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。 q{%~(A5*H  
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。 5i}g$yjZ<  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 As5-@l`@  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Ly/  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? #k1IrqUp  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: @FZ_[CYg  
~N/a\%`  
template < class Action > t&p I  
class picker : public Action XwfR/4  
  { AyW=.  
public : |#{ i7>2U  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ;>/yY]F7  
  // all the operator overloaded XZS%az1%  
} ; >JA>np  
ujl ?!  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 j/q&qrlL  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ~W={"n?=  
`DE_<l  
template < typename Right > +]( #!}oH  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const `mI5Z*]-  
  { 8GRB6-.h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \3] O?'  
} Tm9sQ7Oj(  
?`xm_udc  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > =HB(N|9_d  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 EiaP1o  
i`Qa7  
template < typename T >   struct picker_maker IlwHHt;njp  
  { @4Zkkjc4b  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Pd& Npp3  
} ; R^=v&c{@  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > x4MTE?hT  
  { W8Wjq DQ  
typedef picker < T > result; I(WIT=Wi<  
} ; Y@< j vH1  
=}@1Z~  
下面总的结构就有了: ir>S\VT4  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 \rATmjsKzS  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 "'GhE+>Z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 G;J)[y  
至此链式操作完美实现。 x%O6/rl  
s"J)Jc  
_"OE}$C  
七. 问题3 '/OQ[f=K  
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。 SjY|aW+wAL  
OSLZ7B^  
template < typename T1, typename T2 > ^fyue~9u  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s&'FaqE  
  { | lZJt  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Fa\jVFIQ  
} !! )W`  
mhOgv\?  
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: Ud2Tn*QmI  
-j2y#aP  
template < typename T1, typename T2 > Ml;` *;  
struct result_2 (2QfH$HEk  
  { >qOj^WO~  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; w(z=xO  
} ; ]zCD1 *)  
BX6kn/i  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? +]z Rn  
这个差事就留给了holder自己。 #D%6b  
    XN>bv|*q  
BjsTHS&  
template < int Order > fL d2{jI,  
class holder; }N).$  
template <> ].5q,A]  
class holder < 1 > `u R`O9)e  
  { RHpjJZUV  
public : R*FDg;t4  
template < typename T > $duT'G, -  
  struct result_1 .Pte}pM"v  
  { g oyQ',+  
  typedef T & result; S("dU`T?  
} ; ~IWdFUKk  
template < typename T1, typename T2 > [}GK rI  
  struct result_2 B"\9slX  
  { "wg$ H1K  
  typedef T1 & result; 9$U4x|n  
} ; ggitUQ+t;G  
template < typename T > H~mp*S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Q$ Dx:  
  { E/wxX#]\  
  return (T & )r; ^W9O_5\g4a  
} % ;R&cSZ  
template < typename T1, typename T2 > V82I%gPF  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 1E'PSq  
  { ,!GoFu  
  return (T1 & )r1; $$W2{vr7+  
} r>i95u82'  
} ; 4zt:3bW U  
9Li&0E  
template <> 12hD*,A5j  
class holder < 2 > XGbpH<  
  { 'Ha> >2M  
public : vdQ#C G$/  
template < typename T > INp:;  
  struct result_1 7:Rt) EE2  
  { U <q`f-  
  typedef T & result; &Td)2Wt  
} ; '6e4rn{  
template < typename T1, typename T2 > )G?\{n-  
  struct result_2 pwS"BTZ  
  { f-|zh#L  
  typedef T2 & result; u*W! !(P/  
} ; zJl;| E".  
template < typename T > ,EVPnH[F~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `-{? !  
  { k9<UDg_ Y  
  return (T & )r; E i>GhvRM  
} WiB~sIp  
template < typename T1, typename T2 > d!}oS<6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const XEagN:  
  { B:0oT  
  return (T2 & )r2; aPK:k$.  
