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
  • 7575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 <+b:  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 rx;U/)~#<  
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, z<fEJN  
2"MI8EK  
8;'n.SC{  
UA9LI<Y  
  class filler K$]QzPXS  
  { MMAC,4  
public : IW1\vfe  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} QVH_B+ Q  
} ; Ck:J  
< 5PeI  
)aC+qhh  
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: i3"sAr P"|  
"_K 6=  
/iN\)y#u1  
sXa8(xc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 64vSJx>u  
-Fdi,\e  
3?XLHMxW  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j<KC$[Kt  
vj b?N  
m#ie{u^  
OKqpc;y:D  
二. 战前分析 0?7uqS#L  
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。 LF~#4)B  
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 sZH7 EK  
~"mZ0 E  
{_~G+rqY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); GWVdNYpmr  
  /* --------------------------------------------- */ mqHt%RX  
vector < int *> vp( 10 ); xS}H483h6W  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nKO&ffb'<  
/* --------------------------------------------- */ '=H^m D+gl  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); qck/b  
/* --------------------------------------------- */ +B m+Pj>  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ) G{v>Z ,  
  /* --------------------------------------------- */ 3XnXQ/({  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $"8k|^Z3  
/* --------------------------------------------- */ TUaK:*x*  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [:QMnJ  
*o[%?$8T  
-^b^6=#  
r+\z0_' w6  
看了之后,我们可以思考一些问题: %p9bl ,x  
1._1, _2是什么? c6HU'%v  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 zK 2wLX  
2._1 = 1是在做什么? UW*aSZ/?  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 O0~d6Ba   
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 3ngLEWT  
sb @hGS  
lnDDFsA  
三. 动工 s=TjM?)  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -T?IkL)  
PNKT\yd  
Oi0;.< kX  
JY2 F-0t)  
template < typename T > j''Iai_  
class assignment ? iX=2-  
  { /;rN/ot2o  
T value; \ V>%yl{8  
public :  YBD{l  
assignment( const T & v) : value(v) {} AD\<}/3U  
template < typename T2 > L:M9|/  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } .A\\v6@  
} ; xp&!Cl>C3\  
@?m8/t9 .  
mr!I}I7x&x  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 DQ\&5ytP  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment yj~"C$s  
E aD@clJS  
=%\6}xPEl<  
EKPTDKut  
  class holder ;J(,F:N  
  { rcZ SC3  
public : eeU$uR  
template < typename T > @MB _gt)7?  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const _vdxxhJ=P3  
  { ik *)j  
  return assignment < T > (t); n^\;*1%$c@  
} Qcy`O m^2  
} ; 38rZ`O*D  
5|CiwQg|,p  
3\n{,Q  
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: 1fFb 7n~3  
=&pN8PEn\  
  static holder _1; &fW=5'  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 yCIgxPv|7  
<j\;>3Q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .4<U*Xkt  
而不用手动写一个函数对象。 WrNgV@P  
5%+}rSn7  
1=Zw=ufqV  
aT!9W'uY  
四. 问题分析 ?=!XhU .  
