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
  • 7613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 SJX9oVJeZ  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 @1xVWSF  
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, q9_AL8_  
C7R3W,  
I6;6x  
yKrb GK*=_  
  class filler BI%~0 Gj8  
  { fBZLWfp9  
public : #?r|6<4X  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ChUE,)  
} ; \z2y?"\?  
I+twI&GS  
NwOV2E6@OW  
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: nu+^D$ait  
3rFku"z T$  
w^zqYGxG)  
zJ(DO>,p&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); fQ1j@{Xa  
R=a4zVQ  
vy5Fw&?"  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 !^y;|9?O  
OAiW8B Ae  
(y?F8]TfM  
_kRc"MaB  
二. 战前分析 e0TxJ*  
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。 RLL ph  
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 gCsN\z  
ox<&T|  
2G-"HOG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); `WCL-OoZc5  
  /* --------------------------------------------- */ H;_Ce'oU(  
vector < int *> vp( 10 ); 6W1+@ q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 12L`Gi  
/* --------------------------------------------- */ qHgtd+ I  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 4qE4 i:b  
/* --------------------------------------------- */ kmTYRl )j  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); i)(G0/:  
  /* --------------------------------------------- */ 2DsP "q79k  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ?5ZvvAi  
/* --------------------------------------------- */ &0[ L2x}7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); aB (pdW4  
f4AN"rW  
w(`g)`  
IQC[ewk  
看了之后,我们可以思考一些问题: QPLWRZu@  
1._1, _2是什么? Op9 ^Eu%n  
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。 %X\A|V&  
2._1 = 1是在做什么? ;Q q_  
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。 6RxI9{ry  
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。 f^QC4hf0  
Go:(R {P  
!nJl.Y$  
三. 动工 am3JzH  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ayn aV  
E<! L^A M`  
=AzkE]   
Z@x&  
template < typename T > cs\=8_5  
class assignment ,0AS&xs$  
  { [S]q'c)  
T value; 3  ;F  
public : F[O147&C  
assignment( const T & v) : value(v) {} ; xw9#.d#D  
template < typename T2 > _~CJitR3  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } .eVX/6,  
} ; gn/]1NNfR  
?&,6Y'"  
SfPQ;s'  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3k>#z%//  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment !wd wo0  
wDoCc:  
 (t5y$b c  
}yrs6pQ  
  class holder zb[kRo&a0W  
  { g%]<sRl:-  
public : PCgr`($U  
template < typename T > ]Z\W%'q+  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const l}-k>fug  
  { ,MJddbcg  
  return assignment < T > (t); [cEGkz  
} # SCLU9-  
} ; &,PA+#  
(JdheCq!x  
T>1#SWQ/9  
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: OA9 P"*  
91&=UUkK?  
  static holder _1; MTl @#M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ^)Y3V-@t  
&Q"vXs6Gt  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 );  Br s}  
而不用手动写一个函数对象。 >m%TUQ#%  
't8!.k  
k:~UBs\)(  
/o6ido  
四. 问题分析 E>*b,^J7g  
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。 n2AoEbd  
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。 KgD$P(J:[  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H*0g*(  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +RpCh!KP  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 zCA8}](C^  
t xnH~;(  
五. 问题1:一致性 t'W6Fmwkx  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| B[8 RBTsA  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 7yg {0a  
&``nD  
struct holder ]P7gEBi  
  { 5lzbg   
  // B3[X{n$px  
  template < typename T > :$yOic}y  
T &   operator ()( const T & r) const MU] F'6V  
  { /i@.Xg@:  
  return (T & )r; .L#4#IO  
} W"#<r  
} ; RB""(<  
<T.R%Jys  
这样的话assignment也必须相应改动: <)O#Y76s  
q\!"FDOl4  
template < typename Left, typename Right > vFLE%z{\o  
class assignment #LR6wEk  
  { .*YOyK3H  
Left l; h \`(  
Right r; O\yYCi(  
public : 6z~ [Ay  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3 Z SU^v  
template < typename T2 > }*-fh$QJ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } p*cyW l  
} ; Mx93D   
dXY}B=C  
同时,holder的operator=也需要改动: P*?2+.  
