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
  • 4670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 jHT^I as  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &to~#.qc  
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, xH28\]F5n  
<J~6Q  
XjzGtZ#6  
F&p42!"  
  class filler 3`D*AFQc  
  { a"4X7 D+  
public : 21<Sfsc$  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} C+!=C{@7di  
} ; Y[b08{/  
.(p_YjIA  
P;XA|`&  
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: kn$SG  
d$\n@}8eZp  
1M)88&  
{gEz;:!):  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); f[NxqNn  
(i{ZxWW&  
WUYU\J&q3  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 PU\xFt  
3r^||(_u  
' "%hX&]5  
+#>nOn(B  
二. 战前分析 6Yva4Lv  
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。 6C"${}S F`  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 jN= !Q&^i[  
{LKW%G7  
?Nt m5(R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Su@V5yz  
  /* --------------------------------------------- */ EN ^L.q9#  
vector < int *> vp( 10 ); Z *tHZ7 b  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~|~2B$JeV  
/* --------------------------------------------- */ lGT[6S\as  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); S h5m+>7K  
/* --------------------------------------------- */ VtN@B*  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); eGKvzu  
  /* --------------------------------------------- */ H_8PK$c;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); WuWOC6^  
/* --------------------------------------------- */ &`!H1E^  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); \ D>!&   
x^`P[>  
LCIe1P2  
USgO`l\}4  
看了之后,我们可以思考一些问题: X6!KFc  
1._1, _2是什么? B;iJ$gt]  
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。 phA{jJy?  
2._1 = 1是在做什么? OS(Ua  
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。 w?fq%-6f*  
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。 R%t6sbsNv  
hE\gXb  
(3x2^M8  
三. 动工 bjwl21;{  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: tG"EbWi  
Y2uy@j*N  
NeEV=+<-G  
z6qx9x|Ij  
template < typename T > k^q~ 2  
class assignment 6m(+X M S  
  { |1!OwQax  
T value; 9QF,ynE  
public : s}gdi  
assignment( const T & v) : value(v) {} W+V &  
template < typename T2 > -:!T@rV,d  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 1D"EF  
} ; Sng3B  
/sB,)> X  
04X/(74  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Wb^g{F!W  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 5@bmm]  
;;^?vS  
D_z&G)  
|ns9ziTDI  
  class holder `ST;";7!  
  { N4yQ,tG>aa  
public : .zW.IM}Z  
template < typename T > >6(e6/C-9  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const zU|'IW&  
  { 5NK yF  
  return assignment < T > (t); }&Xf<6  
} Z2]\k|%<Fa  
} ; ZOJ7 ^g  
q+4<"b+6G  
7bM H  
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: S6yLq|W0  
@, z4{B  
  static holder _1; q"g4fzCD  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .'1]2/ad  
=p8iYtI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); We"\nOP  
而不用手动写一个函数对象。 kQ6YQsJ.*  
!*k'3r KOW  
gyMy;}a  
i~DLo3  
四. 问题分析 V8%( h[  
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。 Zqg AgN@  
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。 TPKm>5g  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 G>2: WQ/  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _>{"vY  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5.Nc6$ N  
/ Kj;%  
五. 问题1:一致性 2+\@0j[q  
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?| ?+{qmqN  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Pz'Z n  
F n*+uk  
struct holder g3'yqIjQL  
  { > lK:~~1  
  // GtqA@&5&  
  template < typename T > q+67Wc=  
T &   operator ()( const T & r) const g.Kyfs4`  
  { .uo:fxbd2  
  return (T & )r; 9aKCO4  
} 5[+E?4,&  
} ; x@VZJrQQ  
d+7Dy3i|g=  
这样的话assignment也必须相应改动: PrEfJ?  