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。 .w_`d'}  
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。 RQCQGa^cP  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 V;-.38py  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Ue#yDTjc  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 =Rx?6%  
J,G9m4Z7  
五. 问题1:一致性 {7Avba  
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?| P! Ed  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 /iy*3P,`  
c^Jgr(Ow  
struct holder `4.sy +2  
  { Ig3(|{R  
  // g]<Z]R`  
  template < typename T > OgN1{vRFx  
T &   operator ()( const T & r) const L4pjh&+8  
  { +;*(a3Gp  
  return (T & )r; 18"VB50b}  
} 2nU NI U  
} ; D}/=\J/  
Hu9R.[u  
这样的话assignment也必须相应改动: lF8 dRIav  
o,Zng4NY  
template < typename Left, typename Right > i!W8Q$V  
class assignment S@xsAib0J  
  { pLQSG}N  
Left l; )L<?g !j~  
Right r; Z4AAg  
public : //M4Sq(  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :aq>  
template < typename T2 > 2^ bpH%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } pR6A#DgB  
} ; '}+X,Usm  
LAY)">*49H  
同时,holder的operator=也需要改动: Q^Z<RA(C  
?>.g;3E$  
template < typename T > 9LEilmPs  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const id tQXwa  
  { te*Y]-&I|/  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <,pLW~2-"  
} C6'*/wq  
8gtCY~m  
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。 3.<6;?  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G#n^@kc*,  
Sd\IGy{a  
return l(rhs) = r; \8*,&ak%  
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。 ,AbKxT f2  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :@>br+S  
D d# SUQ  
template < typename Tp > JXY!c\,  
class constant_t `H2F0{\og  
  { CoUd16*"JM  
  const Tp t; (Cl`+ V  
public : `,-hG  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} " T a9  
template < typename T >  LbV]JP  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const %V%#y $l  
  { c,+(FQ9  
  return t; F%.9f Uo  
} v!#`W  
} ; B!r48<p  
pl#o!j(i  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ^wO_b'@v  
下面就可以修改holder的operator=了 UJz4>JF  
Wl !!5\  
template < typename T > QFNz9c  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^?6 W<  
  { {rb-DB-/5M  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); <Id1:  
} F/h:&B:;  
XJJ[F|k~  
同时也要修改assignment的operator() V"7<[u]K|  
< R|)5/9  
template < typename T2 > 7z g)h  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } iVq#aXN  
现在代码看起来就很一致了。 {wp Mg  
V8nz-DL{  
六. 问题2:链式操作 /+4^.Q*  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !k:zLjtp  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 @vdc)vN[ /  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。  UL)"  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 8)W?la8'p  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^/%o%J&Hz  
17 i<4f#  
template < typename T > %;<k(5bhGJ  
struct result_1 w%8ooQ|C  
  { Krp <bK6  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Zr.\`mG4f  
} ; )l!J$X+R  
h{W$ fZc<  
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: Y|m_qB^_  
qD(fYOX{C  
template < typename T > bIb6yVnHi  
struct   ref u+mjguIv  
  { Q$?7)yyu+  
typedef T & reference; 7cUR.PI#Q  
} ; %UUp=I  
template < typename T > Ok}{jwJ%W;  
struct   ref < T &> o\@ A2r3  
  { agU%z:M{  
typedef T & reference; N"YK@)*Q  
} ; n&0mz1rw  
$ ] W[y=  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: hF{x')(#l  
lruF96C/Y  
template < typename T > {k_ PMl0G  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Vq3]7l  
  { Gg=aK~q6  
  return l(t) = r(t); KFTf~!|  
} _[}G(<  
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。 $PatHY@h  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 'w`SBYQ5  
~t{D5#LVHa  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 9{)Z5%Kz  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: c$,c`H(~  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 6\,DnO   
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 6[+\CS7Lt  
最后的布局是: <CZI7]PM7  
                Add 5T$}Oy1  
              /   \ saGRP}7?  
            Divide   5 -TzI>Fz  
            /   \ hsTFAfa'  
          _1     3 }mKGuCoH>  
似乎一切都解决了?不。 hFsA_x+L;  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 jzl?e[qPA  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 aUypt(dv  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: .mvB99P{<  
{E3xI2  
template < typename Right > Ne &Xf  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const o,?!"*EP  
Right & rt) const =7 Jy  
  { pT("2:)x  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); V*6l6-y~Ih  
} v2/yw,  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 gHQPhe#n  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 42b.7E  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 m0=cMVCA!  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 rQ`\JE&`  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 DNm(:%)0  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? u iBl#J Q  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: OD  
vC{ h2A  
template < class Action > \ V[;t-  
class picker : public Action t2=a(N-/,  
  { p//T7r s  
public : nGq]$h  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Ef2Y l  
  // all the operator overloaded y]yine  
} ; jMN)?6$=  
u|(Ux~O  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 4^0d)+Ff  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: w+t#Yb\7  
7V~ "x&Eu  
template < typename Right > n 11LxGwk  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 8h*t55  
  { E)C.eW /  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~'NX~<m  
} yOX&cZ[  
%9t{Z1$  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > x1t{SQ-C  
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。 v2Dt3$@H6  
uzHT.iBn  
template < typename T >   struct picker_maker ?TIV2m^?  