*qL2=2  
template < typename T > }/NjZ*u  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const p.4Sgeh#  
  { ^HP$r*  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); MGw XZ7?E  
} -Tuk.>i)  
Qqb%^}Xx'u  
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。 *Y53b Z  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3~WI3ZIR  
@*op5qVw  
return l(rhs) = r; q(s0dkrj  
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。 {t0!N]'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: +dq2}gM  
wp~KrUlR  
template < typename Tp > T72Z<h|<  
class constant_t y\iECdPU  
  { zKYN5|17  
  const Tp t; 5>1c4u`x  
public : F)'_,.?0  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Bgsi$2hI  
template < typename T > }L{GwiDMDl  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const =.m/ X>  
  { srImk6YD  
  return t; #z_.!E  
} bccf4EyQ Y  
} ;  UiK)m:NU  
ZS_  z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 T|YMU?4  
下面就可以修改holder的operator=了 Z>1yLt@ls  
[["eK9 }0  
template < typename T > ]4*E:  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const e *D,2>o  
  { \Z~@/OVc  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Pa|*Jcr  
} 5?j#  
Y3)*MqZlF  
同时也要修改assignment的operator() V%M@zd?u.  
Iz#jR2:yn  
template < typename T2 > JGzEm>_ m  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } T`I4_x  
现在代码看起来就很一致了。 brCL"g|}  
nM8'="$  
六. 问题2:链式操作 6@(o8i   
现在让我们来看看如何处理链式操作。 a[!:`o1U  
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。  V2 ;?  
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。 pnv)D}"  
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。 ESS1 L$y  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +H? XqSC  
##] `  
template < typename T > KmD#Ia  
struct result_1 E%Ysyk  
  { %|2x7@&s  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; e<u~v0rDl  
} ; Fb{HiU9<!  
VF<VyWFC0`  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: R\6dvd  
#N97  
template < typename T > v)zxQuH]^  
struct   ref \/ Zo*/  
  { &y3;`A7,  
typedef T & reference; q?0&0  
} ; 1yc$b+TH  
template < typename T > >8`;SEnv  
struct   ref < T &> =| r% lx  
  { 7$L*nf  
typedef T & reference; WZbRR.TxO  
} ; U'}[:h~)  
leXdxpc  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 1l}fX}5%I;  
d=HD! e  
template < typename T > Y1DbBDk  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const B|AIl+y  
  { -BrJ5]T>*  
  return l(t) = r(t); N;cSR\Ng  
} 9J}^{AA  
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。 E,A9+OKxJ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 urD{'FQf  
yW}x  
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 `my\59T  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: HIlTt  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 1HRcEzA  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 EhOB+Mc1  
最后的布局是: }%,LV]rGEZ  
                Add P[,  
              /   \ T<0V ^B7  
            Divide   5 kh"APxQ79  
            /   \ -ozcK  
          _1     3 t0ZaIE   
似乎一切都解决了?不。 WsmP]i^Q  
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。 dhr-tw  
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。 llpgi,-=  
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: r)dXcus  
zwlz zqV  
template < typename Right > *W4~.peoE  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const o<Rrr,  
Right & rt) const XE:bYzH  
  { xZMAX}8v  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); )EsFy6K:  
} "!o|^nN,  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 S"Ag7i  
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。 n1y*`5!  