2\xEMec  
template < typename Left, typename Right > tjDCfJx*  
class assignment KJ6:ZTbW  
  { &K,rNH'R  
Left l; 6~8X/ -02  
Right r; $olITe"$g  
public : G9c2kX.Bf  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} rEs Gf+4  
template < typename T2 > -hO[^^i9  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } |0N1]Hf   
} ; -~=:tn)0  
Jy#2 1  
同时,holder的operator=也需要改动: NK(; -~{P  
YjeHNPf  
template < typename T > PKNpR  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Si[xyG6=  
  { uI&<H T?  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ].*I Z  
} 9Or  
l:"zYcp%  
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。 (qy82F-|2  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 x4S0C[k  
TSYe ~)I  
return l(rhs) = r; a)M#O\i`  
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。 rt!Uix&  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: vqBT^Q_q;  
bQ_N^[oxQ  
template < typename Tp > kF"G {5  
class constant_t k/#321Z  
  { JclG*/Wjg4  
  const Tp t; zlN<yZB^  
public : ~]lVixr9  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 'uV;)~  
template < typename T > Eh?,-!SUQn  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const -]vPF|  
  { c9xc@G!  
  return t; zE4TdT1y|  
} ,~xX[uB  
} ; 4>8'.8S   
tv7A&Z)Rh  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 iN@+,]Yjl  
下面就可以修改holder的operator=了 JlN<w  
' +[fJ>Le  
template < typename T > gJI(d6  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const C XiSin  
  { g:>Mooxzi  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); }Dc?Emb  
} ;AK@Kb  
p7Q %)5o  
同时也要修改assignment的operator() d+:pZ  
n42XqR  
template < typename T2 > sAU!u  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ;b1*2-  
现在代码看起来就很一致了。 niP/i  
Sg}]5Mn`  
六. 问题2:链式操作 lip1wR7  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 $P%b?Y/  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 f^[:w1X$sM  
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。 3XomnL{  
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。 #i~2C@]  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct hA_Y@&=W  
YF<;s^&@u  
template < typename T > QO%#.s  
struct result_1 ~Uw<E:?v  
  { ~$3X>?Q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; V$XCe  
} ; cu V}<3&  
8HymkL&F  
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: 5PU$D`7it  
*~%# =o  
template < typename T > h,C?%H+/0Q  
struct   ref w st)O{4  
  { H+ Y+8   
typedef T & reference; XN1\!CM8  
} ; .TTXg,8#D  
template < typename T > 89{@2TXR  
struct   ref < T &> _~b$6Nf!83  
  { ,| EaW& 2  
typedef T & reference; =W~K_jE5lo  
} ; w %sHA  
Pq:GvM`  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: *q.qO )X}3  
? 3 l4U  
template < typename T > e)2s2y@zi  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const %SJ9Jr,  
  { QjlwT2o'  
  return l(t) = r(t); }6V` U9 ^g  
} 3bp'UEF^k  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 oAgO 3x   
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 d;D8$q)8Q  
h (`Erb  
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 pK~K>8\  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Kqt,sJ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 _,JdL'[d  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ` E2@GX+,  
最后的布局是: ^SouA[  
                Add 1Goju ey  
              /   \ y-iuOzq4  
            Divide   5 \y G//  
            /   \ HFL(t]  
          _1     3 }.UE<>OX  
似乎一切都解决了?不。 iX{Lc+u3  
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。 _DK%-,Spu  
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。 W6m oFn  
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: <"" fJ`7  
D<2|&xaR  
template < typename Right > 'v"{frh   
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const G=lket6  
Right & rt) const _lE0_X|d  
  { xN +j]L C  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); dm&vLQVS  
} ~#b&UR  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 .WR+)^&zz  
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。 Z+< zKn}  
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。 k-b0Eogp]  
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。 2vit{  
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。 A:3:Cr  
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? 9aE!! (E  
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: 6_# >s1`R  
d|9B3I*I  
template < class Action > Lit@ m2{\  
class picker : public Action ;{e;6Hq  
  { 9(>l trA  
public : xCOC5f5*@  
picker( const Action & act) : Action(act) {} CR-6}T   
  // all the operator overloaded QJaF6>m  
} ; XD 8MF)$9  
#UcqKq  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 +([ iCL  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: CmNd0S4v  
x*A_1_A  
template < typename Right > Ifm|_  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 8tM40/U$  
  { 0!c^pOq6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qe!\ oh  
} B!=JRf T  
u*ZRU 4 U  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > *jps}uk<  
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。 Vn`-w  
etEm#3  
template < typename T >   struct picker_maker {:VUu?5-t;  
  { szY=N7\S*  
typedef picker < constant_t < T >   > result; k{op,n#  
} ; 4&Uq\,nx  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 1%YjY"j+  
  { 3@r_t|j  
typedef picker < T > result; ]8|cV GMa  
} ; eUyQSI4A  
EPQ~V  
下面总的结构就有了: l;I)$=={=  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 6O^'J~wiI  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 t$sL6|Ww}o  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 S?W!bkfn  
至此链式操作完美实现。 G &'eP  
Xi]WDH \  
Mb6 #97  
七. 问题3 yB&+2  
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。 mr+J#  
ydCVG,"  
template < typename T1, typename T2 > R0R Xw  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const = dyApR:'  
  { tp='PG.6  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); %=:*yf>}  
} q][{?  