  { w?kGi>7E  
typedef picker < constant_t < T >   > result; [dl+:P:zc  
} ; Ee{`Y0  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > i~9?:plS  
  { }P#Vsqe V  
typedef picker < T > result; J4YT)-  
} ; *R5`.j =  
5,S,\O9>X  
下面总的结构就有了: r)gCTV(kb  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 hdo&\Q2D8  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 uc'p]WhQ  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Z+NF(d  
至此链式操作完美实现。 #X#8ynt  
T |37#*c  
(jMtN?&0H-  
七. 问题3 -M6L.gi)oJ  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 tC^ 1}  
'9'l=Sh  
template < typename T1, typename T2 > gXLCRn!iR  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @zo7.'7P   
  { G;/Q>V  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); YnSbw3U.I  
} 5QAdcEcN@O  
0Y7$d`  
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: B1E$v(P3M  
NeHx2m+  
template < typename T1, typename T2 > BYS lKTh  
struct result_2 P^"R4T  
  { E(_ KN[}S  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; K]X` sH:  
} ; q%>7L<r  
ba8 6 N  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ,I ZqLA  
这个差事就留给了holder自己。 .hKhrcQp  
    a.?v*U@z@#  
(qUK7$  
template < int Order > F$i$a b  
class holder; R<|ejw  
template <> {&-#s#&  
class holder < 1 > YJd8l>mz  
  { f27)v(EJ  
public : k=?^){[We  
template < typename T > Jn=42Q:>  
  struct result_1 mwIk^Sz]@  
  { T tPr)F|  
  typedef T & result; #: #Dz.$L  
} ; Tp?-* K  
template < typename T1, typename T2 > kae2 73"  
  struct result_2 ?mMW*ico  
  { :s"2Da3B  
  typedef T1 & result; wZ jlHe  
} ; fp{G|.SA  
template < typename T > 8.yCA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const za T_d/?J  
  { 1fY>>*oP  
  return (T & )r; ><=rIhG%H@  
} }z wX  
template < typename T1, typename T2 > Q/py qe G  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const qEQAn/&  
  { b,Ke>.m  
  return (T1 & )r1; Nt~x&s  
}  MGQ,\55"  
} ; +< yhcSSTB  
Wwhgo.Wx  
template <> G6V/SaD  
class holder < 2 > lm$;:Roj*  
  { P`EgA  
public : 0 _A23.Y  
template < typename T > - IU4#s  
  struct result_1 s)k y/ce  
  { )t%h[0{{  
  typedef T & result; RDJ+QOVKg  
} ; oxfF`L"  
template < typename T1, typename T2 > &tj0M.-  
  struct result_2 Ux}W&K/?'  
  { |gv{z"  
  typedef T2 & result; Efx=T$%^&  
} ; 90fs:.  
template < typename T > WL U}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const PO o%^'(  
  { r P'AJDuq  
  return (T & )r; O9^T3~x[V  
} "Zcu[2,  
template < typename T1, typename T2 > tuLH}tkNY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const u1^\MVO8  
  { ]JdJe6`Mc  
  return (T2 & )r2; ,?(ciO)  
} rslvsS:  
} ; jXp. qK\"  
c<4F4k7  
 ?Vc0)  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 VI_+v[Hk/  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: CxDcY  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: a9l8{ 3  
8z}^jTM  
return l(i, j) = r(i, j); G;s"h%Xw98  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~}Z'0W)Q`z  
%(<(Y  
  return ( int & )i; aGK@)&h$  
  return ( int & )j; \uM? S  
最后执行i = j; fu R2S70d  
可见,参数被正确的选择了。 I]R9HGJNlJ  
((<`zx  
()\jCNLT  
9I .^LZ"  
yMxTfR  
八. 中期总结 B!;+_%P76  
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: -V5w]F'  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 68e[:wf  
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^?Q%h  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor YQd:M%$  
wL3,g2-L  
$a(`ve|  
1~\M!SQ)  
|m;L?)F<  
ER^QV(IvP8  
九. 简化 >o/95xk2  
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。 pRi<cO  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 zN!j%T.e  
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: "=A>}q@;H  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 D4Etl5k  
  +-*/&|^等 (=c1  
2. 返回引用。 h@1!T  
  =,各种复合赋值等 <)U4Xz?  