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。 wqt/0,\  
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。 1(a+|  
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。 O]9PYv=^  
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? %/K;!'7  
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: Mbxrj~ue  
}pT>dbZ  
template < class Action > @.v{hkM`  
class picker : public Action ].N%A07  
  { [ldx_+xa:E  
public : Ehtb`Ms  
picker( const Action & act) : Action(act) {} |OBZSk1jp  
  // all the operator overloaded <d3 a  
} ; "A}2iI  
p xQh;w  
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。 >6z7.d  
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: ]Mgxv>zRbs  
`n%8y I%  
template < typename Right > v-}D>)M^W  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const t,yMO  
  { D{]9s  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $4>x4*  
} E vD g{M}  
dYp} R>+  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >  BbNl:`  
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。 1lHBg  
t[bZg9;  
template < typename T >   struct picker_maker NKu*kL}W=  
  { frbeCBP&)  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ^A t,x  
} ; [mG:PTK3  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ~qb-uT\(99  
  { x /?w1  
typedef picker < T > result; q>dERN&  
} ; I- WR6s=  
x1 1ug  
下面总的结构就有了: !MD uj  
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。 l|  QQ  
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。 PA${<wyBR_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 7V;wCm#b  
至此链式操作完美实现。 C,dRdEB>  
EceD\}  
gib;> nuBK  
七. 问题3 [hKt4]R  
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。 SHUn<+/e  
?lQ-HOAw  
template < typename T1, typename T2 > oJor ]QYK  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [7=?I.\Cr7  
  { ,V # r  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 9rM6kLD  
} 'FmnlC1  
$or8z2d1  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: #TG.weTC  
]*pro|  
template < typename T1, typename T2 > pq<2:F:Kl  
struct result_2 4j-%I7  
  { V=5v7Y3( j  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ZD`0(CkXb  
} ; sGFC?1r?\  
N#4"P: Sv  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? Nmu=p~f}3`  
这个差事就留给了holder自己。 _If:~mIs  
    aA&}=lm  
v L!?4k  
template < int Order > Nd61ns(N  
class holder; Lsz)\yIPj  
template <> J+0T8 ?A  
class holder < 1 > s_Gf7uC  
  { b0lZb'  
public : YV/JZc f  
template < typename T > gqQ"'SRw  
  struct result_1 ($*R>*6<x  
  { / WJ+e  
  typedef T & result; ""u>5f  
} ; ]R8JBnA  
template < typename T1, typename T2 > @}iY(-V  
  struct result_2 @DA.$zn&  
  { +C ){&/=#  
  typedef T1 & result; 3eJ"7sftW  
} ; !O*uQB  
template < typename T > \XT~5N6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const w2e 9Ue~WH  
  { -mAi7[omh  
  return (T & )r; `%A>{A"  
} k1Thjt  
template < typename T1, typename T2 > VLs%;|`5D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8S*W+l19f  
  { ]J>{ZL   
  return (T1 & )r1; bO\E)%zp  
} 3lD1G~  
} ; BP`'1Ns  
>pq= .)X}  
template <> 7z^\}&  
class holder < 2 > } qn@8}  
  { i*-L_!cc:  
public : |>L|7>J{<d  
template < typename T > leomm+f^  
  struct result_1 S, %BhQ[  
  { =%+o4\N,  
  typedef T & result; etkKVr;Kv  
} ; +1Ua`3dWN_  
template < typename T1, typename T2 > pXv@ QD#!  
  struct result_2 t (>}  
  { >@wyiBU  
  typedef T2 & result; ?RVY%s;g  
} ; 6Om)e=gU/  
template < typename T > t;e+WZkV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const T.kQ] h2ZG  
  { 6e.?L  
  return (T & )r; Zbobi,  
} ppu WcGo  
template < typename T1, typename T2 > :*MqYny&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const > qhoGg  
  { zOzobd   
  return (T2 & )r2; ^ H )nQ  
} p!]$!qHO (  
} ; gV-x1s+  
b9gezXAcd  
j9G1  _  
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> >。 38Bh9>c3  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: a= *qsgPGL  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Yf=Puy}q  
.*z Wm  
return l(i, j) = r(i, j); \uT y\KA  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 7-u['nFJ  
G^Q8B^Lg  
  return ( int & )i; 8Q2qroT  
  return ( int & )j; ExDv7St1(k  
最后执行i = j; 4$^\s5K  
可见,参数被正确的选择了。 9X-w5$<  
,-GkP>8f(  
vm y?8E6+  
] s))O6^f  
6~@S,i1  
八. 中期总结 y$7vJl.uS/  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: l9"T"9C{  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 wVms"U.  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Arzyq_ Yk  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor >m-VBo  
#OT8_D  
-~'{WSJ  
s.p4+K J  
SZhW)0  
zc n/LF  
九. 简化 7ZsBYP8%  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 %gb4(~E+N  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 E9"P~ nz  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ~5Cid)Q}@o  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4|#@41\ B  
  +-*/&|^等 g]V_)}  
2. 返回引用。 >Yf)]e-  
  =,各种复合赋值等 }CCTz0[D"  
3. 返回固定类型。 ls9 28  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) = @EN]u  
4. 原样返回。 H`:2J8   
  operator, .a0]1IkatV  
5. 返回解引用的类型。 ,L.*95 ,  
  operator*(单目) ?E*;fDEC  
6. 返回地址。 !)1gGXRY  
  operator&(单目) 2.>WR~ \  
7. 下表访问返回类型。 \@}G'7{  
  operator[] '=Z]mi/aw  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 PXRkK63  
  operator<<和operator>> t{ R\\j  
? +q(,P@*  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 UBm L:Qv  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ^]cl:m=*  
P"%QFt,  
template < typename Left > %lbDcEsf9  
struct value_return 4Ucs9w3[  
  { sgGXj7  
template < typename T > U{JD\G 8m  
  struct result_1 JoCZ{MhM  
  { 0{q>'dv  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ,'nd~{pX"(  
} ; j v4O  
d5z=fH9  
template < typename T1, typename T2 > i0TbsoKh:  
  struct result_2 Z"pCDW)  
  { +I$,Y~&`>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; :Rftn6!  
