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
  • 3834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 !r:X`~\a  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 o9)pOwk7;  
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, jk-hIl&  
tETT\y|'  
ng]jpdeA  
MWv_BXQ  
  class filler s#,~Zb=  
  { [h "*>J{  
public : yc.Vm[!  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} UGuEZ-r  
} ; V[f-Nj Kf  
Ue:'55  
7^|oO~x6  
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: <3dmY=  
i6R2R8  
O>)<w Ms`  
2 s,[DC  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Bl5*sfjG  
v)|[=  
& 2MI(9v  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 csg:# -gE  
YfBb=rN2s  
0-H!\IB  
(0s7<&Iu  
二. 战前分析 LG6VeYe|\X  
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。 6QsH?!bu  
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 3L$_OXx  
w9I7pIIl  
IYm~pXg^0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); TRwlUC3hQ  
  /* --------------------------------------------- */ B .p&,K  
vector < int *> vp( 10 ); l6Hu(.Ls;j  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (~F{c0 \C  
/* --------------------------------------------- */ O5HK2Xg,C  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); V5y8VT=I  
/* --------------------------------------------- */ yjZ]_.  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); p<1z!`!P  
  /* --------------------------------------------- */ _@CY_`a  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); }Z T{  
/* --------------------------------------------- */ $:M*$r^u  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ta]B9&c  
SVsLu2tVY  
%"GF+  
y,&UST  
看了之后,我们可以思考一些问题: C3kxw1*   
1._1, _2是什么? L/1zG/@  
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。 l2uh"!  
2._1 = 1是在做什么? (vm &&a@  
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。 fMe "r*SU  
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。 Rk2V[R.`S  
|FZ)5  
DA)+)PhY7K  
三. 动工 Q3MG+@)S  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: D"o}XTH  
1PWs">*(  
Bw-<xwD  
T'9I&h%\  
template < typename T > NNZ%jJy?=,  
class assignment ":E^&yQ  
  { _EeH  
T value; lqFDX d  
public : [:gPp)f,  
assignment( const T & v) : value(v) {} }X{#=*$GQ  
template < typename T2 > HRkO.230  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } x2p}0N  
} ; E"!I[  
yM$@*od  
~=hM y`Ml  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 CJB   
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment V4cCu~(3;~  
[+0rlmB  
Va^Y3/  
32!jF}qpD  
  class holder V@gweci  
  { ~l$u~:4Ob  
public : nR)/k,3W  
template < typename T > [.\uHt  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Df;EemCh  
  { >|%dN jf@Q  
  return assignment < T > (t); <p"[jC2zF;  
} /]H6'  
} ; i oX [g  
n%; wQ^  
6<sd6SM  
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: "Y(stRa  
yl|?+  
  static holder _1; f%n],tE6  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 )cA#2mlS'1  
Jy&O4g/'5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); |J: n'}  
而不用手动写一个函数对象。 z-<091,  
f,:SI&c\  
/DOV/>@5%  
&u5OL?>  
四. 问题分析 );T0n  
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。 C^ngdba\  
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。 \l^L?69  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :^7P. lhK  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 z3!j>X_w  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 U ObI&*2  
VwfeaDJw  
五. 问题1:一致性 ^):m^w.  
