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
  • 4278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 moFrNcso  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 g0biw?  
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, ^NU_Tp:2^  
dl=)\mSFjF  
fIpS P@$<  
+arh/pd_I  
  class filler  j7_,V?5z  
  { r+%3Y:dZE  
public : > )Qq^?U  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 66>X$nx(z  
} ; _)vX_gCi  
KF *F  
NaoOgZ?  
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: _`=qc/-0  
?pJ2"/K   
Ma?uB8o+~  
$9\8?gS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); HHw&BNQG  
r:o9:w:  
E^n!h06~G  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 @dK_w 'W  
]v:,<=S  
TVvE0y(9  
'g<{l&u  
二. 战前分析 0aR.ct%  
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。 .6[8$8c  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 .=}\yYGe   
{@Lun6\  
MbYgGE,LA  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); A iR#:r  
  /* --------------------------------------------- */ 4mW$+lzn  
vector < int *> vp( 10 ); 81#x/&E]  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); pR0 !bgC  
/* --------------------------------------------- */ `Qb!W45  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); )2EvZn  
/* --------------------------------------------- */ kS{k=V&hf_  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <^;~8:0]  
  /* --------------------------------------------- */ B_Gcz5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); =zAFsRoD_B  
/* --------------------------------------------- */ uh 9b!8  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); )$Ib6tYY  
]Y$Wv9 S6  
\l0!si  
h] )&mFiE"  
看了之后,我们可以思考一些问题: G $*=9`  
1._1, _2是什么? jm&[8ApW  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 |;V-;e*  
2._1 = 1是在做什么? ,>(X}Q  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 /C`AA/@  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ByoI+n* U  
s$f9?(,.Ay  
se3EI1e  
三. 动工 #%GBopv  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: kQ\l7xd  
)qX.!&|I  
lgt&kdc%o  
=?Co<972Z  
template < typename T > Q!-"5P X  
class assignment yWc%z6dXC  
  { DZESvIES  
T value; 7dB_q}<  
public : 6U|"d[  
assignment( const T & v) : value(v) {} @ajdO/?(Y  
template < typename T2 > b-`P-  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ;gaTSYVe  
} ; -1d$w`  
Ia9!ucN7DA  
?o]NV  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 PCDvEbpG  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment pIm ]WNX(  
~tNk\Kkv  
~P!=fU)  
9-A@2&J1  
  class holder /HqD4GDoug  
  { [D?xd/G  
public : %PR,TWe  
template < typename T > +=L+35M  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 9*"K+t:  
  { RM%Z"pc Y6  
  return assignment < T > (t); tg%<@U`7=  
} | Cfo(]>G  
} ; S._h->5f  
HF&d HD2f  
[;toumv  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: (Ze\<Y#cv  
02^\np  
  static holder _1; Zia6m[^Q  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 1-4[w *u>  
_{B2z[G}  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); JqN$B\J,  
而不用手动写一个函数对象。 NXOvC!<  
e \kR/<L  
P4MP`A  
6QPbmO]z  
四. 问题分析 8z&/{:Z@pH  
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。 KJ-Q$ M  
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。 (a,`Y.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 0icB2Jm:D}  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 JO87rG  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ]/R>nT  
]YD qmIW  
五. 问题1:一致性 D* HK[_5  
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 @&q.2B=  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 @X/-p3729  
z%6egi>  
struct holder OWN|W,  
  { %z @T /  
  // A}"uEk(R  
  template < typename T > oY@]&A^ah  
T &   operator ()( const T & r) const k'[\r>T  
  { hB:+_[=Kj.  