3. 返回固定类型。 5 1dSFr<#  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) `1+F,&e  
4. 原样返回。 S3Y2O x  
  operator, P@0Y./Ds  
5. 返回解引用的类型。 |"]PCb)!  
  operator*(单目) I=Ij dwbH  
6. 返回地址。  tR)H~l7q  
  operator&(单目) FTf<c0  
7. 下表访问返回类型。 P^)q=A8Z#  
  operator[] jc:s` 4  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \/5RL@X}  
  operator<<和operator>> |+}G|hx@9  
+L%IG  
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。 Hd &{d+B  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: C6  "  
,6,]#R :J  
template < typename Left > m3.sVI0I  
struct value_return (sTuG}  
  { t ls60h  
template < typename T > 1m@^E:w  
  struct result_1 9 OT,TpA  
  { N#ioJ^}n:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; X+82[Y,mB.  
} ; :iUF7P1I  
k'3Wt*i  
template < typename T1, typename T2 > s'\$t  
  struct result_2 (gXN%rsY  
  { Vba.uKNjk  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; (zcLx;N  
} ; M(Zc^P}N  
} ; I#rubAl  
$}o b,i^W  
tTanW2C  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 'LSz f/w  
ytAWOt}`  
下面我们来剥离functor中的operator() \6!W05[ Q  
首先operator里面的代码全是下面的形式: A1i!F?X  
*>[3I}mM  
return l(t) op r(t) ]! *[Q\  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) wvby?MhPY  
return op l(t) z rfUQO  
return op l(t1, t2) O7G"sT1Dv  
return l(t) op kcuzB+  
return l(t1, t2) op =E*Gb[r_7  
return l(t)[r(t)] BS 1Ap  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~bK9R 0|<  
p&b5% 4P  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: PnYBy| yl  
单目: return f(l(t), r(t)); </`yd2>  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7'lZg<z{~j  
双目: return f(l(t)); 2kh"8oQ  
return f(l(t1, t2)); m#7*:i&@Y  
下面就是f的实现,以operator/为例 }6u2*(TmD  
8|^CK|m6*  
struct meta_divide {*m?Kc7k  
  { SPkn 3D6  
template < typename T1, typename T2 > ipE ]}0q  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) <wd]D@l7r  
  { +9;2xya2  
  return t1 / t2; fS&6  
} X[yNFW}S2W  
} ; 6<76H  
~NcQ1.  
这个工作可以让宏来做: @.C{OSH E  
r' Z3  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ /RnTQ4   
template < typename T1, typename T2 > \ X6e/g{S)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; }hpm O-  
以后可以直接用 yV_wDeAz  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) A!i q->+  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 kFLB> j97  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) GX{XdJD  
IH *s8tPc  
@R|'X  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 |I;$M;'r&  
J @IS\9O  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qQ]]~F  
class unary_op : public Rettype ]; $] G-  
  { 5*g]qJF  
    Left l; q8P.,%   
public : 0MF}^"R  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} c]k*}W3T  
{-/^QX]6  
template < typename T >  AnBJ(h  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G\d$x4CVGc  
      { iUk-'   
      return FuncType::execute(l(t)); _i0kc,*C\  
    } _l`e#XbG  
X;F8_+Np  
    template < typename T1, typename T2 > I^\&y(LJF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *XOJnyC_H  
      { &EGqgNl  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); q'[}9e`Q  
    } w*9br SK  
} ; |OO in]5  
WiL2  
lCd@jB{  
同样还可以申明一个binary_op KL,/2 (  
_*M42<wcO  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pmvT$;7I  
class binary_op : public Rettype HvwYm.$zE  
  { !%(h2]MQ  
    Left l; Fh|#u:n  
Right r; SymwAS+  
public : R7 jmv n  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >r@.F%  
K BE Ax3  
template < typename T > B;6]NCx D  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9LnN$e  
      { X!hIwiA,t  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); k*rZ*sSp  
    } `>(W"^  
]va>ex$d  
    template < typename T1, typename T2 > 8LkP)]4^sO  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IA zZ1#/3  
      { +gd2|`#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); NH<gU_s8{9  
    } ./vZe_o)j$  
} ; AFvgbn8Qh  
,QIF &  
RprKm'b8x`  
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 2zSG&",2D  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 o Pci66  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) QS.>0i/7l  
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。 R:-JkV>e:  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! asiov[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。。。 6d[_G$'nk  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :#E*Y8-  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) @:0ddb71  
下面是修改过的unary_op @!N-RQ&A  
_ZB\L^j)  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Gl %3XdU  
class unary_op TcTM]ixr  
  { 9h90huyKF  
Left l; #m{{a]zm^  
  8M*PML4r  
public : rPNb\Ri  
^efb 5  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} O%~jop7# 6  
`vG,}Pt]  
template < typename T > d,vNem-Z*L  
  struct result_1 h}_~y'^!  