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?| $hexJzX  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 g ycjIy@t  
W}&[p=PAS  
struct holder 6"@+Jz  
  { 0* Ox>O>  
  // .!uXhF'  
  template < typename T > *_G(*yAe(  
T &   operator ()( const T & r) const {)j~5m.,/o  
  { 3WdYDv]N}L  
  return (T & )r; L ]HtmI  
} f,QoA  
} ; [?rK9I&  
r{y&}gA  
这样的话assignment也必须相应改动: USgZ%xk2  
HUF],[N  
template < typename Left, typename Right > (S1c6~  
class assignment X}T/6zk  
  { 0k]$ he;h  
Left l; 2$=U#!OtU  
Right r; \Fd6Q_  
public : NfG<!  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} B|%(0j8  
template < typename T2 > ,(d\!T/]'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } : utY4  
} ; Jg3OM Ut  
bI~ R6o  
同时,holder的operator=也需要改动: Y+il>.Z  
>eX&HSoy  
template < typename T > GM&< ?K1  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const HgH\2QL3&  
  { )xJCH9h  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); SU,S1C_q8  
} gc~nT/lfK  
Z) nB  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 pq8XCOllXx  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 CPJ8G}4  
a7?z{ssEi  
return l(rhs) = r; Ziclw)   
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ;bz|)[4/  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: % zP ]z  
iBCZx>![;  
template < typename Tp > pib i#  
class constant_t L{;Sc_  
  { GYv D*?uBc  
  const Tp t; L`sg60z  
public : Po(Y',xI[  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ug?gVK  
template < typename T > UoD S)(i  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const A0mj!P9  
  { ;E,^bt<U  
  return t; G$#Q:]N  
} 2x PkQOj3  
} ; _=%F6}TE  
Eb 8vnB#  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 s &4k  
下面就可以修改holder的operator=了 <x&0a$I  
ie<zc+*rW  
template < typename T > tX'`4!{@+  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const @#HB6B  
  { zL8Z8eh">  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); }sy^ed  
} O|Sbe%[*wW  
KGM9 b  
同时也要修改assignment的operator() ALcin))+B  
+0,'B5 (E  
template < typename T2 > p\;\hHai  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } o!6~tO=%  
现在代码看起来就很一致了。 { XI0KiE  
PjwDth A1  
六. 问题2:链式操作 }~I(e  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ^)J2tpr;]=  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 *lZ;kW(}p  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ko-3`hX`  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 "0*yD[2  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct w!/\dqjv  
D.[h`Hkc  
template < typename T > s<z`<^hRe  
struct result_1 _ MsO2A  
  {  3o_)x  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; _\/KI /  
} ; n8p vzlj1  
s=S9y7i(R  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: <v=$A]K  
G3.*fSY$.<  
template < typename T > i2+r#Hw#5R  
struct   ref ;C ^!T  
  { X| !VjUH  
typedef T & reference; M&QzsVH  
} ; A&?8 rc  
template < typename T > K20,aWBq;3  
struct   ref < T &> /gX=79  
  { Sb4^* $uz  
typedef T & reference; y ;/T.W9!  
} ; ]QU 9|1  
O'Mo/ u1-  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Fe[)-_%G  
1;*4y J2  
template < typename T > ;\]& k  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const M2kvj'WWq  
  { 'c&[kMR  
  return l(t) = r(t); Wtwo1pp  
} pD@:]VP  
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。 | 2Vhj<6  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 58SqB  
t)kc`3i<A  
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 n1!}d%:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: VGY x(  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 12i<b  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 %nS(>X<B  
最后的布局是: eS`ZC!W   
                Add elqm/u  
              /   \ b I-uF8"  
            Divide   5 {g C?kp  
            /   \ CL|d>  
          _1     3 "[QQ(]={  
似乎一切都解决了?不。 -l Y,lC>{  
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。 m >Rdsn~l  
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。 A_!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: U#iGR5&^3  
P5JE = &M  
template < typename Right > _4f=\  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const UVd ^tg  
Right & rt) const HJi FlL3  
  { b F MBIA|  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {X\%7Zef+  
} 4<j7F4  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *V`E)maU  
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。 ;b5^) S  
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。 M=M~M$K  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 s||c#+j"8  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 R?3N><oh*  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? c W1`[b  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: j].=,M<dxE  
S`Xx('!/|  
template < class Action > LE|DMz|J  
class picker : public Action Q\nIU7:bZ  
  { */APe #  
public : uv&4 A,h  
picker( const Action & act) : Action(act) {} h ^.jK2I  
  // all the operator overloaded O[|_~v:^  
} ; `Hx JE"/  
_ea|E  8  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 wX4gyr  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: U>i}C_7g  
}Ip1|Gj  
template < typename Right > 7b7WQ7u  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const FzAzAl 5  
  { =&)R2pLs*  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); pM~-o?  