*[Ld\lRj  
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: +X4O.6Mn  
OIK14D:  
template < typename T1, typename T2 > qHGXs@*M&  
struct result_2 y`?{ 2#1H  
  { { jnQoxN  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; *^XfEO  
} ; "x. |'  
LLn,pI2fL{  
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? $'I+] ;  
这个差事就留给了holder自己。 E$-u:Z<-  
    !$"DD[~\  
`.f {V  
template < int Order > h*_h M1*;  
class holder; "5]Fl8c?  
template <> _`>F>aP  
class holder < 1 > D}SYv})Ti  
  { EK^B=)q6:W  
public : ;- D1n  
template < typename T > 9]AiaV9  
  struct result_1 biCX: m+_?  
  { 3Zm'09A-.  
  typedef T & result; -_bHLoI  
} ; 6~KtT{MYQ  
template < typename T1, typename T2 > ceakTAB[  
  struct result_2  5:mS~  
  { M <oy  
  typedef T1 & result; ({#9gTP2b  
} ; xkIRI1*!  
template < typename T > x.rOP_rs  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (R _#lRaQ  
  { [C PgfVz  
  return (T & )r; H[ 6L!  
} tn-_3C  
template < typename T1, typename T2 > Yx21~:9}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :"+/M{qz  
  { %RE-_~GF  
  return (T1 & )r1; wD}ojA&DU  
} D];%Ey  
} ; ,6,sz]3-  
bWN%dn$$M  
template <> z~TG~_s  
class holder < 2 > ;P9P2&c8c  
  { h)[{{JSf  
public : =yv_i]9AN  
template < typename T > W\s ]qsLS  
  struct result_1 j';V(ZY&BB  
  { 6#S}EaWf  
  typedef T & result; i5  x[1  
} ; `T H0*:aI  
template < typename T1, typename T2 > ?*i qg[:  
  struct result_2 bT|N Z!V  
  { j tdhdA  
  typedef T2 & result; j9zK=eG  
} ; ]UG+<V ,:  
template < typename T > ]Mu + DZ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8r^~`rL  
  { pyEi@L1p  
  return (T & )r; T:ye2yg  
} /"A)}>a  
template < typename T1, typename T2 > S/}6AX#F4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :DP%>H|  
  { +{V"a<D$m  
  return (T2 & )r2; V`OeJVe  
} ]I9Hbw  
} ; ~]HeoQK  
6iwIEb  
yvxdl=s  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 x0^O?UR  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [AzQP!gi  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: i{8T 8  
r<]Db&k   
return l(i, j) = r(i, j); M)Iu'  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) aRBTuLa)fo  
Yqs N#E3pf  
  return ( int & )i; G[4TT#  
  return ( int & )j; S Rs~p  
最后执行i = j; X {,OP/  
可见,参数被正确的选择了。 PI>PEge!&  
?CB*MWjd  
mzuf l:-=  
*')g}2iB  
c\i`=>%b@  
八. 中期总结 #J. v[bOWQ  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: h^F^|WT$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 M_tY:v  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Ri]7=.QI`  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor pkjf5DWp  
G}aw{Vbg_  
}m Rus<Ax  
> Y <in/  
`ReTfz;o  
xaO9?{O  
九. 简化 TJ@@k SSbl  
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。 3F'{JP  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 H`/Q hE  
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: W=T3sp V  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 5'f4=J$Z)  
  +-*/&|^等 Z$R6'EUb1  
2. 返回引用。 /\L|F?+@  
  =,各种复合赋值等 H=E`4E#k  
3. 返回固定类型。 [%(}e1T(  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ]M AB  
4. 原样返回。 ,-PzUR4_Kj  
  operator, gakmg#ki  
5. 返回解引用的类型。 Qmxe*@{`  
  operator*(单目) 70,V>=aJ  
6. 返回地址。 Dm=t`_DL8  
  operator&(单目) ea3;1-b:  
7. 下表访问返回类型。 :34#z.O  
  operator[] ;seD{y7!  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 %4#,y(dO  
  operator<<和operator>> RXa&*Jtr -  
L(a&,cdh  
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。 P( >*gp  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: w=EUwt  
m9bR %j  
template < typename Left > 6~8A$:  
struct value_return 1{N73]-M:  
  { `YTagUq7  
template < typename T > 70NQ9*AAy  
  struct result_1 ~[|&)}q  
  { )(~s-x^\z@  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; o JC-?  
