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
  • 5595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 Sfffm$H  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 z?C& ,mv  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, hoZM;wC  
5?Rzyfwk|  
V<t!gT#&o!  
#pWeMt'  
  class filler jg(cpo d  
  { +J2;6t  
public : T<u QhPMw  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 1u_< 1X3  
} ; "pQ) 5/e  
F{ sPQf'  
dpB\=  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: x I(X+d``  
Y;>D"C..  
j55OG~)  
tS3{y*yi  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); >8w=Vlp  
Uk0 0lPG.U  
_4X3g%nXl  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 - ]U2G:  
h`V#)Q  
j>|mpfU  
m+pFU?<|  
二. 战前分析 42.y.LtZ  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 3t:/Guyom8  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Kbqx)E$iL  
Q>l5:2lq  
k6^!G"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }x?2txuu  
  /* --------------------------------------------- */ 8'0I$Qa4  
vector < int *> vp( 10 ); I{uwT5QT-  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -X,[NI3  
/* --------------------------------------------- */ &>3 AL,  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ,qK3 3Bn  
/* --------------------------------------------- */ &K-0ld(;  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); kZ<"hsh,Y'  
  /* --------------------------------------------- */ sx@ %3j  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 1\%2@NR  
/* --------------------------------------------- */ 3mLtnRX[m  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 'zfj`aqc  
W$Op/  
tZ_D.syBAc  
+YCKd3/  
看了之后,我们可以思考一些问题: ,2`FSL%J  
1._1, _2是什么? ,2Q5'!o  
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。 |&AZ95v   
2._1 = 1是在做什么? HkdBPMs79  
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。 Vae=Yg=fw  
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。 C0 o  
Ae_:Kc6  
cxn*!TwDs  
三. 动工 !9vq"J~hz"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >4]y)df5  
[^ eQGv[S  
T6I$7F  
raB', Vp  
template < typename T > SuFGIb7E  
class assignment ,!oR"b!  
  { o$KW*aDp  
T value; y}GFtRNG  
public : BFn4H%1  
assignment( const T & v) : value(v) {} b!c2j   
template < typename T2 > I9O%/^5^[w  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } T1g3`7C3  
} ; )5/,B-+O"  
UA(&_-C\  
F`RPXY`ux  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %SN"<O!  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment tqwAS)v=  
b+e9Pi*\  
USJk *  
((mR' A|`  
  class holder O7# 8g$ZIv  
  { ?[c{pb ,|  
public : F$te5 ` a  
template < typename T > 2dJP|T9H  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7L$\S[E  
  { \,-e>  
  return assignment < T > (t); v&8s>~i`K  
} #(G"ya  
} ; QpiA~4  
Oe"nNvu/  
(svKq(X  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: .r\|9 *j<  
/xw}]Fa5  
  static holder _1; G:i>MJbxT  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写  r74' _y  
:fA|J!^b[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /<T3^/ '  
而不用手动写一个函数对象。 s&F& *5W  
S$NJmXhx5  
't3&,:Y  
[K""6D  
四. 问题分析 pI1IDu*_Z  
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。 s |!lw  
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。 1Ms_2  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 8M8Odz\3 q  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 X|dlVNL8p  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 NY"+Qw@$  
(qDPGd*1  
五. 问题1:一致性 +D d !  