} |'j,|^<  
}nptmc  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > QabLMq@n`  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 wlEK"kKU  
>[ g=G  
template < typename T >   struct picker_maker Os*s{2OvO  
  { qYQ vjp  
typedef picker < constant_t < T >   > result; pq:[`   
} ; rl x6a@MiD  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > QZ+G2$  
  { /I:&P Pff  
typedef picker < T > result; YRCOh:W*  
} ; ByacSN  
kJ?AAPC  
下面总的结构就有了: <O.|pJus  
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。 e|q~t {=9S  
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。 iz0:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 fX2OH)6U  
至此链式操作完美实现。 Hzz v 6k  
!;Ke#E_d  
hrGX65>  
七. 问题3 agq4Zy  
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。 {B4.G8%Z  
h@TP=  
template < typename T1, typename T2 > j.[W] EfL~  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /6Kx249Dw  
  { 7 .]H9  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); P26"z))~d  
} tO?-@Qf/9<  
&}t8O?!  
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: OuK RaZ  
!JBj%|!  
template < typename T1, typename T2 > q8HnPXV  
struct result_2 d5`D[,]d  
  { _T_} k:&X  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ght3#  
} ; y8Rq2jI;(e  
SXC 7LJm<g  
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? dkeMiL m  
这个差事就留给了holder自己。 Ko)f:=Qo  
    mW~*GD~r  
s~ou$!|  
template < int Order > o$Y#C{wC%  
class holder; ErgWsAw-  
template <>  >hzSd@J&  
class holder < 1 > ,N nh$F  
  { r7^v@  
public : L2wX?NA  
template < typename T > clk]JA (  
  struct result_1  n}- _fx  
  { y.-Kqa~  
  typedef T & result; c|K:oi,z  
} ; D/=k9[b!  
template < typename T1, typename T2 > a}iP +#;  
  struct result_2 5#y_EpL"  
  { Zy.3yQM9i  
  typedef T1 & result; D]5j?X'  
} ; aj/+#G2  
template < typename T > ?6HnN0A)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IVVX3RI  
  { >nvnU`\  
  return (T & )r; $/$Hi U`.  
} T^{=cx9x9  
template < typename T1, typename T2 > dK;ebg9|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const s< Fp17  
  { nPDoK!r'  
  return (T1 & )r1; -<sW`HpD'  
} yYP>3]z  
} ; 7u rD  
c&Eva  
template <> UFC^ lv  
class holder < 2 > KzJJ@D*4M]  
  { }0f~hL24  
public : 'Hs*  
template < typename T > 3sW!ya-VZ  
  struct result_1 2dK:VC4U  
  { k3KT':*  
  typedef T & result; eNO[ikm  
} ; +1@'2w{  
template < typename T1, typename T2 > ?b"'w  
  struct result_2 A-J#$B  
  { OJhMM-  
  typedef T2 & result; )."dqq^ q  
} ; ~)zxIO!  
template < typename T > r8!pk~R5]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const hc|#JS2H@y  
  { %;|dEY  
  return (T & )r; Qc=-M'9  
} $~VIx% h  
template < typename T1, typename T2 > TuaP  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const z`NJelcuz\  
  { Z3=N= xY]  
  return (T2 & )r2; V-E 77u6{0  
} S <-5<Pg  
} ; 9}L2$^#,NA  
3}fhU{-c  
G}LV"0?  
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> >。 0cVxP)J+  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Pjxj$>&;*j  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: {B e9$$W,  
RKM5FXX  
return l(i, j) = r(i, j); 3(nnN[?N,5  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) JT=ax/%Mo  
=-&h@mB;G  
  return ( int & )i; l|iOdKr h  
  return ( int & )j; #sk~L21A  
最后执行i = j; 2E`mbT,v&  
可见,参数被正确的选择了。 Do5.  
I?Z"YR+MQ  
,el[A`b  
W$`#X  
U0iV E+)Bt  
八. 中期总结 jw 5 U-zi  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: HL dHyK/S  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 nJ/}b/A{  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 rl&.|;5uH;  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor )4.-6F7U?  