} ; H:k?#7D(  
} ; ^7Hwpn7E  
b4R;#rm  
cEK<CV  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0aRHXc2<  
sc0.!6^'V  
下面我们来剥离functor中的operator() n6xJ  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ++=f7y u  
28! ke  
return l(t) op r(t) zzH^xxg  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) K7-z.WTUR  
return op l(t) wU5.t -|`  
return op l(t1, t2) F%tV^$%  
return l(t) op  CK"OHjR  
return l(t1, t2) op 7@1GSO:Yf  
return l(t)[r(t)] Uk'bOp  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] VrIR!9%:  
`9* |Y8:  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: *8I"7'xh  
单目: return f(l(t), r(t)); QG=K^g  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); A`:a T{j  
双目: return f(l(t)); Ab In\,x  
return f(l(t1, t2)); ;I/ A8<C  
下面就是f的实现,以operator/为例 {ew; /;  
k.ttrKy<q/  
struct meta_divide `oU|U!|  
  { ~+)>D7  
template < typename T1, typename T2 > |E9'ii&?B  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >i_ #q$o  
  { %6W%-`  
  return t1 / t2; {[)n<.n[g  
} vB%os Qm  
} ; +,1 Ea )  
n'@*RvI:  
这个工作可以让宏来做: >/4N:=.h  
4q"4N2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ <Ej`zGhWz  
template < typename T1, typename T2 > \ 4D}hYk$eP0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; = inp>L  
以后可以直接用 o/6VOX  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ri%j*Kn  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Am!OLGG4  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) U38~m}c  
 :Y Ki  
+# 3e<+!F  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体  b]gVZ-  
 tE#;$Ss  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kMx)G]  
class unary_op : public Rettype SLW|)Q24  
  { FP'-=zgc  
    Left l; ?C`r3  
public : ~1&WR`U  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7$*X   
'3 b'moy  
template < typename T > M@z_tR'3\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?>Ngsp>-P  
      { [MuZ^'dR  
      return FuncType::execute(l(t)); PIAE6,*  
    } PthgxB^  
pm=m~  
    template < typename T1, typename T2 > UM/!dt}DnF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I^nDO\m <  
      { +n<W#O %  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); L~%7=]m  
    } /,_m\ JkwL  
} ; \Si p  
('{aOiSH  
(g*j+i  
同样还可以申明一个binary_op B 6z 'Q  
0'HQ=pP  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \%7fm#z6  
class binary_op : public Rettype '#XT[\  
  { vz~Oi  
    Left l; +4  h!;i  
Right r; : 0 ,yq?M  
public : M!kSt1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} E#\Oe_eq~N  
r ^\(M {  
template < typename T > ]BUirJ,2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =7JSJ98  
      { E%DT;1  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ] j8bv3  
    } Xi1|%  
ALy7D*Z]w  
    template < typename T1, typename T2 > y|)VNnWM  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .$H"j>  
      { ``P9fd  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 641P)  
    } 3C<G8*4);/  
} ; BM/o7%]n  
l=b!O  
K"x_=^,Yu*  
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 [@ev%x,  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 8>t,n,k  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ,0a_ou"P=_  
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。 swxX3GR  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Pmo<t6  
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。。。 8}m J )9<7  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 p<{P#?4 g  
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) tsJR:~  
下面是修改过的unary_op oX8EY l  
mEbI\!}H0  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > e b} P/  
class unary_op *!ng)3#  
  { Ps>:|j+  
Left l; 9OV@z6  
  $L 8>Ha}  
public : rD~/]y)t  
.wD $Bsm`t  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} `!/[9Y#Hp  
L/[VpD  
template < typename T > $3 P De  
  struct result_1 u\Ylo.)b  
  { $TmEVC^ 0  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; g{Al:}u>  
} ; (^35cj{s  
AU3Rz&~  
template < typename T1, typename T2 > [B# XA}w  
  struct result_2 9zb1t1[ W  
  { fj;ZGbg-O  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )\#*~73  
} ; h@Ea5x  
mpug#i6q  
template < typename T1, typename T2 > @b,H'WvhfS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E<Zf!!3  
  { jkx>o?s)z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); jel:oy|_  
} }q`9U!v  
X'jyR:ut#  
template < typename T > <@"rI>=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %*}rLn"?  
