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
  • 7198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 h]&  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 unn2I|XH  
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, 06AgY0\  
Ij4q &i"  
?y>ji1  
0g: q%P0  
  class filler PV~D;  
  { d38o*+JCf  
public : Xv!Gg6v6  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} w>X@ ,  
} ; Z9M$*Zp  
L{jx'[C  
.gC.T`/m  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: MCibYv c[  
Rf`_q7fm  
YL|)`m0-^5  
g!_#$az3  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ["&{^  
EQ^]W-gN  
B`R@%US  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 sk9Ejaf6>  
:X}SuM ?c  
5%9Uh'y#  
.up[wt gN  
二. 战前分析 p : z ][I  
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。 1o\2\B=k{  
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 0|-}>>qb\  
U`3?bhzua  
`. JW_F)1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .?3ro Q  
  /* --------------------------------------------- */ {9Qc\Ij  
vector < int *> vp( 10 ); yc]_?S>9  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (Q||5  
/* --------------------------------------------- */ <7ANXHuSW  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); z6M5 '$\y  
/* --------------------------------------------- */ A3 TR'BFw-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); :kI[Pf!z  
  /* --------------------------------------------- */ JE:LA+ (  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); xzY/$?  
/* --------------------------------------------- */ Ygg+=@].@  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); rN#9p+t$  
7^rT-f07  
KQ9w>!N[  
,V]FAIJ  
看了之后,我们可以思考一些问题: BR@gJ(2  
1._1, _2是什么? rr`_\ut  
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"nN9k  
2._1 = 1是在做什么? K($+ILZ  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 2<0".5+I  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ^|h_[>  
[m< jM[w{  
?6vGE~ MuR  
三. 动工 @fo(#i&  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ~a7@O^q 4  
 wDiq~!  
G~&q  
yP-$@Ry  
template < typename T > j1Sjw6}GCH  
class assignment %T<c8w}dP  
  { P&c O2  
T value; P%[ { 'u  
public : <|WXFjn  
assignment( const T & v) : value(v) {} OL#i!ia.  
template < typename T2 > o"N\l{#s  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } [ot+EA  
} ; 5``usn/&Kj  
I A=\c  
(i<\n`h1K  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 :%fnJg(  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 5P);t9O6  
0yUn~'+(Sp  
|U~\;m@  
A}uWy^w  
  class holder 33"!K>wC  
  { =jG."o  
public : =':SOO7  
template < typename T > HXB & 6  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const >IKIe  
  { dHn,;Vv^6  
  return assignment < T > (t); }mk z_P(Z  
} m$'ZiS5  
} ; )\izL]=!t  
wX@g >(  
g`=Z%{z%  
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: @7?L+.r$9  
9$R}GK  
  static holder _1; ukee.:{  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 &X}i%etp^2  
w[;5]z  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); j;&su=p"  
而不用手动写一个函数对象。 o7fJ@3B/  
a7fn{VU8  
_GL:4  
j@jUuYuDgl  
四. 问题分析 /onZ14  
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。 p}a0z?  
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。 ";w"dfC^  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Zx%6pZ(.  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 K!|J/W  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `mDCX  
rIAbr5CG  
五. 问题1:一致性 k:`yxxYIh  
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?| /G!M\teeF  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 j:'8yFi_  
m}sh (W5\  
struct holder F+m;y  
  { Q;eY]l8  
  // 78t:ge eX  
  template < typename T > !,JV<( 7k  
T &   operator ()( const T & r) const ')KuLVE}S  
  { wp>L}!  