} :8@eon}  
} ; frDMFEXXP  
OI"g-+~  
~m,~;  
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> >。 h(~/JW[  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:  qsXkm4  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Yt,MXm\  
^Go,HiB  
return l(i, j) = r(i, j); 44B D2`nF  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) XqUQ{^;aI  
XksI.]tfj  
  return ( int & )i; BBGub?(dR  
  return ( int & )j; +F60_O `  
最后执行i = j; .boB b<  
可见,参数被正确的选择了。 |e+3d3T35  
s3nt2$=:t  
0vX6n6G}  
c}|.U  
r79 P|)\  
八. 中期总结 "aI)LlyCY  
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: i>[xN[U(  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 M*D_p n&  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Tp{ jR<  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor +!px+*)bW  
o<Mcc j  
K@xMPB8in  
~TXu20c  
X=Ar"Dx}}s  
UBM#~~sM  
九. 简化 u0sN[<  
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。 $gz8! f?  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 F?]J`F\I  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Ta/zDc"e  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 2|i1}  
  +-*/&|^等 UF6U5],`u  
2. 返回引用。 ~*y7%L4B  
  =,各种复合赋值等 ; S$  
3. 返回固定类型。 L;?F^RK{U  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) cJ@fJ|  
4. 原样返回。 e!L5 v?  
  operator, #3LZX!  
5. 返回解引用的类型。 6SE^+@jR  
  operator*(单目) &08dW9H  
6. 返回地址。 Lb<IEy77\  
  operator&(单目) x|Pz24yP9  
7. 下表访问返回类型。  4q7H  
  operator[] C;/ONF   
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 .|g@#XIwe#  
  operator<<和operator>> $6J22m!S4n  
lxgfi@@+h  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ~MC 5rOA  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 59SL mj  
[A {o"zY  
template < typename Left > xoj,>[7 D  
struct value_return QGV#AID3XW  
  { Xf#;`*5  
template < typename T > :E|Jqi\  
  struct result_1 "nfi :A1  
  { ,X:3w3nr^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; x7^VU5w#  
} ; 517wduj  
r#1W$~?>  
template < typename T1, typename T2 > ^z{Xd|{"  
  struct result_2 l59 N0G  
  { m-tn|m!J  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; btnD+O66<  
} ; \),f?f-m  
} ; ml^=y~J[  
:=+YZ|&j  
a3w6&e`  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait K;rgLj0m  
YT'V/8US  
下面我们来剥离functor中的operator() qrj f  
首先operator里面的代码全是下面的形式: e1JH N  
lg2I|Z6DH  
return l(t) op r(t) 'U ZzH$h  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) vL[IVBG^  
return op l(t) R2{]R&wtn0  
return op l(t1, t2) [_3&  
return l(t) op Zos.WS#  
return l(t1, t2) op M=95E$6  
return l(t)[r(t)] `+vQ5l$;L  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] DCLu^:|C"  
2vG X\W% 3  
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: fibudkg'>  
单目: return f(l(t), r(t)); ^q/$a2<4  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); OvwoU=u  
双目: return f(l(t)); )CE]s)6+2  
return f(l(t1, t2));  !O`j  
下面就是f的实现,以operator/为例 p< 0=. ~  
-EFdP]XO  
struct meta_divide :eD-'#@$u  
  { /4+Q; P  
template < typename T1, typename T2 > na9YlJ\  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) \<xo`2b  
  { 0g=vMLi  
  return t1 / t2; 3WwCo.q;m  
} us1$  
} ; <"`f!k#[  
Ci 4c8  
这个工作可以让宏来做: Qx|HvT2P  
toPFkc6`  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 2^Im~p~ByE  
template < typename T1, typename T2 > \ aZ{l6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; [PiMu,O[v  
以后可以直接用 SEg{Gso9b  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) [Y.JC'F#  
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 o$%KbfXO]  
(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。。。) "+qZv(  
AX6:*aZB  
ecH7")  
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 Kf(Px%G6K  
E>*Wu<<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1R*;U8?  