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?| eNu]K,rT  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \%|%C  
sMgRpem;  
struct holder O 4'/C]B 2  
  { ky@ZEp=  
  // =[nuesP'  
  template < typename T > 8'#L+$O &N  
T &   operator ()( const T & r) const n<e1=L  
  { mKuY=#RP  
  return (T & )r; <ZjT4><  
} y_LFkZ  
} ; AwWo,Y399h  
Y@ X>ejk"  
这样的话assignment也必须相应改动: o^v]d7I8b  
l- $5CO  
template < typename Left, typename Right > U<I]_]  
class assignment t 09-y  
  { ?.^n,[2  
Left l; i'p6#  
Right r; z>z9xG'  
public : :pvB}RYD  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =d#(n M*  
template < typename T2 > {JQCfs  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } D-LQQ{!D5  
} ; ag6[Nk  
H @5dj}  
同时,holder的operator=也需要改动: vOo-jUKs  
NK6 ~qWsu  
template < typename T > Q%x-BZb~  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const `PZcL2~E  
  { 6k`O  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); [C{oj*"c]  
} 3L:SJskYR  
mwO9`AU;  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ujS C  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 sq{=TB{  
WOi+y   
return l(rhs) = r; }U|0F#0$  
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。 T'!p{Fbg;  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: lQ&J2H<w  
QXEz  
template < typename Tp > Y2[ik<  
class constant_t c!N#nt_<  
  { 7n]ukqZ  
  const Tp t;  lofP$  
public : X}g"_wN,g>  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} z||FmL{  
template < typename T > ||Vx:(d7D&  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Qt>Bvu Q  
  { $kccM& B  
  return t; )v\ A8)[  
} T_[  
} ; NZz^*Ela  
hWi2S!*Y  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m-]F]c=)w<  
下面就可以修改holder的operator=了 p ^ ONJL  
o_a'<7\#i  
template < typename T > |k#EYf#Y  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const r4Xaa<  
  { S 9|^VU  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Mavid kS  
} \%_sL#?  
b%7zu}F  
同时也要修改assignment的operator() b9VI(s>  
}Z)YK}_1  
template < typename T2 > Q w)U  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } w5=<}1`St  
现在代码看起来就很一致了。 )JY#8,{w  
V/tl-;W  
六. 问题2:链式操作 ki|OowP  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 vI]V@i l  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 =R*IOJ  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 p-*{x  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 =^z*p9ZB  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct *onVG5<  
: -$TD('F  
template < typename T > ?}HZJ@:lB  
struct result_1 = u&dU'@q  
  { SgkW-#  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; i ^, $/  
} ; 5?.!A 'zb  
P|ftEF  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: &FG0v<f5Pv  
9Y?``QBN  
template < typename T > 5 %+epzy  
struct   ref E {UhM q7  
  { .  LeS-  
typedef T & reference; 2 ,krVb?<  
} ; ?*6Q ;.f<  
template < typename T > n[\L6}  
struct   ref < T &> iD/+#UTY  
  { S<z8  
typedef T & reference; N{<5)L~Y  
} ; !Wj`U$];  
\F)WUIK  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: bl{W{?QI  
!Ej?9LHo  
template < typename T > [LrO"9q(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const zb s7G  
  { VVfTFi<  
  return l(t) = r(t); 9%2h e)Yqc  
} 92~$Qa\S!  
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。 (a"/cH  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 sGE %zCB  
ng9 _c  
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 Wu/:ES)C  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: `|mV~F|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 c *i,z  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \eAV: qV  
最后的布局是: J!">L+Zcx  
                Add js!C`]1  
              /   \ Kd\d>&b  
            Divide   5 X9?0`6Li  
            /   \ HY;kV6g{P  
          _1     3 /J9Or{#r  
似乎一切都解决了?不。 0IZF%`  
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。 %3. np  
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。 dh1 N/[  
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: ED);2*qP}  
\+&)9 !K  
template < typename Right > dj}|EW4  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 3GrIHiC r  
Right & rt) const TP/bX&bjCy  
  { {XV 'C @B  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !_oR/)  
} uX%$3k  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 w-C%,1F,/  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 =E-o@#BS  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 O\6gw$  
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。 5BK3ix*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。 Cxe(iwa.  
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? 1$^r@rP  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: /FjdcH=  
Tl#2w=  
template < class Action > TD78&a#  
class picker : public Action jvpv1>KYV  
  { F+L%Ho;@P  
public : 7Sh1QDYZ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} tKds|0,j|  
  // all the operator overloaded CWJN{  
} ; f{u S  
4vNH"72P  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 wFjQ1<s=  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: gSf >+|  
^z~drcR  
template < typename Right > 1 |/ |Lq%w  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const h")7kjM  
  { BK wo2=m~  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); F{_,IQ]U  
} 0g; o6Fg  
I!Mkss xc  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 4N= gl(  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 &wN}<G e6  
D(WV k  
template < typename T >   struct picker_maker 3{$>-d  
  { NiQ Y3Nj  
typedef picker < constant_t < T >   > result; [ $"  
} ; #K iqV6E  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > K@Xj)  
  { lkC|g%f  
typedef picker < T > result; |C5{[ z  
} ; Z,"YMUl'  
[k&7h,  
下面总的结构就有了: ):A.A,skf  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 _;:_ !`  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 [;o>q;75Jz  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sbFIKq]  
至此链式操作完美实现。 t~BWN  
vsQvJDna~  
_>r (T4}]  
七. 问题3 jhBfy|Ftu  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 P*OT&q  
%!A-K1Z\D  
template < typename T1, typename T2 > 4vND ~9d  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^(@]5$^Z  
  { MBnxF^c&P  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); c#>:U,j  
} C5jt(!pi  
4W<[& )7  
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: 7#X`D  
[Z&<# -  
template < typename T1, typename T2 > Zq H-]?)  