  return (T & )r; 9wP,Z"  
} !4(QeV-=  
} ; nm]m!.$d  
jF0>w  m  
这样的话assignment也必须相应改动: \MB$Cwc  
UKp^TW1^  
template < typename Left, typename Right > kJ.0|l0  
class assignment :r}C&3  
  { k83S.*9Mx  
Left l; =&roL7ps  
Right r; yUEvva  
public : Gm-V/[29R  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} aBWA hn  
template < typename T2 > N%!{n7`N:  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } F $1f8U8  
} ; |H>;a@2d  
Y |9  
同时,holder的operator=也需要改动: D4$2'h  
W}@IUCRs  
template < typename T > N."x@mV  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const heQyz|o  
  { x.Tulo0/  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); L wn  
} aATNeAR  
6o4Y]C2W{1  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 H h35cj  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 CZog?O}<  
J;'H],w}f  
return l(rhs) = r; y% O^Zm1  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Q hdG(`PY~  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /h8100  
d .%2QkL  
template < typename Tp > ik1asj1  
class constant_t T"1=/r$Ft  
  { 8*Ty`G&v  
  const Tp t; 3!{Tw6A8(  
public : '}IGV`c  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} o2[$X ONTl  
template < typename T > HuR774f[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const mZO-^ct4  
  { gegM&Xo  
  return t; uh`5:V  
} d"L(eI}G  
} ; L/In~' *-  
c\/-*OYr<  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 g)=$zXWhP  
下面就可以修改holder的operator=了 ;" Aj80  
,:2Z6~z{  
template < typename T > Y% JE})  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const vKWi?}1  
  { ay|jq "a  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); "a9j2+9  
} V^4v`}Wgx  
3Gr"YG{,  
同时也要修改assignment的operator() yYSmmgrX0  
!#~KSO}zW2  
template < typename T2 > %@)R  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } QAt]sat  
现在代码看起来就很一致了。 X)6G :cD  
o.w/ ?  
六. 问题2:链式操作 ID`Ot{ y  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 $_;rqTk]g  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 l1|*(%p?X  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 rk4KAX_[  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 bq) 1'beW  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct QlV(D<  
~k-'  
template < typename T > e$P^},0/  
struct result_1 AZE%fOG<i  
  { 2O@ON/  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; $GU  s\  
} ; aMGh$\Pg  
,/GFD[SQ  
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: );AtFP0Y  
J k`Jv;  
template < typename T > /Dd x[P5p=  
struct   ref j^8HTa0Cy|  
  { H_3Wx fO  
typedef T & reference; CQ<d  
} ; x 9\{a  
template < typename T > K3h];F! ^  
struct   ref < T &> [tSv{  
  { #K@!jh)y^  
typedef T & reference; @ N'P?i  
} ; `L <sZ;Cj  
!Sy9v  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: g8&& W_BI  
uEr.LCAS  
template < typename T > W7~_XI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Y>FLc* h  
  { J0e^v  
  return l(t) = r(t); N;P/$  
} ^-s7>F`jx  
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。 U v>^ Z2  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 A>F&b1  
^i WGGnGS  
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 gMq;  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: +JD^5J,-NJ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 :18}$  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >tL" 8@z9  
最后的布局是: a04S&ezj  
                Add {O!;cI~  
              /   \ j `3IizN2  
            Divide   5 p{r{}iYI  
            /   \ _Bn8i(  
          _1     3 CSm(yB{|pC  
似乎一切都解决了?不。 5/m*Lc+r  
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。 ,<OS: ]  
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。 +`m0i1uI3  
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: P8CIKoKCV  
n1+J{EPH  
template < typename Right > L`^ v"W()  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const =E~SaT  
Right & rt) const | 8n,|%e  
  { iqXsD gkr  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); N *n?hN  
} ooYs0/,{  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /dVcNo3"  
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。 ux7g%Q ^"  
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。 <jVk}gi)Jp  
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。 z]i/hU  
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。 90$`AMR  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ;wr]_@<~  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ."v&?o Ck]  
QlxlT$o}  
template < class Action > |:`gjl_Nf  
class picker : public Action Tj=g[)+K  
  { 3+%L[fW`/  
public : \V<deMb=  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ( e(<4-&  
  // all the operator overloaded ~48mCD  
} ; >E(IkpZ  
3gmu-t v  
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。 Wv)2dD2I  
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: j6)@kW9x  
E)l@uPA'1  
template < typename Right > qdVExO&  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const }+f@$L  
  { E%+1^ L  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); g8w5X!Z  
} J;BG/VI1  
(@?PN+68|  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > D8Vb@5MW  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 21U,!  