  return (T & )r; G<*h,'B  
} ,=%c e  
} ; )pey7-P7g5  
FQJFq6l  
这样的话assignment也必须相应改动: ybB<AkYc  
d?CU+=A&|  
template < typename Left, typename Right > wz:w6q  
class assignment }u5J<*:bZ  
  { \\"CgH-  
Left l; .= 8Es#  
Right r; >\5ZgC  
public : uMC0XE|S  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z8};(I>)  
template < typename T2 > yg4ILL  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } G_5NS<JE"S  
} ; M?$tHA~OX  
52 DSKL  
同时,holder的operator=也需要改动: .9!&x0;  
4vH.B)S-  
template < typename T > 6>EoU-YX}l  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const :~,akX$  
  { ZQJh5.B  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Lr>4~1:`  
} { lZ<'p  
RQn3y-N]  
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。 )T^aJ-Uf  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 wi:d!,P`e  
Rk{2ZUeg  
return l(rhs) = r;  hP 1;$  
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。 C4C!-12  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A<g5:\3  
rHtX4;f+><  
template < typename Tp > +d6Jrd*  
class constant_t klj.\wg/p{  
  { Au?(_*/0  
  const Tp t; Yr:$)ap  
public : piiO5fK|  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} gE!`9#..  
template < typename T > t`4o&vsj=  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const jRdW=/q+(  
  { U09@pne8  
  return t; "\1V^2kMr  
} yj`xOncE}  
} ; h6Hop mWVx  
odq3@ ziO  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 tbi(e49S  
下面就可以修改holder的operator=了 gem+$TFq  
/^Lo@672  
template < typename T > a% 82I::t  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Hkj| e6  
  { Yf^/YLLS  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); f]^ @z<FC  
} {S5D~A*a+  
n %P,"V  
同时也要修改assignment的operator() O/4)aW3B  
[k6,!e[/uG  
template < typename T2 > x6*.zo5e  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9\NP)Vm$^  
现在代码看起来就很一致了。 !yTjO  
#9hSo  
六. 问题2:链式操作 3qH`zYgh  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 qS2]|7q?Tc  
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。 xZ&S7G1  
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。 qT_E=)1  
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。 g.O? 1bebe  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct v&ZI<Xt+  
9!6yo  
template < typename T > $L$GI~w/  
struct result_1 p/uOCQ|1l  
  { QWxl$%`89<  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; vro5G')  
} ; D D Crvl  
8 uhB&qxB  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: WN?meZ/N/  
i(>v~T,(  
template < typename T > Hz<)a(r!J  
struct   ref _N`pwxpsb  
  { i0~L[v9l<  
typedef T & reference; fYv{M;  
} ; I*)eP||  
template < typename T > ma4r/8Q  
struct   ref < T &> 1]XIF?_D m  
  { j2|!h%{nI  
typedef T & reference; F1o"H/:n  
} ; ?rH=<#@  
j k}m  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: #8jH_bi  
>pl*2M&  
template < typename T > oE4hGt5x{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 6hm6h7$F1  
  { _A/ ]m4  
  return l(t) = r(t); k-vxKrjZ/  
} ,s1n! @9  
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。 ui6B  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 r\66]u[  
IN9o$CZ:  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 MRHkQE+K@8  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: P1l@K2r  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 `Lu\zR%<  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 }UWRH.;v  
最后的布局是: eL!G, W  
                Add %z0@4G q  
              /   \ :O}<Q  
            Divide   5 XUT\nN-N  
            /   \ |]H2a;vUJR  
          _1     3 Wh> Y_ k  
似乎一切都解决了?不。 9qQFIw~S  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 NeyGIEP  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 /`Lki>"  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: W\<5'9LNb  
HCifO  
template < typename Right > w8g36v*+(u  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const  0-+`{j  
Right & rt) const Vkb&' rXw+  
  { pf`li]j'V  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2={ g'k(  
} uQ.VW/>  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 BPd]L=,/  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 MY[" zv  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 8)k.lPoo.  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 w,.Hdd6  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 T;< >""T  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么?  93(  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: %tzz3Y  
m,TqyP#  
template < class Action > [ @/[#p  
class picker : public Action Va/ p   
  { ~ +$l9~`{  
public : k\}qCDs  
picker( const Action & act) : Action(act) {} .9g\WH#qD|  
  // all the operator overloaded afc?a-~Z  
} ; 7_/.a9$G  
&[KFCn  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 /bylA`IMW  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: `"CF/X^  
uS|Zkuk[!  