struct result_2 y,@yaM}-/K  
  { . ~a~(|  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; h cu\c+ A  
} ; <q Q@OUI   
O1+yOef"k  
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? 3(gOF&Uf9  
这个差事就留给了holder自己。 ed`7GZB  
    XQmg^x[,A  
.[s6PzQy  
template < int Order > 52^,qP'6  
class holder; 8i<]$  
template <> xsNOjHk  
class holder < 1 > jj]|}G  
  { HiD%BL>%  
public : zAev@+.ld  
template < typename T > 91DevizXx  
  struct result_1 z46Sh&+  
  { } :gi<#-:G  
  typedef T & result; [HQ/MkP-Z  
} ; }_H\ 75Iv  
template < typename T1, typename T2 > %?F$3YN,  
  struct result_2 ^+gD;a|t  
  { NzN"_ojM  
  typedef T1 & result; Zv?"1Y< L  
} ; y{~tMpo<  
template < typename T > I|;C} lfp  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const K4I/a#S'@6  
  { 4vkqe6  
  return (T & )r; dxH.  
} y(E<MRd8V  
template < typename T1, typename T2 > = H}x  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const c>Ri6=C  
  { jM-5aj[K  
  return (T1 & )r1; +8"P*z,  
} ]86*k %A  
} ; ,DEcCHr,  
n-,mC /4  
template <> 2OqEyXh  
class holder < 2 > 7) a f  
  { WGyPyG#Fl  
public : vj]h[=:  
template < typename T > u:B=lZ[  
  struct result_1 'MNCJ;A@V  
  { s?4nR:ZC}  
  typedef T & result; P8;1,?ou  
} ; <Q`3;ca^  
template < typename T1, typename T2 > H]f[r~  
  struct result_2 $D D esy3  
  { Y0m?ZVt  
  typedef T2 & result; PzhC *" i}  
} ; {kb7u5-  
template < typename T > 6Ypc]ym=J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const F[W0gjUc  
  { ]\k& l ['  
  return (T & )r; %?[0G,JG  
} -lAY*2Jg  
template < typename T1, typename T2 > Q}a(vlZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 1KR4Wq@  
  { :_=YH+bZ  
  return (T2 & )r2; lvNi/jk  
} $xF[j9nM  
} ; _N>#/v)Yi  
@ `mke4>_  
_}T )\o   
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Gvvw:]WgF  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: <aI}+  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ; qr?[{G  
6':Egh[;  
return l(i, j) = r(i, j); w ykaf   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 6UL9+9[C  
z<0/#OP'  
  return ( int & )i; NzeiGj  
  return ( int & )j; 9wO2`e )  
最后执行i = j; /Nob S'd  
可见,参数被正确的选择了。 fL]jk1.Xv-  
]^i^L  
]9JH.fF  
E\cX  
6o5,d]  
八. 中期总结 dO,; k +  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: gr{*wYL  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 <HIM k  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 W/CZ/Mc  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |`{$Ego:  
i&DUlmt)f  
{K?e6-N(z  
HS\'{4P  
e$JATA:j  
|zd5P  
九. 简化 ^=PY6!iW  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 DZEq(>mn  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 UdA,.C0  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: >B*zzj  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !C^>tmqS  
  +-*/&|^等 6E^9>  
2. 返回引用。 sOS^  
  =,各种复合赋值等 jc#gn& 4C  
3. 返回固定类型。 ^uVPN1}b^@  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Rtl 1eJ-  
4. 原样返回。 NmF8BmIj  
  operator, 9|OOT[  
5. 返回解引用的类型。 YIb7y1\UM  
  operator*(单目) `9P`f4x  
6. 返回地址。 \b$Y_  
  operator&(单目) P7l3ZH( g  
7. 下表访问返回类型。 (XFF}~>B.  