^FVmP d*1  
N2Ysi$  
MJCz %zK  
ZLdIEBi=  
uu"hu||0_  
九. 简化 k@h0 }%  
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。 P=L@!F+s  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ]!N=Z }LD  
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: JG7K-W|!c  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |[>yJXxEL@  
  +-*/&|^等 8j :=D!S  
2. 返回引用。 CS5[E-%}T=  
  =,各种复合赋值等 -WR<tkK  
3. 返回固定类型。 2;J\Z=7  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 6V}xgfB  
4. 原样返回。 FC||6vJth  
  operator, N9y+P sh  
5. 返回解引用的类型。 W-Vc6cq  
  operator*(单目) K5t.OAA:  
6. 返回地址。 E7_OI7C  
  operator&(单目) '#e T  
7. 下表访问返回类型。 {E7STLQ_%  
  operator[]  qmenj  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 LR\8M(rtvH  
  operator<<和operator>> pd & HC  
R@/"B?`(f  
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。 >3&V"^r(|  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: e&Q w\Ze  
WwWCN N~}  
template < typename Left > D*?LcxX  
struct value_return G;/l[mvh,  
  { g+c%J#F=  
template < typename T > <P6d-+  
  struct result_1 ,'9R/7%s  
  { 4HX;9HPHE<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; UI%4d3   
} ; K{V.N</  
+P,ic*Kq*  
template < typename T1, typename T2 > 4x3 _8/=  
  struct result_2 @A(jo32  
  { C5$?Y8B3  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; vy2"B ch  
} ; fakad#O  
} ; t5u#[*  
wu &lG!#  
bNiJ"k<pN  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait )0"T?Ivp]  
o^//|]H3Y  
下面我们来剥离functor中的operator() F- u"zox  
首先operator里面的代码全是下面的形式:  -T-yt2h(  
Z glU{sU  
return l(t) op r(t) :i@ $s/  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Z,81L3#6  
return op l(t) :XPat9 3w  
return op l(t1, t2) \pTv;(  
return l(t) op {XUSw8W'  
return l(t1, t2) op ~l{Qz0&  
return l(t)[r(t)] W}}ZP];  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] {fX~%%c"  
JG1q5j##]b  
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: s0/m qZ]s  
单目: return f(l(t), r(t)); 2tCw{Om*  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Fp [49  
双目: return f(l(t)); ]gm3|-EiY  
return f(l(t1, t2)); G"kX#k0S  
下面就是f的实现,以operator/为例 Q~k|lTf  
aNQ(xiskb  
struct meta_divide r KdsVW  
  { k B4Fz  
template < typename T1, typename T2 > 8 Gy*BpmJn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ;l `Ufx  
  { @ 'N $5  
  return t1 / t2; rOO10g  
} VGu(HB8n#  
} ; .;.Zbhm  
5MZv!N   
这个工作可以让宏来做: UvB\kIH  
]#rV]As  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ E}a.qM'  
template < typename T1, typename T2 > \ 4^4T#f2=e  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; B4+c3M\$V  
以后可以直接用 pv&iJ7RN  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 5 wN)N~JE  
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 PYY<  
(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。。。) ! r/~D |  
G\,B*$3   
h4MBw=Tz~  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 0Js5 ' 9}H  
61OlnmvE  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Gl45HyY_  
class unary_op : public Rettype I,,SR"  
  { A )CsF  
    Left l; ,1lW`Krx  
public : '&K' 0qG  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} QMrH%Y  
E?|NYu#I6  
template < typename T > X%fLV(  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HU4h.Lm  
      { u|u)8;'9(  
      return FuncType::execute(l(t)); _v,Wl/YAp  
    } )FIFf;r  
&TrL!9FtJ  
    template < typename T1, typename T2 > >1]hR)Ip  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :eB+t`M  
      { AeN:wOm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); {_$['D^az  
    } yf R0vp<&  
} ; KM"?l<x0Y  
7!m<d,]N  
'"rm66  
同样还可以申明一个binary_op 5nceOG8  
U~@;2\ o  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  CWYOzqf  
class binary_op : public Rettype qNrLM!Rj  
  { Fl{~#]  
    Left l; 7M5H vG#w%  
Right r; a\Gd;C ^`  
public : Nl%5OBm  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CL-?Mi=Uc  
g/P1lQ)  
template < typename T > XtBEVqrhi  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R"CF xo  
      { `zl,|}u)  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); mL'A$BR`  
    } QyZ' %T5J  
XH/!A`ZK  
    template < typename T1, typename T2 > ]*U; }  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q`Pe4CrWvu  
      { +u\w4byl  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); +ek6}f#  
    } [)I W9E v  
} ; iS"6)#a72  
V2@( BliP  
$-!7<a-  
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 hjk]?MC  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ,kYX|8SO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) bu \(KR$s  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 EqIs&){  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! O~ x{p,s U  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 '%*hs8s  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 6Iz!_  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) pI>GusXg  
下面是修改过的unary_op n: {f\  
<4/q5*&  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > |q\i, }  
class unary_op cSG(kFQ  
  { > #9 a&O  
Left l; dpt P(H  
  ZGCp[2$  
public : oq1wU@n  
l-h[I>TW  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} EKsOj&ZiJ  
HAs/f#zAk6  
template < typename T > 1L\r:mx3  
  struct result_1 |N 2r?b/g  
  { gS]  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; GU Mf}y  
} ; 9]tW;?  