} ; OgJd^  
su]CaHU  
template < typename T1, typename T2 > tydD~a  
  struct result_2 GOJ*>GpS  
  { cU8Rm\?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; }X{#=*$GQ  
} ; HRkO.230  
} ; x2p}0N  
E"!I[  
yM$@*od  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait &7* |rshZ  
CJB   
下面我们来剥离functor中的operator() V4cCu~(3;~  
首先operator里面的代码全是下面的形式: S,Q!Xb@  
K#bdb  
return l(t) op r(t) T^LpoN/T  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) F"2v5F@  
return op l(t) mdxa^#w  
return op l(t1, t2) p2T%Zl_  
return l(t) op % 1Y!|306  
return l(t1, t2) op ( ON n{12Q  
return l(t)[r(t)] L[\m{gN  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "?Dov/+Q.  
4|Z;EAFx  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: @UCI^a~w  
单目: return f(l(t), r(t)); YXE?b@W"  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); X`km\\*  
双目: return f(l(t)); lz>YjK:  
return f(l(t1, t2)); f49pIcAq  
下面就是f的实现,以operator/为例 6?y<F4  
>ZMB}pt`  
struct meta_divide 4;anoqiG\  
  { M@$}Og  
template < typename T1, typename T2 > /DOV/>@5%  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) &u5OL?>  
  { hE>ux"_2/  
  return t1 / t2; y<7C!E#b8  
} Ay7I_" %  
} ; }*.S=M]y$  
e~tgd8a2a  
这个工作可以让宏来做: %lVc7L2]  
#/fh_S'Z  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ O~t]:p9_  
template < typename T1, typename T2 > \ 4]L5%=atn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; N@D]Q&;+(T  
以后可以直接用 8S2sNpLi-g  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) uC{qaMQ  
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 JCoDe.  
(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。。。) VOc_7q_=  
C!KxY/*Px  
^(<Ecdz(  
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 e~ #;ux  
&R$6dG4  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1Rlg%G'  
class unary_op : public Rettype }SL&Y`Y]  
  { rQ~7BlE  
    Left l; 3IXai)6U  
public :  k I {)"  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} l,cnM r^.W  
ks92-%;:  
template < typename T > ~{GbuoH  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v+a$Xh3Y~  
      { u{#}Lo>B #  
      return FuncType::execute(l(t)); e>yPFXSk  
    } Y~ j.Kt  
(Fc\*Vn  
    template < typename T1, typename T2 > E'3=qTbiD  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *v1M^grKd  
      { 2aQR#lcv  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); B|%(0j8  
    } ,(d\!T/]'  
} ; : utY4  
Jg3OM Ut  
FT.6^)-  
同样还可以申明一个binary_op }DH3_M!  