  operator[] k72NXagh  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \$F#bIjC  
  operator<<和operator>> r)Ml-r =  
F}1._I`-  
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。 V-X Ty iv  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \YF07L]qs-  
qG g29  
template < typename Left > $'<$:;4b3  
struct value_return |Z+qaq{X  
  { ;ZP!:,  
template < typename T > W%o! m,zFM  
  struct result_1 x(~V7L>"i  
  { Z J1@z.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4-$kc wA  
} ; =e9<.{]S/  
M &H,`gm  
template < typename T1, typename T2 > we@*;k@_  
  struct result_2 d5R2J:dI  
  { zTi 8y<}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ?wn <F}UH  
} ; W2M[w_~QE  
} ; SxcE@WM  
%*IH~/Ld;]  
7;] IlR6  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .1ep8O<  
dP]Z:  
下面我们来剥离functor中的operator() ")nKFs5  
首先operator里面的代码全是下面的形式: t?=V<Yd1  
7_lgo6  
return l(t) op r(t) 6wXy;!2  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) rL?{+S]&^)  
return op l(t) n,_9Eh#WD  
return op l(t1, t2) t~!ag#3['.  
return l(t) op 4! F$nmG)  
return l(t1, t2) op `FX?P`\@I  
return l(t)[r(t)] u^x<xw6f  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] M*~XpT3  
:?i,!0#"  
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: h///  
单目: return f(l(t), r(t)); gT,iH.  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); k RSY;V  
双目: return f(l(t)); qP=a:R-  
return f(l(t1, t2)); <xH! Yskc  
下面就是f的实现,以operator/为例 8&bNI@:@  
`q1-yH0~4  
struct meta_divide '[HU!8F  
  { $:onKxVM  
template < typename T1, typename T2 > %(s2{$3  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) oDG BC  
  { zW.Ltz  
  return t1 / t2; +j$nbU0U  
} 2&AX_#P  
} ; ww'B!Ml>F  
A$;*O)  
这个工作可以让宏来做: &rc r>-  
sp0_f;bC  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ KQ(S\  
template < typename T1, typename T2 > \ +]hc!s8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; X [?E{[@Z  
以后可以直接用 2{g&9  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) u(ETc* D]  
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 $ylxl"Y  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) PX?^v8wlqL  
";n%^I}  
gDX\ p>7  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 s;tI?kR>%  
ER4#5gd  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > vQDR;T"]  
class unary_op : public Rettype gDH|I;!  
  { ZMK1V)ohn  
    Left l; }UG<_ bE|  
public : D{4]c)>  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} s>TC~d82  
V:AA{<  
template < typename T > Prv=f@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ksYPF&l  
      { V:gXP1P  
      return FuncType::execute(l(t)); +]Z *_?j9{  
    } ~6Odw GWV  
(W9 K: ]}  
    template < typename T1, typename T2 > BbzIQg:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^)3=WD'!  
      { 8,B#W#*{  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); /j\.~=,_  
    } ^4{{ +G)j  
} ; OoZv\"}!_  
Q:Y`^jP   
!zfV (&  
同样还可以申明一个binary_op i6^-fl  
}5QUIK~NA  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R ggZ'.\  
class binary_op : public Rettype }9+Vf'u|l  
  { df$pT?o  
    Left l; GGGz7_s ?  