  { Yr/$92(  
  return OpClass::execute(lt(t)); Jgv Mx  
} 7%i'F=LzT  
hqvhnqQk  
} ; V!+iq*Z|=  
3"7Q[9Oj  
?!P0UTe~  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug !i)!|9e  
好啦,现在才真正完美了。 v?OVhV  
现在在picker里面就可以这么添加了: m2\\!C]f  
'RV96lX<  
template < typename Right > =S`h/fru  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Ohk\P;}  
  { LDc EjFK(  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); NgDhdOB  
} /"8e,  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 |@iM(MM[?  
OUi;f_*[r  
=|]h-[P'  
5[jcw`  
%-blx)Pc  
十. bind P!W%KobZ7|  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 1`K-f m)  
先来分析一下一段例子 'z;(Y*jb  
Xx{| [2`  
VGc*aQYa  
int foo( int x, int y) { return x - y;} b^$`2m-?@f  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ZLT?G  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 V|MHDMD=  
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。 p>7qyZ8  
我们来写个简单的。 X$>F78e*  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \R<MQ# x  
对于函数对象类的版本: #{}?=/nJ~-  
(<eLj Q  
template < typename Func > N l@G\_  
struct functor_trait iAk:CJ{  
  { ]&%KU)i?  
typedef typename Func::result_type result_type; {Nl?  
} ; [t?tLUg|6  
对于无参数函数的版本: "Xv} l@  
9 8|sWI3 B  
template < typename Ret > o1ZVEvp  
struct functor_trait < Ret ( * )() > %^@l5h.lqB  
  { ^YLC{V  
typedef Ret result_type; o9 9ExQ.  
} ; <{kPa_`'  
对于单参数函数的版本: _u[tv,  
1?Y>Xz  
template < typename Ret, typename V1 > <-v zS;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > YRlfU5  
  { Ic2?1<IZA  
typedef Ret result_type; r E+B}O  
} ; ;qgo=  
对于双参数函数的版本: 2R&\qZ<  
7#R)+  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > |#2WN-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > { LvD\4h"  
  { N:<$]x>  
typedef Ret result_type; '5BD%#[  
} ; W~ ~'  
等等。。。 i<"lXu  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 1,wcf,  
ddfGR/1X  
template < typename Func > ^aSb~lce  
struct func_return -Q n-w3~&  
  { 9>~pA]j%  
template < typename T > cW:y^(Xii  
  struct result_1 ( V4Ppg  
  { dipfsH]p  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %]4Tff  
} ; ;;,7Jon2  
9-;-jnDy  
template < typename T1, typename T2 > 4aS}b3=n  
  struct result_2 Z\nDR|3  
  { A9.TRKb=8  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^O_Z5NbC3  
} ; spV7\Gs.@  
} ; msmW2Zc  
3=.YQE0!dx  
;bE/(nz M  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ZA(u"T~  
Z~J]I|R:  
template < typename Func, typename aPicker > r^~+ <"  
class binder_1 >5CK&6  
  { %y RGN  
Func fn; XRV]u|w=g  
aPicker pk; Hh% !4_AMw  
public : /pj[c;aO  
J~2SGXH)^?  
template < typename T > 9hA`I tS  
  struct result_1 gK rUv0&F  
  { = QBvU)Ki  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; !/}3/iU  
} ; pa!BJ]~  
8ZY]-%  
template < typename T1, typename T2 > E8!`d}\#  
  struct result_2 v)+g<!  