class unary_op : public Rettype R=, pv'  
  { |T"j7  
    Left l; +/[Rvh5WZ  
public : 5W|wDy  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3Rsrb  
\r{wNqyv  
template < typename T > ThW9=kzQW  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mAW(j@5sp  
      { aQY.96yo  
      return FuncType::execute(l(t)); _dAn/rj   
    } L8'4d'N+ >  
-6s]7#IC  
    template < typename T1, typename T2 > qRcg|']R  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =MM+(mD  
      { IDqUiN  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); lFIaC}  
    } x5smJ__/  
} ; -Q Mwtr#q}  
G)b:UJa"  
+8 \?7,FY  
同样还可以申明一个binary_op [)8O\/:  
5?Q5cD2]\6  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > UA6 C/  
class binary_op : public Rettype 'x? |tKzd  
  { 8dt=@pwx&  
    Left l; mRyf+O[  
Right r; "d~<{(:N^  
public : jVGAgR=[G  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %yKcp5_  
vmOye/?k  
template < typename T > 1B&XM^>/  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sRcS-Yw[S  
      { B>d49(jy  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); yHs9J1S f  
    } ]{{%d4  
x#5[i;-c  
    template < typename T1, typename T2 > Q;=4']hYU  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [9~EH8  
      { UL&>]aQ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;$$w`LyP  
    } rP"Y.;s  
} ; y/_=  
}7{( o-  
mAIl)mq|g  
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 <~v4BiQ3l^  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 S7cD}yx*[  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) i88`W&tI{  
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。 =Ov,7<8o  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 7T!t*sSO'  
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。。。 ~=HPqe8  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 {(F}SF{  
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) Vi'7m3&  
下面是修改过的unary_op uV}GUE%W  
eej#14 &  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > l$l6,OzS@  
class unary_op g2LvojR  
  { ;BWWafZ  
Left l; }lJ|nl`c  
  7OXRR)]V  
public : =*+f2  
Iw#[K  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} <bhJ>  
vKdS1Dn1  
template < typename T > g?}h*~<b  
  struct result_1 TBF{@{.d  
  { ,1<6=vL  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; OzRo  
} ; ix?Z:pIS0  
rXTdhw?+  
template < typename T1, typename T2 > UaQW<6+  
  struct result_2 z1tCSt}7f  
  { ^n4aoj  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; wu{%gtx/;^  
} ; r,vSDHb`j  
I7'v;*  
template < typename T1, typename T2 > KlBT9"6"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l#+@!2z  
  { |r+hj<K  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); e(DuJ-  
} 0s}gg[lj  
{ynI]Wj`L  
template < typename T > v6x jLP;O  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 33hP/p%  
  { m#6p=E  
  return OpClass::execute(lt(t)); qla=LS\-A+  
} b1=! "Y@  
E J6|y'  
} ; SwrzW'%A  
Ln\Gv/)  
i#4E*B_-  
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 2#UVpgX?  
好啦,现在才真正完美了。 vZ=dlu_t  
现在在picker里面就可以这么添加了: u^VQwu6?G  
d] E.F64{  
template < typename Right > 76c:* bZ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const we*E}U4  
  { >w\3.6A  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); }ri7@HCY4  
}  @_WZZ  
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。 md : Wx  
w5Ucj*A\  
j \ #y  
4}YHg&@\d%  
4QNwu7TeR  
十. bind QNj6ETB-d  
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。 sN1I+X  
先来分析一下一段例子 AVc|(~V  
/" &Jf}r  
\C1`F [d_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} V`feUFw3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 a'my0m  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 O G7U+d6  
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。 v}^uN+a5  
我们来写个简单的。 v?DA>  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: "(\]-%:7  
对于函数对象类的版本: x.(Sv]+[  
(|y@ ftr@  
template < typename Func > `n e9&+  
struct functor_trait /9-kG  
  { DPl&e-`  
typedef typename Func::result_type result_type; 7Uh/Gl  
} ; D;DI8.4`N  
对于无参数函数的版本: dFnu&u"  
_C$SaQty[Q  
template < typename Ret > 79'N/:.  
struct functor_trait < Ret ( * )() > dW|S\S'&  
  { dJ{'b '#  
typedef Ret result_type; <Lq.J`|+  
} ; 9\6ZdnEKu,  
对于单参数函数的版本: f kdJgK  
Rd1I$| Y  
template < typename Ret, typename V1 > {8~xFYc:  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > !OR %AdxB  
  { 0INlo   
typedef Ret result_type; M8FC-zFs  
} ; RUV:   
对于双参数函数的版本: F @Wb<+0  
Iw</X}#\  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Qu|<1CrZj]  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > CX>QP&Gj  
  { <gY.2#6C\%  
typedef Ret result_type; ?NUDHUn_  
} ; iN+&7#x;/  
等等。。。 5jcy*G}[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 3 DZ8-N S  
j sw0"d(  
template < typename Func > >t $^U  
struct func_return 0 |Rmb  
  { lXrAsm$  
template < typename T > sYyya:ykxT  
  struct result_1 +~EFRiP]  
  { <%LN3T  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I h 19&D  
} ; "nn>I}jK  
hr GfA  
template < typename T1, typename T2 > (#r>v h(  
  struct result_2 9J f.Ls  
  { #)<WQZ)  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; :c&F\Q=  
} ; pQBhheiM  
} ; 9%bqY9NFd  
OjY#xO+'  
/y5a~3  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 )Yw m_f-N  
.RWKZB  
template < typename Func, typename aPicker > |z.Z='`  
class binder_1 OQby=}A  
  { zVtNT@1K>u  
Func fn; tc)4$"9)  
aPicker pk; 1}I%yOi)  
public : ?\T):o;/  
lRA!  