Y+il>.Z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > u6hDjN  
class binary_op : public Rettype { Ju  
  { Z(Styn/x  
    Left l;  y|r+<  
Right r; R*Jnl\?>@  
public : K9{3,!1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} wOW#A}m'vj  
`SDpOqfIrP  
template < typename T > a] 0B{  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @.IGOh  
      { w>-@h>Ln  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [ .] x y  
    } p mv6m  
0,1x- yD  
    template < typename T1, typename T2 > HEqTlnxUu  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R8[l\Y>Ec  
      { ?HD(EGdx  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Q;9-aZ.H  
    } C\%T|ZDE  
} ; tK@|sZ>3\  
"*08?KA  
%6A."sePO  
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 @VdkmqXz  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 NifD pqjgt  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) jA<(#lm;  
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。 3y&N}'R(F  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! M%(B6};J  
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。。。 GnAG'.t-Z  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 rGa@!^hk  
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) Ck`-<)uN  
下面是修改过的unary_op E}^np[u7  
w;;yw3  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > <x&0a$I  
class unary_op ie<zc+*rW  
  { tX'`4!{@+  
Left l; a1^CpeG~  
  4XL$I*;4  
public : zL8Z8eh">  
"LwLTPC2  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} k2bjBAT  
O|Sbe%[*wW  
template < typename T > KGM9 b  
  struct result_1 VT>TmfN(I  
  { +0,'B5 (E  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; UCu0Xqf  
} ; '3%JhG)#  
1omjP`]|,  
template < typename T1, typename T2 > TJYup%q  
  struct result_2 rcq^mPdQ  
  { G909R>  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; e>F i  
} ; pm2-F]  
QoLp$1O (y  
template < typename T1, typename T2 > ?L K n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B#Q` !B4v  
  { ar&j1""  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); C ~e&J&zh  
} _#\e5bE=Z  
fyt ODsb>  
template < typename T > n>t&l8g%g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ni2GZ<1j  
  { RB\ Hl  
  return OpClass::execute(lt(t)); ]izrr  
} bEQy5AX  
<bSG|VqnH  
} ; PL/g@a^tY  
&7\=J w7w  
#}PQ !gZ  
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 Q,ez AE  
好啦,现在才真正完美了。 ^`~s#L7  
现在在picker里面就可以这么添加了: $&25hvK,  
UWW^g@d4  
template < typename Right > uBp,_V?  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const <mrvuWg0  
  { LoUHStt  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); \T'.b93~B  
} |~K 5]  
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。 /b1+ ^|_  
]iU8n (5f  
o*k.je1  
jo-2D[Q{  
V),wDyi  
十. bind uI9eUO  
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。 `e`}dgf0S|  
先来分析一下一段例子 D%`O.2T Y|  
!1b}M/Wx  
[X9T$7q#  
int foo( int x, int y) { return x - y;} DX2_} |$!  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 SD/=e3  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 |D% O`[k+  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 $#z-b@s=B  
我们来写个简单的。 { 4 n  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \DiAfx<Ub  
对于函数对象类的版本: }s7@0#j@a  
OXxgnn>W'  
template < typename Func > m/e*P*\ =  
struct functor_trait =:M/hM)#  
  { QGCg~TV;  
typedef typename Func::result_type result_type; o&t*[#  
} ; ~|lEi1|  
对于无参数函数的版本: @3w6 !Sgh  
-Qy@-s $  
template < typename Ret > ]x1;uE?1J  
struct functor_trait < Ret ( * )() > &lCOhP#  
  { a1>Tz  
typedef Ret result_type; QO/nUl0E  
} ; Iq0[Kd0.j  
对于单参数函数的版本: A'tv[T d8,  
3jqV/w[-  
template < typename Ret, typename V1 > #0"Pd8@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > e**<et.  
  { *g*~+B :  
typedef Ret result_type; \y(ZeNs  
} ; FUP0X2P   
对于双参数函数的版本: *@VS^JB  
)krBj F.$  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @tX8M[.eA  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > DL*&e|:q  
  { qyKI.X3n*  
typedef Ret result_type; *| 9:  
} ; o5E5s9n  
等等。。。 GI<3L K\  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy aD&4C -,1  
/;5/7Bvj  
template < typename Func > oO3X>y{gN  
struct func_return .iV-Y*3<  
  { ]@I>OcH  
template < typename T > SIZ&0V  
  struct result_1 HdR TdV  
  { >1qum'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8DuD1hZq  
} ; HEk{!Y  
dHkI9;  
template < typename T1, typename T2 > .MS41 E!  
  struct result_2 =o )B1(v@.  