template < typename Right > {UYqRfgbZ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const uyG4zV\h*  
  { %GS)9{T&  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); VuZmX1x)N  
} X6<HNLgra  
_bks*.9}3b  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > RGtUKr'  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 =4MiV]  
tY :-13F  
template < typename T >   struct picker_maker R/O_*XY  
  { Z9aDE@A  
typedef picker < constant_t < T >   > result; j`'=K_+nU  
} ; nw5#/5xw  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > %NS]z;G  
  { :WCUHQ+  
typedef picker < T > result; c/2OR#$t  
} ; 1=(i{D~  
Ruk6+U  
下面总的结构就有了: SqTm/ t  
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。 3nK'yC  
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。 V`WfJ>{;Z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 y~S[0]y>  
至此链式操作完美实现。 s/To|9D  
FJL9x,%6  
sfrh+o57  
七. 问题3 iy: ;g  
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。 Y9w= [[1  
\K?./*  
template < typename T1, typename T2 > Y*Q( v  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -I8%  
  { Z21XlbK   
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); a 5)[?ol  
} vP~F+z @g  
" ^eq5?L  
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: nC&rQQFF  
@xkM|N?  
template < typename T1, typename T2 > ?I@3`?'  
struct result_2 wc,y+C#V  
  { Mm[%v t40  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; &1':s|c  
} ; w\2[dd  
!7 ^He3  
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? M K[spV  
这个差事就留给了holder自己。 =0]Mc$Ih  
    [ $"iO#oO  
bL[PNUG  
template < int Order > Iw<c 9w8  
class holder; 2\5@_U^)h  
template <> mmKrmM*1  
class holder < 1 > 25 ~$qY_  
  { sw@2 ?+  
public :  7:p]~eM)  
template < typename T > c,~44Z  
  struct result_1 Uq+ _#{2(  
  { m5x>._7le  
  typedef T & result; < NAR'{f  
} ; /pge7P  
template < typename T1, typename T2 > ,/ig8~u'c  
  struct result_2 AeJM[fCMa  
  { f%}+.e D  
  typedef T1 & result; 4 ?c1c  
} ; \S@A /t6pa  
template < typename T > k?8W2fC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IGqmH=-  
  { JZnWzqFw  
  return (T & )r; 0Its;|  
} mcXakWmi  
template < typename T1, typename T2 > 'OihA^e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7S7!  
  { Y}#^n7*w~  
  return (T1 & )r1; |zT0g]WH  
} i-=ff  
} ; -$kJERvy  
J-f0  
template <> AP7W)S  
class holder < 2 > R`?^%1^N  
  { 6;b 'j\jG  
public : [;2:lbPx  
template < typename T > D vKM>P%|  
  struct result_1 jlP7'xt1%  
  { ,q HG1#^  
  typedef T & result; te''sydUS  
} ; UKBMGzu2:  
template < typename T1, typename T2 > 1G;Ns] u  
  struct result_2 MGz> ,c^wW  
  { 6K y;1$  
  typedef T2 & result; BT1'@qF  
} ; o'4@]ae   
template < typename T > k$ M4NF~$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @~XlI1g$i  
  { (KMobIP^  
  return (T & )r; I7_D $a=  
} / IS WC   
template < typename T1, typename T2 > j)DZmGg&t  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const wE \c?*k  
  {  e C{Z  
  return (T2 & )r2; DQICD.X6R  
} KEN-G  
} ; -]A#G`'  
%Tb|Yfyr C  
#G=QL(f>/  
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> >。 |*NrS<"  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [L(l++.z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 7 tpZE+OX  
pdHb  
return l(i, j) = r(i, j); r97[!y1gt  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 3ky+qoe  
l1qwT0*6>  
  return ( int & )i; B3t>M) 9  
  return ( int & )j; M\6`2q  
最后执行i = j; gc~h!%'.I  
可见,参数被正确的选择了。 uPXqTkod  
&s;^q  
$?-o  
Kx+Bc&X  
LD~'^+W  
八. 中期总结 }gi' %e  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 5; [|k$ v  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ]+dl=SmF  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 t g*[%Jf^  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor \>`$x:  
K-C,+eI  
g0OS<,:  
,b(S=r  
vxT"BvN  
ZcRm5Du~:  
九. 简化 3/=QZ8HA&-  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 \=V[ba:q  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 \87J~K'  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: z]|[VM?4L  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4Z9 3 g {  
  +-*/&|^等 mVAm^JK  
2. 返回引用。 J\$l3i/I  
  =,各种复合赋值等 R<HZC;x  
3. 返回固定类型。 5)5bt q)[  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) M9g\/]Io;  
4. 原样返回。 c\{}FGC  
  operator, C'2 =0oou  
5. 返回解引用的类型。 Z*>/@J}  
  operator*(单目) f$|v0Xs  
6. 返回地址。 $2CGRhC  
  operator&(单目) 0_mvz%[J  
7. 下表访问返回类型。 xt,L* B  
  operator[] ~*c=  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 %*q0+_  
  operator<<和operator>> mh7sY;SvM  
67\Ojl~(1  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 H8]^f=  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: %O=V4%"m\  
Zt2@?w;  
template < typename Left > 9Pp|d"6]y  
struct value_return M6*{#Y?  