ve / Q6j{  
template < typename T >   struct picker_maker `ja**re  
  { <%Re!y@OL  
typedef picker < constant_t < T >   > result; v 1O* Q  
} ; iwfv t^  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > U;4:F{3m   
  { pOip$Z  
typedef picker < T > result; ~z!U/QR2  
} ; l+Tw#2s$  
)vk$]<$  
下面总的结构就有了: MqI!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。 *Ta*0Fr=9|  
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。 gKS0!U  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 F 3}cVO2bY  
至此链式操作完美实现。 *Oo2rk nQ  
z@biX  
r!etj3  
七. 问题3 c0jC84*v  
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。 (3"V5r`*;  
:NO'[iE  
template < typename T1, typename T2 > B}YB%P_CWs  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >e"CpbZ'  
  { 4RNB\D  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); {v56k8uZ  
} pl V]hu27K  
 &jf:7y  
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: d?*=<w!A  
W :jC2,s!m  
template < typename T1, typename T2 > < ppg$;  
struct result_2 soXeHjNl  
  { _CBG?  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; DnP>ed"M!  
} ; ;+`t[ go  
 ">*PH}b  
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? @]t}bF]  
这个差事就留给了holder自己。 [GX5jD#  
    KZ pqbI Z  
hkee,PiiP  
template < int Order > $3|++?  
class holder; |#Bz&T  
template <> 8/x@|rjW  
class holder < 1 > lzN\~5a}  
  { 1j "/}0fx  
public : x-+Hy\^@|  
template < typename T > kFW9@ !9  
  struct result_1 VlXUrJ9&  
  { Tf) qd\  
  typedef T & result; VChNDHiH  
} ; Jc"xH~,  
template < typename T1, typename T2 > <T+)~&g$  
  struct result_2 J1T_wA_  
  { & xo,49`!  
  typedef T1 & result; +Fp8cT=1  
} ; @-Tt<pl'L  
template < typename T > LWuciHfd+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0qqk:h  
  { j BS$xW  
  return (T & )r; 9aFu51  
} L}pMjyM  
template < typename T1, typename T2 > GSIRZJl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const OaY.T  
  { : a @_GIC  
  return (T1 & )r1; $8vZiB!"  
} sygxV  
} ; 4t]ccqX*{  
VPoA,;Y"-  
template <> gQMcQV]C$  
class holder < 2 > Zvz Zs  
  { E1IT>_  
public : ]-h;gN  
template < typename T > ~(OG3`W!  
  struct result_1 ]Jz2[F"J  
  { RC'4%++Nz  
  typedef T & result; /j46`F  
} ; U{/d dCf7  
template < typename T1, typename T2 > @6\Id7`Ea  
  struct result_2 @lpo$lN0R  
  { C{( &Yy"  
  typedef T2 & result; n-zAkKM  
} ; E/[>#%@i  
template < typename T > oGt,^!V1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N~H!6N W  
  { 'D_a2xo0  
  return (T & )r; gQ90>P:  
} O|%03q(  
template < typename T1, typename T2 > <O:}dXqZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _y:-_q  
  { o%3i(H  
  return (T2 & )r2; t5O '7x  
} AXnRA W  
} ; \Lu aI  
jW]Q-  
>b\{y}[  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 [B~*88T  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: EzII!0 F  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: "&Q sv-9t  
X1DE   
return l(i, j) = r(i, j); 3CL1Z\8To  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) p^.qwP\P  
?D>%+rK8c  
  return ( int & )i; W%ml/ 4  
  return ( int & )j; v']Tusmg  
最后执行i = j; y{>T['"@  
可见,参数被正确的选择了。 u~rPqBT{d3  
d1jg3{pwA  
oYx4+xH/  
/1@py~ZX  
i.Rxx, *?  