M.)z;[3O  
template < typename T1, typename T2 > $~ d6KFT  
  struct result_2 wXBd"]G)C  
  { zqI|VH  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7/BjWU5*  
} ; iF.f*3-NJB  
uOKdb6]r6  
template < typename T1, typename T2 > uz=9L<$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HoWK# Nz\  
  { `G*fx=N  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); MD,BGO?C  
} 9j5Z!Vsy  
G-]_ d  
template < typename T > Cyg(~7]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const < mFU T  
  { 7nW <kA  
  return OpClass::execute(lt(t)); ^d(gC%+!u  
} .O+,1&D5  
&/otoAr(  
} ; _ph1( !H$  
nU#K=e =W  
4`RZ&w;1H2  
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 X"HVK+  
好啦,现在才真正完美了。 :inVwc  
现在在picker里面就可以这么添加了: |^F$Ta  
j*1MnP3/8Y  
template < typename Right > ^ ~Tn[w W_  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ;vpq0t`  
  { -ni@+Dy  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); %)&Tr`   
} 65RD68a  
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。 g(Oor6Pp  
;MlPP)*k  
; =*=P8&5  
Uhyf  
cN\_1  
十. bind k%s,(2)30  
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。 qpa}6JVQ+j  
先来分析一下一段例子 O\%0D.HEz  
v&f\ Jv7  
<fMQ#No  
int foo( int x, int y) { return x - y;} zP c54 >f  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 PVmePgF   
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 >.XXB 5a  
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。 x{rjngp2  
我们来写个简单的。 V%zo[A  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: cnG>EG  
对于函数对象类的版本: Sm|TDH  
Upg8t'%{op  
template < typename Func > nmuU*o L  
struct functor_trait AOTtAV_e  
  { ?PV@WrU>B  
typedef typename Func::result_type result_type; 'CG% PjCO  
} ; t [G7&ovj  
对于无参数函数的版本: 9p4SxMMO  
vP%:\u:{  
template < typename Ret > #9qX:*>h   
struct functor_trait < Ret ( * )() > z> N73 u  
  { +p]@b  
typedef Ret result_type; fM*aZc*Y  
} ; eqWs(`  
对于单参数函数的版本: TA#pA(k  
h 3  J&  
template < typename Ret, typename V1 > Q,ZV C  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > KT*"Sbh  
  { [V5,1dmkI  
typedef Ret result_type; " #U-*Z7  
} ; 'P%&*%  
对于双参数函数的版本: wx2 z9Q  
QG@Z%P~,E  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > nwDGzC~y<  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > %UV"@I+  
  { FEV Ya#S  
typedef Ret result_type; G('UF1F  
} ; v|3mbApv  
等等。。。 WaE%g   
然后我们就可以仿照value_return写一个policy G=kW4rAk  
~ntDzF  
template < typename Func > 4v#s!W  
struct func_return =~21.p  
  { eX0 [C0#  
template < typename T > <LX-},?P  
  struct result_1  y'^b{q@  
  { /<o?T{z<-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; FJW,G20L  
} ; i&)OJy  
GAh\ 6ul  
template < typename T1, typename T2 > &u (pBr8B  
  struct result_2 8Qkwg]X  
  { OY!WEP$F-C  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; JbXi|OS/  
} ; F C=N}5u  
} ; 9*r l7  
e8z?) 4T  
<DEu]-'>  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 $bZ5@)E  
*I k/Vu%;  
template < typename Func, typename aPicker > }|znQ3A2\l  
class binder_1 l o- 42)  
  { j& L@L.d  
Func fn; ~O3VX75f  
aPicker pk; SkU9iW(k  
public : N#X* 0i"  
i> {0h3Y  
template < typename T > @U =~ c9  
  struct result_1 gaE8\JSr  
  { =}SLQdT  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Sa:;j4  
} ; 5tY/d=\k  
^<j =.E  
template < typename T1, typename T2 > >h(GmR*xM  
  struct result_2 * C*aH6*  
  {  D28>e  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q$}gQ9'z'  