  { X7d.Ie  
template < typename T > fP1OH&Ar  
  struct result_1 sVdK^|j  
  { ?EQ^n3U$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 3e6Y  
} ; q;zf|'&*7C  
tq:tY}:4  
template < typename T1, typename T2 > %=4ak]As  
  struct result_2 9r+O!kF(  
  { q+n1~AT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; UdW(\%  
} ; y*b.eO  
} ; 3|+f si)x  
H..ZvGu  
,Zf!KQw  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait J-\?,4mcP  
RL Zf{Q>  
下面我们来剥离functor中的operator() lJzy)ne  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ^%%5  
}`N2ZxC0AQ  
return l(t) op r(t) "SU-^z  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) e_c;D2' F  
return op l(t) f THun?Vn  
return op l(t1, t2) YATdGLTeq  
return l(t) op .`& /QiD  
return l(t1, t2) op 1uS-Tx  
return l(t)[r(t)] )Ct*G= N  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] G P[r^Z  
(5q%0|RzRs  
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: RYZE*lWUh  
单目: return f(l(t), r(t)); ]( =wlq)  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4JZHjf0M6  
双目: return f(l(t));  AMD?LjY~  
return f(l(t1, t2)); ki~y@@3I  
下面就是f的实现,以operator/为例 rt^45~  
{rvbo1t  
struct meta_divide t0J5v;  
  { VHT@s7u0"  
template < typename T1, typename T2 > /uE^H%9h  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) [)SR $/A  
  { xOL)Pjo /m  
  return t1 / t2; `<}V !Lo  
} T6I%FXm}  
} ; WTD49_px  
6Z7pztk  
这个工作可以让宏来做: N~$Zeq=  
G4`Ut1g ^  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ytve1<.Ff  
template < typename T1, typename T2 > \ XJ h:U0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 7 ZL#f![{  
以后可以直接用 IjDT'p_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) crNjI`%tw  
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 _MdZDhtm  
(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。。。) W>0"CUp  
=`1m-   
B8 0odU&  
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 W~u   
f' '{.L  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > `B'4"=(  
class unary_op : public Rettype -H4+ur JJ  
  { =\Vu=I  
    Left l; O*rmD<L$  
public : v<%kd[N  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} >I d!I  
'8l yj&  
template < typename T > +qdIj] v  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N2tkCkl^x9  
      { ~n/Aq*  
      return FuncType::execute(l(t)); :6W^ S/pf  
    } {M@@)27gW  
kPO6gdwq$  
    template < typename T1, typename T2 >   ^RV  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _3.G\/>[K  
      { p/hvQy E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); |0L=8~M(j  
    } e?!L}^f6X  
} ; w#xeua|*I#  
x[vBK8  
~ThVap[*  
同样还可以申明一个binary_op 7?MB8tJ5r4  
zkh hN"bX  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > sOl>5:D6  
class binary_op : public Rettype oSn! "<x  
  { Q sg/ V]  
    Left l; 5 o#<`_=J  
Right r; M ?Ndy*]  
public : qx2E-PDL;<  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |.(CIu~b  
4bi NGl~  
template < typename T > zj>aaY  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q]eFd6  
      { [0&'cu>  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); M@~~f   
    } _%'L@[ H  
eyT>wma0  
    template < typename T1, typename T2 > PFS;/   
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V06CCy8n  
      { tlV &eN  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); D0 /DI  
    } J3e:Y!  