八. 中期总结 +{~ cX] |  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: "+XF'ZO  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 tt&#4Z  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Kz~E"?  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor >o:y.2yCe  
- +<ai  
JUXo3D~  
*""iXi[  
xiv8q/  
,_K y'B  
九. 简化 OYyF*F&S[  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 HXm&`  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Y sDai<  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: `\beQ(g  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 cb=ixn  
  +-*/&|^等 7Y?59 [  
2. 返回引用。 t/lQSUip  
  =,各种复合赋值等 \E {'|  
3. 返回固定类型。 dvE~EZcS  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) rF$ S  
4. 原样返回。 -G[TlH06  
  operator, HQZJK82  
5. 返回解引用的类型。 AvVPPEryal  
  operator*(单目) Py`7)S  
6. 返回地址。 C%#w1k  
  operator&(单目) 5d;(D i5z  
7. 下表访问返回类型。 FKtG  
  operator[] wwNkJ+  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ')T*cLQ><  
  operator<<和operator>> hwQrmVwvP  
oj=% < a  
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。 (M?VB*sm0  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: u+9)B 6O1  
SB|Cr:wM  
template < typename Left > UGxF}Q  
struct value_return |hS^eK_  
  { [F!h&M0z  
template < typename T > D W>O]\I  
  struct result_1 0h kZ  
  { as73/J6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; I^)_rOgM  
} ; [x%8l,O #l  
|.b&\  
template < typename T1, typename T2 > WOeG3jMz?  
  struct result_2 hltUf5m'b  
  { ewdcAF5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; M96Nt&P`  
} ; RWB]uHzE  
} ; gW?Hd/  
j*FpQiBoT  
.zy2_3:  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait  T4J WZ  
9&HaEAme  
下面我们来剥离functor中的operator() aI;fNy /K  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /IG3>|R  
gk}.L E  
return l(t) op r(t) #^_7i)=~  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Bw<$fT`  
return op l(t) @7t*X-P.;-  
return op l(t1, t2) l}FA&c"  
return l(t) op djn<Oc`  
return l(t1, t2) op S] 4RGWn  
return l(t)[r(t)] x}f)P  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] MM~4D  
2h) *  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 3!Mb<W.3  
单目: return f(l(t), r(t)); #%]?e N  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); H:t2;Z'  
双目: return f(l(t)); QbYNL9%  
return f(l(t1, t2)); Kww+lgzS  
下面就是f的实现,以operator/为例 /AIFgsaY  
aw3rTT(  
struct meta_divide xw*/8.Md6f  
  { YCBUc<)  
template < typename T1, typename T2 > (#Xgfb"S3  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) QaOF l` i  
  { 3P*"$fH  
  return t1 / t2; _z3^.QP  
} Z"G?+gM@  
} ; c- [IgX e  
K14{c1  
这个工作可以让宏来做: ab5i7@Ed  
LfsOGC  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &RlYw#*1.  
template < typename T1, typename T2 > \ tY?evsVgz  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; qjRp5  
以后可以直接用 L ~$&+g  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) !_:|mu'  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 U}W7[f lc  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) =Y R+`[bfI  
a@-!,Hi  
s`L>mRw`  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 M-5zsN  
&wB?ks  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5{#ya 2  
class unary_op : public Rettype lJ<( mVt  
  { 84-7!< 6i  
    Left l; ="[6Z$R  
public : pB79#4  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} v?4MndR  
SVT'fPm1M  
template < typename T > E2|c;{ c  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EJO6k1  
      { o(5 ( ]bJ  
      return FuncType::execute(l(t)); H{*R(S<I  
    } V, e  
j=w`%nh4"f  
    template < typename T1, typename T2 > N:rnH:g+:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b%I2ig  
      { Z65]|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); t/:]\|]WB  
    } 2d-C}&}L\  
} ;  4K$d%  
y :8Oc?  
qXQ7Jg9  
同样还可以申明一个binary_op 6V c&g  
2;=xH t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Uzd\#edxJ  
class binary_op : public Rettype V s1Z$HS`  
  { +wg|~Lef h  
    Left l; . vQCX1V(  
Right r; VBI~U?0  
public : )3~):+  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p'IF2e&z  
fRd^@@,[  
template < typename T > tsu Mt  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const khtSZ"8X  
      { WT>2eMK[  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); y2 ,M9  
    } )F) (Hg  
S-k:+4  
    template < typename T1, typename T2 > }Qm: g  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2hI|] p  
      { V0x;*)\PYm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); _}-Ed,.=  
    } 7B,a xkr  
} ; pT`oC&  
<)\  
G\1\L*+0  
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 WD7IF+v  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 G>);8T%l  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) N8^ AH8l  
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。 P6ztP$M(  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :v!e8kM\x  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 V>&WZY  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 89[5a  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ]e+88eQ  
下面是修改过的unary_op Bqd'2HQd  
RrGFGn{  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > JXIxk"m  
class unary_op IE|$mUabm  
  { `i,l)X]  
Left l; ~S,R`wo  
  M_wj>NXZ  
public : LzW8)<N  
V6C*d:  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} eiV[y^?  