} ; !0v3Lu ~j  
2=naPTP(  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} bPuO~#iN~  
c/Li,9cT'  
template < typename T > IPt !gSp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FrV8_[  
  { &(|x-OT  
  return fn(pk(t)); G P`sOPr  
} Ejyo oO45  
template < typename T1, typename T2 > cSmy M~[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iaRCV 6cl  
  { "Sw raq  
  return fn(pk(t1, t2)); =L{-Hu/j  
} r<Q0zKW!jN  
} ; pK0@H"$8  
LFvZ 7M\\  
9)4_@rf%  
一目了然不是么?  jQ-2SA O  
最后实现bind -<(RYMk*)  
df&.!7_R`  
gy"<[N .?c  
template < typename Func, typename aPicker > ,!P}Y[|  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) bb-u'"5^]  
  { O! _d5r&,  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); KNOVb=# f_  
} 2M+ *VO  
CKC5S^Mx  
2个以上参数的bind可以同理实现。 A5sz[k  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 @Z<Z//^k  
vr_Z0]4`C9  
十一. phoenix ?R4%z2rcW  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: n`T4P$pt  
Bz>5OuOVS\  
for_each(v.begin(), v.end(), ,MG`} *N}  
( }R_Rw:W  
do_ d\r-)VWSr"  
[ @eq.&{&  
  cout << _1 <<   " , " & +yo PF  
] ;ssI8\LG  
.while_( -- _1), y8} /e@&  
cout << var( " \n " ) J_9[ x mM  
) Xc L%0%`  
); mo&9=TaG  
`^h:} V  
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: q*cEosi'F?  
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 r^ABu_u(`I  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0: B%,n UM  
那么我们就照着这个思路来实现吧: (]zi;  
-oB=7+g  
@0 [^SU?  
template < typename Cond, typename Actor > Dd:^ {  
class do_while $  k_6  
  { (D{J|  
Cond cd; z :u)@>6D1  
Actor act; bc>&Qj2Z7c  
public : xT!<x({  
template < typename T > QH?sx k2  
  struct result_1 Bi>]s%zp  
  { > iYdr/^a  
  typedef int result_type; E5Sn mxd  
} ; 1pjx8*!B  
z|\n^ZK=  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} #er% q:  
^1_CS*  
template < typename T > [\  &2&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lR]FQnZ  
  { @|e we. r  
  do kU.@HJ[@j  
    { =T1Xfib  
  act(t); ,T;D33XV  
  } zMd><UQP{  
  while (cd(t)); %Hhk 6tR,  
  return   0 ; "{zqXM}:C  
} ImbA2Gcs  
} ; ;^|):x+O  
6{yn;D4  
_'*(-K5&  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). r`< x@,  
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。 +[4y)y`  
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。 U]g9t<jD  
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。 *p9k> )'J  
下面就是产生这个functor的类: N7YCg  
B![:fiR`  
{SD%{  
template < typename Actor > ekqS=KfWl;  
class do_while_actor .K`n;lVs  
  { -<M+$hK\  
Actor act; "bQi+@  
public : k;)mc+ ~+  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} w^,Xa  
=&(e*u_  
template < typename Cond > 5".bM8o  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; @.`k2lxGd~  
} ; '(g;nU<  
m_,Jbf  
cvhwd\  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 kp#XpcS  
最后,是那个do_ Nbv b_  
J6"GHbsO  
.tQ(q=#  
class do_while_invoker COmu.'%*  
  { ^YB2E*  
public : }Z< Sca7  
template < typename Actor > +;M 5Sp  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 0)ZLdF_6  
  { Qqk(,1u  
  return do_while_actor < Actor > (act); iSg0X8J)  
} Q{an[9To~P  
} do_; T8x8TN"  
1kR. .p<"  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? IM5[O}aq  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 g:GywX W  
最后来说说怎么处理break和continue C[d1n#@r  
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。 ]>%2,+5  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五