  { ?<&O0'Q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  kqYa*| l  
} ; c !ZM  
yq-=],h  
template < typename T1, typename T2 > 5RH2"*8T  
  struct result_2 k#Of]mXXz  
  { ,Y?sfp  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; % }|cb7l  
} ; yH 9!GS#  
|s#'dS;  
template < typename T1, typename T2 > ZoB*0H-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @$"J|s3M  
  { .o1^Oh  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); B&+`)E{KB  
} Yb i%od&  
u cwnA  
template < typename T > ev0oO+u  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w@-PqsF  
  { W6T|iZoV"r  
  return OpClass::execute(lt(t)); "vYE+   
} @l1  
+x? #DH-  
} ; =(a1+. O  
aV o;~h~  
h eaRX4  
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 o@]So(9f  
好啦,现在才真正完美了。 o*x*jn:hm  
现在在picker里面就可以这么添加了: ^,F;M`[  
6$a$K,dZ  
template < typename Right > $WYbm}j  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const I$NhXZ)KT  
  { ^_t%kmL`  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); )VCzn~uf  
} P1b'%  
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。 pL1Q7&&c0  
6iEhsL&K  
h mx= 35  
9][(Iu]h7  
qmTb-~  
十. bind '\~$dtI$  
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。 F/m^?{==~*  
先来分析一下一段例子 -LDCBc"  
*#%9Rp2|  
PkE5|d*,  
int foo( int x, int y) { return x - y;} SvN9aD1  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 {U 'd}Q  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 4Wy <?O2  
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。 A7! g  
我们来写个简单的。 2)#K+O3c  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 8Y0"Cejq  
对于函数对象类的版本: PiV7*F4qI.  
n9pN6,o+  
template < typename Func > E_F5(x SA  
struct functor_trait <R%;~){  
  { 2oa#0`{  
typedef typename Func::result_type result_type; -U<Upn)2  
} ; i |{Dd%4vK  
对于无参数函数的版本: `r5 $LaD  
T5Q{{@Q  
template < typename Ret > 'Y$R~e^Y?  
struct functor_trait < Ret ( * )() > `c/*H29  
  { Y+4o B  
typedef Ret result_type; :Ih|en^w  
} ; y@j,a  
对于单参数函数的版本: ) xbO6V  
^mAYBOE  
template < typename Ret, typename V1 > ]0;864X0  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 2j(h+?N7k  
  { fgNU03jp^x  
typedef Ret result_type; K.G$]H  
} ; =. y*_Ja  
对于双参数函数的版本: pA{ 5V9  
*Nyev]8  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ^qCkt1C-M  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Qr1e@ =B  
  { TI9UXa:V\  
typedef Ret result_type; =fm]Dl9h*  
} ; Ggh.dZI4  
等等。。。 MYBx&]!\  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy yCJFo  
r]W  
template < typename Func > 7nbB^2  
struct func_return kOvDl!^  
  {  tvXW  
template < typename T > #j@71]GI  
  struct result_1 UgWs{y2SE.  