  { bXs=<`>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $%~ JG(  
} ; }^&S^N 7  
~&<#H+O  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4CM'I~  
RCWmdR#}V  
template < typename T > 8}0wSVsxV$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <O1R*CaP  
  { sy"}25s  
  return fn(pk(t)); 3k1e  
} yqx5_}  
template < typename T1, typename T2 >  pQiC#4b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]DNPG"  
  { ]}v]j`9m%  
  return fn(pk(t1, t2)); bIU.C|h@  
} p [Po*c.b  
} ; hP"2X"kz&  
{:1j>4m 2  
BP3Ha8/X  
一目了然不是么?  lbHgxZ  
最后实现bind dbby.%  
 QHNyH  
? Lg(,-:  
template < typename Func, typename aPicker > KwL_ae6fV  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :F:1(FDP  
  { h1_Z&VJ  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); *z~,|DQ(A  
} Cab.a)o  
\BnU ?z  
2个以上参数的bind可以同理实现。 <X)\P}"L4  
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。 /*#o1W?wQZ  
;5tOQ&p%v  
十一. phoenix ?%6oM  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 4zyQ"?A~  
1iF=~@Nz_  
for_each(v.begin(), v.end(), Pe _O(  
( ,jY:@<n  
do_ yT7$6x  
[ 'I$FOH   
  cout << _1 <<   " , " J0!V(  
] 1B;2 ~2X  
.while_( -- _1), A*OqUq/H`;  
cout << var( " \n " ) yNI0Do 2  
) ,6>3aD1w~q  
); =z'(FP5!0  
uPfz'|,  
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: ZO<,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 `DYhGk  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 FOk&z!xYKd  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Pxr/*X  
>PA*L(Dh%  
3F;C{P!  
template < typename Cond, typename Actor > 0+CcNY9  
class do_while 7"(Zpu  
  { `>sOOA  
Cond cd; D{+@ ,C7B  
Actor act; u$d[&|`>_  
public : <\#'o}  
template < typename T > UePkSz9EU  
  struct result_1 d"FB+$  
  { G0 )[(s  
  typedef int result_type; V ?Jy  
} ; E f\|3D_  
^2k jO/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Rt#QW*h\|i  
HP8J\`  
template < typename T > r XJx~ g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _KM? ?&  
  { }B-$}  
  do lUu0AZQmG  
    { QD@O!}; T  
  act(t); ?\Z pVL<>  
  } w % Hj'  
  while (cd(t)); 6m_mma_,&  
  return   0 ; j-K[]$  
} H^-Y]{7  
} ; H,% bKl#  
;oOTL'Vu  
4t[7lL`Z  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). U6&`s%mIa  
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。 E+/Nicn=  
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。 tc'iKJ5)  
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。 :H&Q!\a  
下面就是产生这个functor的类: uz!8=,DFw  
p7|I>8ur.  
d'';0[W)  
template < typename Actor > }k }=e  
class do_while_actor  nYx /q  
  { @\g}I`_M  
Actor act; x {NBhq(4  
public : G J%^hr`P  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0Q{lyu  
B=cA$620  
template < typename Cond > Ic0Sb7c  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; /GgID!8  
} ; <O+GXJ2  
"&={E{pQ  
p:xyy*I  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 d_`MS@2  
最后,是那个do_ rnK]3Ust  
Wr[LC&  
xQ"uC!Gu4  
class do_while_invoker q1VKoKb6\:  
  { T ~xVHk1  
public : (u 7Lh>6%  
template < typename Actor > a[K&;)  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const L/u|90) L  
  { +ay C 0  
  return do_while_actor < Actor > (act); LaJvPOQ  
} >>{):r Z  
} do_; J2Dn  
@(#vg\UH  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? U,U=udsi  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 pb97S^K[  
最后来说说怎么处理break和continue A"7YkOfwH  
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。 WR #XPbk  
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