ShV#XnQ  
template < typename T > TUQ+?[  
  struct result_1 D!- 78h  
  { .MzVc42<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; |ZAR!u&0  
} ; B8Cic\2  
u._B7R&>  
template < typename T1, typename T2 > mu[:b  
  struct result_2 Mbua!m(0  
  { Nj<}t/e  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .m&JRzzV  
} ; vjcG F'-  
9BJP|L%q  
template < typename T1, typename T2 > Sd !!1a s  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O#,Uz2  
  { WPmH4L>T  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 8T7E.guYr  
} S4m??B  
!y&uK&1  
template < typename T > &o$z[ b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )]/gu\90  
  { 5,I|beM  
  return OpClass::execute(lt(t)); 3++}4%w  
} LyaFWx   
'@$YX*[  
} ; 7*9a`p3w  
HH-A\#6J  
llCBqWn  
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 IMKyFp]h-  
好啦,现在才真正完美了。 \>T+\?M  
现在在picker里面就可以这么添加了: kK27hfsw  
cmLGMlFT  
template < typename Right > wx a?.  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const WF)(Q~op0U  
  { gn2*'_V~3  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); JnW G_|m)  
} _GoV\wGKl  
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。 o$*aAgS+  
>UUcKq1M:  
5`TbM  
!Ez5@  
2 L>;M  
十. bind 0rt@4"~~w  
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。 B6N/nCvHK  
先来分析一下一段例子 "!ZQ`yl  
9g7d:zG  
/6=IL  
int foo( int x, int y) { return x - y;} eP d  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Q]JWWKt6rV  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 J`E,Xw>2  
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。 kPhdfF*Q  
我们来写个简单的。 )\S3Q  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: I~^t\iujs  
对于函数对象类的版本: \k DQ[4mGq  
}McqoZ%F  
template < typename Func > 0}'xoYv f  
struct functor_trait {8TLL @T4  
  { rr@h9bak;g  
typedef typename Func::result_type result_type; k? <.yr1  
} ; S!Alno  
对于无参数函数的版本: 9HsiAi*  
K nl`[Nl  
template < typename Ret > 8t1XZ  
struct functor_trait < Ret ( * )() > sf([8YUd  
  {  i/vo  
typedef Ret result_type; _>8rTk`/h  
} ; j8cIpbp8x  
对于单参数函数的版本: r}**^"mFy  
$ Jz(Lb{  
template < typename Ret, typename V1 > = 9Ow!(!@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ME0vXi  
  { 4. =jKj9j  
typedef Ret result_type; K2XRKoG  
} ; H;h$k]T  
对于双参数函数的版本: AV>_ bw.  
?XlPK Y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > W\c1QY$E  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > -wsoJh  
  { kqH:H~sgD  
typedef Ret result_type; AMw#_8Y  
} ; O"M2*qiH  
等等。。。 x5(6U>-Y  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy K8=jkU  
qkM)zOZ^  
template < typename Func > :>|dE%/e$  
struct func_return ^ Fnag]qQ  
  { 6MD9DqD  
template < typename T > lR>p  
  struct result_1 VnYcqeCm  
  { O#do\:(b  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [;Y,nSw  
} ; {>3J96  
'8yCwk  
template < typename T1, typename T2 > 'ti~TG  
  struct result_2 ,Y4>$:#n/  
  { Ei7Oi!1  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; N>H#Ew@2U  
} ; L>Y3t1=  
} ; YNB7`:  
i'QR-B&Z  
A>ve|us$  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 I/*^s  
*E wDwS$$  
template < typename Func, typename aPicker > <}p]0iA  
class binder_1 ]6 HR  
  { 9/`3=r@  
Func fn; K(uz`(5  
aPicker pk; S,s#D9NU  
public : _o T+x%i  
#P1U] @  
template < typename T > 4?fpk9c{2  
  struct result_1 p'0X>>$  
  { 2 :4o`o  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; >V>`}TIH  
} ; jLA)Y [h  
25Ro )5  
template < typename T1, typename T2 > (HXKa][T  
  struct result_2 s f.z(o  
  { lWn}afI  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^?2zoS#iw  
} ; w!pj);jy{  
'5b0 K1$"  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} qg/FI#r  
g=KvCqJN  
template < typename T > 0CvGpM,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &Dt=[yqeG  
  { \*&?o51 !e  
  return fn(pk(t)); RU=\eD  
} %{7*o5`  
template < typename T1, typename T2 > U[2;Fkapi  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~BqC!v.)@E  
  { ?6\N&MTF  
  return fn(pk(t1, t2)); &Z3%UOY  
} ;B;@MD,B  
} ; xC9{hXg!  