  { Ca%g_B0t  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; AamVms  
} ; oG$)UTzGc  
L lBN-9p  
template < typename T1, typename T2 > liR ?  
  struct result_2 :K\mN/ x  
  { =%zLh<3v  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; `/Nm 2K  
} ; yq+!czlZ  
} ; Z/^  u  
&a/__c/l  
USN8N (  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 "NRDNqj(  
<foCb%$(?  
template < typename Func, typename aPicker > %>gW9}kB  
class binder_1 #W.vX?-'0  
  { y=Mq(c:'UN  
Func fn; b':|uu*/  
aPicker pk; DzQ1%!  
public : Cf B.ZT  
9h/>QLx  
template < typename T > B?$ "\;&  
  struct result_1 nhG J  
  { ExHKw~y9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; IV lf=k  
} ; ) 'j:  
[~:-&  
template < typename T1, typename T2 > SWp1|.=Sm  
  struct result_2 zqDR7+]  
  { ogFKUD*h&>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x{NX8lN  
} ; z} '!eCl  
*m%]zj0bo  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} $+}+zZX5  
 FgL,k  
template < typename T > ~[k%oA%W  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Y!6/[<r$~k  
  { 9 2MTX Osp  
  return fn(pk(t)); (Qgde6  
} p;?*}xa  
template < typename T1, typename T2 > S osj$9E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Og;-B0,A  
  { :S$l"wrh\  
  return fn(pk(t1, t2)); = 07Gy,=i  
} ~x{.jn  
} ; 0J.dG/I%  
K/ &?VIi`z  
`si#aU  
一目了然不是么? I ];M7  
最后实现bind 9+,R`v  
+h2eqNr  
WWT",gio  
template < typename Func, typename aPicker > uS&| "*pR  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Iqs+r?  
  { Q4t(@0e}  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7?OH,^  
}  s95vK7I  
{b]aC  
2个以上参数的bind可以同理实现。 */ G<!W  
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。 }AZc8o-  
9;F bnp'  
十一. phoenix TwyM\9l7  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 'gQidf  
EL3|u64GO  
for_each(v.begin(), v.end(), p2PY@d}}.  
( cNzt%MjP  
do_ *%Qn{x  
[ {%w!@-  
  cout << _1 <<   " , " co _oMc  
] !~_zm*CqbZ  
.while_( -- _1), tgL$"chj@x  
cout << var( " \n " ) dk8wIa"K`  
) `ovtHl3Q  
); [nxE)D  
X &2oPo  
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: i?Ss:v^  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor X\p,%hk \  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 *9ywXm&?  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Ba\6?K  
3p?KU-  
>-E<n8  
template < typename Cond, typename Actor > ,_!6U  
class do_while ~.PP30 '  
  { Es5  
Cond cd; i` A  
Actor act; |L_wX:d`9  
public : uGdp@]z&8Q  
template < typename T > BiE08,nj  
  struct result_1 5>9Y|UU  
  { %}2@rLP  
  typedef int result_type; 4^6.~6a  
} ; 7dihVvL $  
QbhW!9(,  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 66snC{g U  
\EoX8b}$b0  
template < typename T > ^"8G`B$r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A5#y?Aq  
  { ]j>i.5  
  do OEdJc\n_R  
    { ujW1+Oj=~  
  act(t); fpM #XFj  
  } (_* wt]"'  
  while (cd(t)); A`O<6   
  return   0 ; +.[\g|G  
} _9:@Vl]Q@  
} ; xChI ,~i  
lA>\Ko  
j:5%ppIY  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ')+0nPV  
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。 O?bK%P]ay  
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。 m9M FwfZ  
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。 jc_\'Gr+[  
下面就是产生这个functor的类: HOt>}x  
'#\D]5  
K|W^l\Lt  
template < typename Actor > mN0=i(H<  
class do_while_actor b M;`s5d  
  { %;`>`j5  
Actor act; lfk9+)  
public : n)8Yj/5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} D-9\~gvh  
G,&%VQ3P>  
template < typename Cond > iNcZ)m/  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5IVksg  
} ; :lcea6iO  
9T2xU3UyY  
?y},,  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 (k-YI{D3  
最后,是那个do_ jm>3bd  
BpAB5=M0  
B7Ntk MK  
class do_while_invoker 5,+\`!g  
  { )J/HkOj"V  
public : uMXc0fs!$  
template < typename Actor > toa-Wa{  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 8uG0^h}  
  { _3Q8n|  
  return do_while_actor < Actor > (act); Mjpo1dw  
} bggusK<  
} do_; WoL9V"]  
B_3QQ tjAl  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? e xR^/|BR  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 O^{1RV3:,T  
最后来说说怎么处理break和continue t7#lsd`_  
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。 .I?@o8'x  
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