Right r; 9}d^ll&  
public : [?)He} _L  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6N.MC B^  
O+~@ S~  
template < typename T > u4[rA2Bf8E  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const BR~+CBH  
      { $rQi$w/  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Ga;Lm?6-  
    } F=;nWQ&  
DM{Z#b]  
    template < typename T1, typename T2 > t y%Hrw  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lo +H&-  
      { G-DOI  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ys@\~?ym+  
    } l_T5KV  
} ; k| >zauK  
Dwah_ p8  
YA8ZB&]En/  
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 Qmj%otSg  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 m$$sNPnT  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) %D+NrL(  
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。 XC,by&nY<y  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %lGg}9k'  
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。。。 TnPx.mwK\  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 en16hd>^W:  
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) t\-;n:p-  
下面是修改过的unary_op .[vYT.LE  
:j;_Xw  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 28 ;x5m)N  
class unary_op { b7%Zd3-  
  { D (Q=EdlO  
Left l; )AAPT7!U  
  6W N(Tw  
public : F2$?[1^f  
'\Uy;,tu /  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Yg]!`(db  
6 G?7>M  
template < typename T > =~{W;VZt'  
  struct result_1 rA1;DSw6E[  
  { )F%zT[Auph  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ddvtBAX  
} ; Yj>ezFo  
IFF3gh42.  
template < typename T1, typename T2 > 9I*`~il>{  
  struct result_2 P<IZ%eS3B  
  { H@ .1cO  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^h"F\vIpV  
} ; )r:gDd#/X  
0`"DYJ}d  
template < typename T1, typename T2 > ]gB:ht  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \Gz 79VW  
  { zZ{(7K fz  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ]d50J@W c  
} @7OE:& #V  
qc@v"pIz'S  
template < typename T > Y EhPAQNj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F=~LVaF/_  
  { qM:*!Aq 0g  
  return OpClass::execute(lt(t)); YfU6 mQ  
} F48W8'un  
P(Q}r 7F~(  
} ; 3"iJ/Hc}9  
}i@%$Ixsn  
&cB +la\_  
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 </)QCl'd  
好啦,现在才真正完美了。 ]`_eaW?Ua  
现在在picker里面就可以这么添加了: .Sjg  
gatxvR7H  
template < typename Right > ;$rh&ET  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const )dZ1$MC[  
  { qJT|om L Y  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Dh B*k<S  
} ^F`\B'8MF  
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。 TWT h!  
yu @u0vlc  
~mYCXfoc{  
%n:ymc $}  
pJPP6Be<  
十. bind Lo^gg#o  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ]:F?k#c  
先来分析一下一段例子 Q804_F F#  
^fxS=Qs+  
WTQd}f  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 'w~e>$WI  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 8c0ugM  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ck K9@RQ  
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。 /D ~UK"}  
我们来写个简单的。 uEcK0>xp  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: XI58Cy*!  
对于函数对象类的版本: b{hdEb  
37nGFH`K2m  
template < typename Func > D}A>`6W<  
struct functor_trait |g8Q.*"l[  
  { f,QBj{M,  
typedef typename Func::result_type result_type; R?H[{A X  
} ; k#pNk7;MZ  
对于无参数函数的版本: 6T ,'Oz  
=Z}=nS?4  
template < typename Ret > =X}s^KbI{  
struct functor_trait < Ret ( * )() > AG(Gtvw  
  { &VfMv'%x  
typedef Ret result_type; pQ yH`  
} ; =%oQIx  
对于单参数函数的版本: -VhxnhS  
fVx_]5jM  
template < typename Ret, typename V1 > XD$;K$_7  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > UJhUb)}^  
  { hT?|:!ED.F  
typedef Ret result_type; %r >Y)@$Vt  
} ; {;E]#=|  
对于双参数函数的版本: eL{6;.C  
]Wdnr1d~8  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > %:/?eZ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  D/]  
  { ~e#QAaXD#5  
typedef Ret result_type; Ki(  
} ; iK3gw<g  
等等。。。 z]bcg$m  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy  V4q v7  
$3je+=ER  
template < typename Func > +je{%,*  
struct func_return }Z3+z@L  
  { ,R2;oF_  
template < typename T > pIP ^/H  
  struct result_1 XL!^tMk  
  { ypV>*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; HlC[Nu^6U  
} ; ]0@ 06G(y  
b?deZ2"L#  
template < typename T1, typename T2 > q"|#KT^)  
  struct result_2 jz"-E  
  { 6;{E-y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; To@77.'  
} ; o=ULo &9  
} ; fNaboNj[  
SvN2}]Kh  
+L\bg| ;  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 n+%tu"e  
)W.Y{\D0  
template < typename Func, typename aPicker > :elTqw>pn  
class binder_1 H!vX#  
  { oES4X{,  
Func fn; `;H3['~$  
aPicker pk; <9yB& ^  
public : hsZ}FLStJ  
+3%i7  
template < typename T > 6Z7J<0  
  struct result_1 gPz p/I  
  { L$4nbOu\~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; |dI,4Z\Qb  
} ; ztHEXM.  