Ir-QD !!<  
'7}2}KD  
一目了然不是么? MkHkM  
最后实现bind 8#HnV%|N  
pY[b[ezb  
x[$KZGK+GL  
template < typename Func, typename aPicker > tSux5 yV  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) _!VtM#G[  
  { mr/?w0(C  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); )-o jm$  
} tcnO`0moK  
AE+BrN +"2  
2个以上参数的bind可以同理实现。 2 S~(P  
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。 z5oJQPPi  
n$XEazUb0N  
十一. phoenix 9-V'U\}L  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: !h4A7KBYG  
N Uv Vhy]{  
for_each(v.begin(), v.end(), F\&{>&  
( S[2?,C<2=  
do_ \b%c_e  
[ [|YvVA  
  cout << _1 <<   " , " DQ3 L=  
] ]{# =WTp]  
.while_( -- _1), cD6^7QF  
cout << var( " \n " ) c_S~{a44Ud  
) |U;O HS  
); 6WT3-@d  
mv#hy  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: q^<HG]  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor n42\ty9  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ^\Z+Xq1~/  
那么我们就照着这个思路来实现吧: h@NC#Iod  
,mHUo4h1O  
m7y[Y  
template < typename Cond, typename Actor > [520!JhZY  
class do_while "^6Fh"]  
  { q`/J2r+O  
Cond cd; `_1~[t  
Actor act; ` 6*]cn#(  
public : P{UV3ZA%  
template < typename T > x55W"q7  
  struct result_1 hHmm(~5gR  
  { {pH#zs4Y  
  typedef int result_type; ]b; m~|9  
} ; )dX(0E4Td/  
B7[d^Y60B  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *!$Z5Im  
{R-o8N  
template < typename T > 5v)bs\x6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ZHN'j] ?  
  { 18sc|t  
  do Z3hZy&_I  
    { qE[YZ(/f0&  
  act(t); S}VS@KDO  
  } m!Z<\2OP  
  while (cd(t)); :=;{w~D  
  return   0 ; Wj^e)2%  
} o zn&>k  
} ; aH{)|?  
5[SwF& zZ  
<C&|8@A0  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). >":xnX#  
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~?yq8H  
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。 iBAP,cR?`  
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。 i cTpx#|=  
下面就是产生这个functor的类: Y /_CPY  
0?>(H(D^/  
ft(o-f7,  
template < typename Actor > UTyV6~  
class do_while_actor 9%T"W  
  { zZCRej  
Actor act; \OVtvJV]  
public : j0mN4Ny  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} R>"Fc/{y  
]qv0Y~+`-K  
template < typename Cond > X>o9mW  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; g) u%?T  
} ; %|(c?`2|  
+_i{4Iz~p  
h7"U1'b  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 {s0%XG1$  
最后,是那个do_ Y)X7*iTi'j  
Uv *A a7M  
mfQ#n!{ZH  
class do_while_invoker 6^] |  
  { oM~y8O  
public : ^)gyKl:E'  
template < typename Actor > !g]5y=  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const J/4T=:\  
  { 1^WGJ"1  
  return do_while_actor < Actor > (act); T(7`$<TQ  
} xGwImF$r  
} do_; AYA{_^#+3  
4@?0wV  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? JkAM:,^(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 uPz+*4+  
最后来说说怎么处理break和continue ! dzgi:  
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。 z5fE<=<X_W  
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