  { rQ-,mq  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Rb_%vOM  
} ; y&W3CW\:  
} ; xV0:K=  
O@>ZYA%  
&R))c|>OT&  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  /M@[ 8  
FfX*bqy  
template < typename Func, typename aPicker > NI:3hfs  
class binder_1 <^w4+5sT/  
  { OJ1MV7&  
Func fn; 9'=ZxV  
aPicker pk; K]'t>:G @  
public : Q-?6o  
>qU5(M_&L  
template < typename T > }0C v J4  
  struct result_1 hRNnj  
  { sd _DG8V  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7.*Mmx~]=  
} ; &u4;A[- R  
?sW}<8\  
template < typename T1, typename T2 > [VE>{4]W  
  struct result_2 7lx]`u>  
  { rhDiIO_  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3Ct:AJeg  
} ; 6 u1|pX8  
4iv&!hAc;  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} zGwM# -  
#l 6QE=:  
template < typename T > [ <j4w  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Os/?iGlD*E  
  { n}dLfg *  
  return fn(pk(t)); $T6+6<  
} )SHB1U25{  
template < typename T1, typename T2 > ! mZWd'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t 2,?+q$x  
  { wg4Ol*y'  
  return fn(pk(t1, t2)); ZUakW3f  
} oL7F^34;  
} ; h2 y<vO  
FY)US>  
]wUH*\(y  
一目了然不是么? s~m]>^?8MR  
最后实现bind '?$R YU,  
k+zskfo  
T930tX6"h  
template < typename Func, typename aPicker > %us#p|Ya  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 8<{i=V*x4  
  { \ cdns;  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); T0@$6&b%\z  
} as(Zb*PdH  
4>Y*owa4  
2个以上参数的bind可以同理实现。 .;)V;!  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 SPp|/ [i7  
_h I81Lzq  
十一. phoenix LvMA('4  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: pV`/6 }  
k3T374t1b  
for_each(v.begin(), v.end(), ? U* `!-  
( !j& #R%D  
do_ r)Ja\ ;  
[ Y(Y#H$w  
  cout << _1 <<   " , " ]QQeUxi  
] FzAzAl 5  
.while_( -- _1), q7pe\~q  
cout << var( " \n " ) M[C)b\  
) <b?$-Rx  
); x->+w Jm@s  
T_d)1m fl  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: }/4),W@<  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor d(K}v\3!  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Z^J 7r&\V  
那么我们就照着这个思路来实现吧: \zeuvD  
BZ(DP_}&D  
"y60YYn-#J  
template < typename Cond, typename Actor > ZcN#jnb0/  
class do_while 2$'bOo  
  { {$V2L4  
Cond cd; R+El/ya:6  
Actor act; Y8h 96  
public : *;F:6p4_  
template < typename T > Yq'D-$@  
  struct result_1 #8$" 84&N.  
  { +$F,!rV-s  
  typedef int result_type; S~>R}=  
} ; iz0:  
j^/=.cD|  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} $EL:Jx2<  
!;Ke#E_d  
template < typename T > hrGX65>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %/d1x  
  { {B4.G8%Z  
  do ^v+p@k  
    { czsnPmNEI  
  act(t); q0b*#j  
  } DPkH:X  
  while (cd(t)); yY]E~  
  return   0 ;  `fE'$2  
} i1K$~  
} ; f`iDF+h<6  
l h6N3d  
q8HnPXV  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). d5`D[,]d  
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。 X|aD>CT  
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。 S|fb'  
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。 biS{.  
下面就是产生这个functor的类: csA-<}S5]b  
AY;[v.Ff4  
IG:2<G  
template < typename Actor > ;/H/Gn+  
class do_while_actor rs,'vV-2\  
  { Er - rm  
Actor act; 7* [  
public : N( f0,  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} QP<.~^ao  
Rd<K.7&A}  
template < typename Cond > 2%*\XPt)  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; xZY7X&C4  
} ; ~z,qr09  
.Hk.'>YR  
i5|)|x3  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 :i|]iXEI"  
最后,是那个do_  y(#6nG@S  
} 7ND] y48  
c^&4m[?C[u  
class do_while_invoker 4dm0:, G  
  { ~,Yd.?.TI  
public : Q3Y(K\  
template < typename Actor > dkqyn"^  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const +(W7hK4ip  
  { ; rNX  
  return do_while_actor < Actor > (act); c|Z6p{)V  
} GB;_!69I  
} do_; nB 0KDt_  
Yh Ow0 x  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? JcMl*k  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 suYbD!`(  
最后来说说怎么处理break和continue G(ZEP.h`u  
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。 dk"@2%xJ2d  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八