X'XH-E  
template < typename T1, typename T2 > (043G[H'.  
  struct result_2 5KvqZ1L  
  { A.@Af+  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; DY6ra% T  
} ; a-Ef$(i_  
Od@<L  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ``* !b >)  
ct-;L' a  
template < typename T > PP_fTacX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1?N$I}?  
  { 9 &p;2/H  
  return fn(pk(t)); k}r)I.Lp  
} ZFO*D79:K  
template < typename T1, typename T2 > Wk*t-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r]'Q5l4j6"  
  { B@@j-  
  return fn(pk(t1, t2)); Th(F^W9  
} Eh*t;J=O  
} ; Yvbk[Rb  
[5O`  
k>;a5'S  
一目了然不是么? z3>oUq{  
最后实现bind %zA$+eT  
_mSQ>BBRl  
# 5C)k5  
template < typename Func, typename aPicker > h`HdM58CQ  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Owz.C_{)  
  { b1NB:  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 'I *&P5|  
} p&4#9I5  
@mu2,%  
2个以上参数的bind可以同理实现。 1[Ffl^\ARp  
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。 JD1D(  
$bi@,&t;  
十一. phoenix I}{Xv#@o  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: p-1 \4  
#w:6<$  
for_each(v.begin(), v.end(), [d~ 25  
( 06peo d  
do_ Z/>0P* F  
[ *)H&n>"e  
  cout << _1 <<   " , " Vn1hr;i]  
] Wr+1G 8  
.while_( -- _1), RIQw+RG >  
cout << var( " \n " ) Ul?92  
) %B{NH~  
); &?@5G  
wBK%=7  
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: [6Nw)r(a(  
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 <dA1n:3o  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 7 /$s!pV  
那么我们就照着这个思路来实现吧: A"8"e*  
b!ea(D!:  
r=3knCEWK  
template < typename Cond, typename Actor > V*U*_Y  
class do_while (`&`vf  
  { s*0PJ\E2  
Cond cd; >S:>_&I`I  
Actor act; zz+p6`   
public : ;Pi-H,1b  
template < typename T > @xI:ZtM  
  struct result_1 &R "Q  
  { A+Xk=k5<  
  typedef int result_type; #=hI}%n  
} ; @]0;aZ{3  
B "z`X!\  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} T]fu[yRVvg  
Cp@' k;(  
template < typename T > ?]# U~M<'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Aj;F$(su  
  { Q/ ,j v5  
  do 79svlq=  
    { Wqu][Wa[Z  
  act(t); 3+E AMn  
  } bf3Njma%  
  while (cd(t)); UHEn+Tc>  
  return   0 ; r6Hdp  
} S^Z[w|1  
} ; 0` {6~p  
F9Ag687w  
9w=GB?/  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). -&ic%0|f  
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。 rK\)  
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。 domaD"C  
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。 -K_p? l  
下面就是产生这个functor的类: <6s?M1J  
BWct0=  
E.kjYIH8  
template < typename Actor > uWYI p\NN  
class do_while_actor s2{d<0x?v  
  { ?1?zma S  
Actor act; 0DBA 'Cv  
public : `KgWaf-  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Y70[Nz  
bJo)rM :m  
template < typename Cond > &O'6va  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; gqje]Zc<  
} ; aF9p%HPDw  
-];/*nl  
Dg$Z5`%k8  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?Sq?f?  
最后,是那个do_ VV*Z5U@b  
G 1 rsd  
N;9m&)@JR'  
class do_while_invoker #-_';Er\  
  { U9[ &ci  
public : k|$08EK $  
template < typename Actor > >Q$, } `U;  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 4E`y*Hmzy+  
  { ] {r*Z6bs  
  return do_while_actor < Actor > (act); |=^p`CT  
} @{_L38. Nw  
} do_; zoV4Gl  
P,x'1 `k~  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? TX96 ^EoH  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Zxm Mw  
最后来说说怎么处理break和continue Zz<k^  
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。 hpD\,  
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