} ; Tm)GC_  
BTTLy^  
gB>imr#e&  
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 sno`=+|U]  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~)q g  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \ ]   
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。 4M}|/?<Br  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! +VCo$o  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 r{\BbUnf)  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 38c?^  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) y=AsgJ  
下面是修改过的unary_op NunV8atn:  
:n'yQ#[rn  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 0#oBXu  
class unary_op "l@A[@R  
  { qoj^_s6  
Left l; 7\A4vUI3  
  e~{^oM  
public : FR x6c  
_eJXi,  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} w6T[hZ 9  
&{%MjKJ._  
template < typename T > Ia629gi5s  
  struct result_1 `)R?nV b   
  { } q%jO  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2_;]  
} ; HH)"]E5  
6HoqEku/Q  
template < typename T1, typename T2 > Hjs }  
  struct result_2 Q>.BQ;q]  
  { ^0^( u  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?Jt$a;  
} ; t5.`! 3EO  
X rF3kz!44  
template < typename T1, typename T2 > A1^Ga5 B>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VFv9Q2/.  
  { |G(1[RNu  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ?c!:81+\  
} Dv&>*0B  
xS'zZ%?  
template < typename T > F4Zn5&.)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i+f7  
  { UVB/vqGg  
  return OpClass::execute(lt(t)); 2-++i:, g  
} t|}O.u-&;~  
AZ[75>  
} ; )kYOHS  
pb#mg^8  
XCDSmZ  
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 9tn;L"#&N  
好啦,现在才真正完美了。 #G_F`&  
现在在picker里面就可以这么添加了: 6*u,c^a  
F|9+ +)  
template < typename Right > Bv $UFTz  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ;7Y[c}V1^  
  { ) Qq'Wp3i  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); W>B^S  
} Ekv89swl`i  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 17}$=#SX  
V/PAi.GZ  
Py|;kF~![  
j{"z4Y4  
!@G)$g=<  
十. bind }j46L1T  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 .WvlaPK  
先来分析一下一段例子 fXO_g  
.NJ|p=fy  
%}q .cV  
int foo( int x, int y) { return x - y;} @6 /yu>%  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 xCWz\-;  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 A\z`c e!  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 {Oj7  
我们来写个简单的。 -gS"pE^1  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: jin db#)bz  
对于函数对象类的版本: igDG}q3jG  
`>6T&  
template < typename Func > a2`%gh W3  
struct functor_trait -DP*q3  
  { !9;)N,  
typedef typename Func::result_type result_type; =O!|IAe#  
} ; @x1 %)1  
对于无参数函数的版本: !Xj#@e  
qI%&ay"/  
template < typename Ret > V1B(|P  
struct functor_trait < Ret ( * )() > u-JpI-8h  
  { #)s!}X^  
typedef Ret result_type; Fj1NN  
} ;  ?CP2AK  
对于单参数函数的版本: 2Il8f  
h}Rx_d  
template < typename Ret, typename V1 > s~^}F+n  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ~.^AL}zm_  
  { ?cKZ_c  
typedef Ret result_type; VWx]1\  
} ; %MZP)k,&U  
对于双参数函数的版本: ` #OSl  
.2W"w)$nuq  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mT @ nn,  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > n[,XU|2  
  { |a-fE]{7  
typedef Ret result_type; C!+I>J{4f  
} ; qmglb:"  
等等。。。 irbw'^;y  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Apj;  
H4:&%"j7  
template < typename Func > s$w;q\1z  
struct func_return LlHa5]E@6  
  { B4h5[fPX  
template < typename T > >|g?wC}V;  
  struct result_1 :z&7W<  
  { 8|@9{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; e(?]SU|  
} ; =2Cj,[$  
:>+\17tx  
template < typename T1, typename T2 > wi_'iv  
  struct result_2 SmhGZ  
  { I9?Ec6a_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \]uV!)V5B  
} ; V`kMCE;?l  
} ; -]srp;=i  
;"kaF!  