template < typename T > 83gp'W{|  
  struct result_1 2S_7!|j  
  { VaFv%%w  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; H=>;M j  
} ; Xx=c'j<  
:|E-Dx4F6H  
template < typename T1, typename T2 > P }$DCD<$U  
  struct result_2 ZklZU,\!|v  
  { Qj/.x#T  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; FTZaN1%`  
} ; oxgh;v*  
UhF+},gU  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =%G<S'2'  
oi/bp#(fa  
template < typename T > 5R"(4a P  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ; Uf]-uS  
  { *D$Hd">X  
  return fn(pk(t)); hG%J:}  
} |a[Id  
template < typename T1, typename T2 >  Cdbh7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const #~>ykuq  
  { YA4;gH+  
  return fn(pk(t1, t2)); }6^d/nE*T  
} [%yCnt  
} ; 58.b@@T  
, aQ{  
~OQ/ |ws  
一目了然不是么? (cEjC`]  
最后实现bind QGQ}I  
;chz};zY  
K trR+ :  
template < typename Func, typename aPicker > 0 P-eC|0  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk)  C%\.  
  { p$OkWSi~  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); f<aJiVP  
} I~P]_D mM  
BjyGk+A   
2个以上参数的bind可以同理实现。 1me16 5y<B  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 *wVWyC  
f6-OR]R5  
十一. phoenix #99fFs`w  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: d%='W|i\p&  
I w-3Z'hOX  
for_each(v.begin(), v.end(), CHX- 4-84{  
( j6{9XIR o_  
do_ :")iS?l  
[ 4! V--F  
  cout << _1 <<   " , " u!WjG@  
] Yr9!</;T  
.while_( -- _1), Y< drRK!  
cout << var( " \n " ) !XJS"owr  
) b )mU9   
); \gjY h2>  
Y$ To)qo  
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: j)neVPf%v  
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 w-M,@[G  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 z&r@c-l@  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ES&"zjr$  
f mQ`8b  
mUW4d3tE  
template < typename Cond, typename Actor > nd)bRB  
class do_while nVVQ^i}`G  
  { +8\1.vY  
Cond cd; */JMPw&  
Actor act; Y &"rf   
public : TUV&9wKXo  
template < typename T > J$X{4  
  struct result_1 r#CQCq  
  { K~B@8az  
  typedef int result_type; I"<ACM  
} ; -*I Dzm  
;j]-;wg-;  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 9e*v&A2Y'  
p%+uv\Ix  
template < typename T > `swf~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =6N%;2`84  
  { i`}nv,  
  do R8U?s/*  
    { g*nh8  
  act(t); "}(g3Iy  
  } k;bdzcMkQ  
  while (cd(t)); ?i8a)!U  
  return   0 ; qfQg?Mr  
} 1:+f@#  
} ; R!8qkG  
hH|moj]  
..g?po  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ,xeJf6es  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ;$Q&2}L[  
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。 DiLZ5^`]  
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。 d?uN6JH9  
下面就是产生这个functor的类: ogrh"  
PfRe)JuB  
bm+ #OI  
template < typename Actor > E0Y>2HOuL  
class do_while_actor xy$agt>j>  
  { `Z 3p( G  
Actor act; A*r6  
public : L\u6EMyV  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} cU^Z=B  
iVg3=R)[1  
template < typename Cond > Pl}>  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; \q0wY7w  
} ; ?'dsiA[  
Hmi]qK[F  
NQx`u"=  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?!4xtOA  
最后,是那个do_ V#Hg+\{d  
d 1 8>0R  
};z[x2l^  
class do_while_invoker &u@<0 1=  
  { o'8`>rb  
public : TNHkHR[&  
template < typename Actor > iksd^\]f  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const AP8YY8,  
  { X4"D Lt"  
  return do_while_actor < Actor > (act); }?0At<(d  
} tTzPT<  
} do_; =/J{>S>(i  
?=22@Q}g  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? I}&`IUP  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 srbU}u3VZ  
最后来说说怎么处理break和continue E mUA38  
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。 =68CR[H  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五