<lE?,jl  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 XJ1=m   
LzML%J62  
template < typename Func, typename aPicker > |kJ%`j(7R  
class binder_1 dY(;]sxFr  
  { Qkcjr]#^$  
Func fn; );FS7R  
aPicker pk; ]p7jhd=  
public : r)^vO+3u  
j8Cho5C  
template < typename T > 15U(={  
  struct result_1 ,ho3  
  { c!#:E`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5T@aCC@$h  
} ; ?QZ"JX])  
l(;Kij  
template < typename T1, typename T2 > ]e'fa/I  
  struct result_2 JH8}Ru%Z  
  { l{Dct\ #s  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I_1e?\  
} ; _oG&OJ@  
bq>_qpr  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} b2,!g }I  
x3 >  
template < typename T > /w(e  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :,B7-kBw  
  { #bX9Tu0  
  return fn(pk(t)); Hnk:K9u.B:  
} "ZwKk G  
template < typename T1, typename T2 > ,<-G<${  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6$\jAd|  
  { _8,()t'"  
  return fn(pk(t1, t2)); |`TgX@,#9  
} En{`@JsM  
} ; 1r Ky@9   
M_g ?<rK  
/D! ;u]  
一目了然不是么? M{g%cR0  
最后实现bind */:uV B,b2  
#@HF<'H}mu  
$+p?Y)h .  
template < typename Func, typename aPicker > km~Ll   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) br-]fE.be  
  { AN!s{7V3  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Ae]sGU|?'  
} N IdZ  
El\%E"Tk%  
2个以上参数的bind可以同理实现。 yAL[[  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 GZI`jS"lU  
'k;rH !R  
十一. phoenix s\!>"J bAQ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: oND@:>QBF  
?;[w" `"  
for_each(v.begin(), v.end(), 7f rTTSZ  
( 0}!\$"|D  
do_ X+UJzR90  
[ }\J2?Et{  
  cout << _1 <<   " , " '5&s=M_  
] .7K7h^*F  
.while_( -- _1), [8tL"G6s  
cout << var( " \n " ) =[b)1FUp  
) BauU{:Sh  
); =UUU$hq2  
:#@= B]  
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: rj(T~d4  
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 X}+>!%W!}  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 h1'\:N`  
那么我们就照着这个思路来实现吧: jv&*uYm  
Fu!RhsW5j  
R(q~ -3~  
template < typename Cond, typename Actor > :POj6j/  
class do_while n{6G"t:^l  
  { !pD*p)`s  
Cond cd; BD(Z5+EU1  
Actor act; L 4!{h|  
public : B95B|tU>.  
template < typename T > /!c${W!sY  
  struct result_1 j4qJ.i  
  { RzWXKBI\E]  
  typedef int result_type; 0#nPbe,Lj  
} ; YW7b)u Yf  
/`mks1:pK  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} <J^MCqp!v  
%i5M77#Z  
template < typename T > \otWd  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8ji_#og  
  { gLOEh6  
  do 30SW\@  
    { Ytl4kaYS  
  act(t); EOCN&_Z;  
  } rk #sy$  
  while (cd(t)); BocSwf;v.  
  return   0 ; )ubiB^g'm  
} gP;&e:/3  
} ; S:O O0<W  
xL\0B,]  
thI F&  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Evedc*z~P  
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。 $m/)FnU/  
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。 ZjF 4v  
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。 oz,e/v8~  
下面就是产生这个functor的类: C#Na&m  
; #&yn=^  
+mn ,F};  
template < typename Actor > Le\?+h42>  
class do_while_actor PpAu!2lt9  
  { "vOwd.(?N  
Actor act; y!_C/!d  
public : -4 SY=NC_  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} @0/+_2MH-  
v_DedVhe  
template < typename Cond > |&zz,+E  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?vbvBu{a  
} ; Z'.AAOG  
0@%v1Oja  
*2,VyY  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 T(U_  
最后,是那个do_ `~By)?cT_>  
^G}47(  
67Th;h*sh  
class do_while_invoker H" 3fT0  
  { NgP&.39U  
public : z?R|Ok  
template < typename Actor > YwjKAyLU  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const heV=)8  
  { <h:x=  
  return do_while_actor < Actor > (act); ?fi,ifp*|l  
} ?iWi  
} do_; w=T\3(%j  
P*3BB>FO   
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? `xqr{lhL  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 >JFO@O5  
最后来说说怎么处理break和continue d,B:kE0Y  
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。 h7lDHIQf  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五