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
  • 7359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 .<|7BHL  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 | Wrf|%p  
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, j HOE%  
Q6cF <L`bW  
V9 pKb X  
v :YW[THre  
  class filler rZ~.tT|(  
  { F1@gYNbI,  
public : PZQb.QAn  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} (aX5VB**  
} ; w*})ZYIUT  
1or4s{bmo  
H1,;Xrm  
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: aF:_1. LC  
<B;l).[6  
r )cG ee  
e1dT~l  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); [Ng#/QXk{  
^G,]("di`  
Y9TaU]7]  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 [T;0vv8  
O)'Bx=S4Ke  
G<C[A  
4Lx#5}P  
二. 战前分析 mis cmD  
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。 /\-qz$  
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 k,xY\r$  
_u^ S[  
05zBB  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); i;1aobG  
  /* --------------------------------------------- */  R1YRqk  
vector < int *> vp( 10 ); :[iWl8  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); `0tzQ>ZQq  
/* --------------------------------------------- */ h Znq\p~  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); hsVf/%  
/* --------------------------------------------- */ `e t0i.  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); t)n!];  
  /* --------------------------------------------- */ a_YE[6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); M@rknq@  
/* --------------------------------------------- */ ZJ9J*5!C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); l@FPTHq  
VRYj&s'@  
n>tYeN)F<  
sXm/+I^  
看了之后,我们可以思考一些问题: uL^Qtmm>M  
1._1, _2是什么? G"bItdb  
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。 'aQ"&GX@  
2._1 = 1是在做什么? NhyVX%qt:  
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。 <im BFw  
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。 yz}Agc4.I  
F:.rb Ei  
(gQ^jmZPG  
三. 动工 >!|Hns  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: wRL=9/5(8  
0/d+26lR  
hL#5:~(  
$UMxO`F  
template < typename T > u@\]r 1  
class assignment GZ# 6}/;b  
  { gaaW:**y  
T value; 0^4uZeW?  
public : LB_y lfg  
assignment( const T & v) : value(v) {} k&4@$;Ap  
template < typename T2 > 'dYjbQ}~;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ,v$gWA!l  
} ; i DV.L  
, ;L  
k=2]@K$%  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 "8wRx Dr+  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment `s (A&=g\  
.'C$w1[w  
XUmL8  
%  (R10G  
  class holder SF2A?L?}+  
  { q1sK:)Hu+  
public : .%7#o  
template < typename T > @.f@N;z  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A0sydUc  
  { $d M: 5y  
  return assignment < T > (t); [vkz<sL"  
} M7 &u_Cn?  
} ; E~5r8gM,0  
F gM<2$h  
_D:#M  
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: Z -`j)3Y  
wkK61a h6  
  static holder _1; 0[@ 9f1Nk4  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 RKsr}-1 8  
$:kG>R@\t  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); PDaHY  
而不用手动写一个函数对象。 eOa:%{Kj  
l/,O9ur-  
U`_(Lq%5W  
U7d%*g  
四. 问题分析 |e@9YDZ  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 @O#4duM4Qz  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 CZ*c["x2  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :1"{0 gm  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 8Czy<}S<G  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 gNJ,Bj Pd  
jA R@?X  
五. 问题1:一致性 hc}d S$=C  
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?| euO!+9p  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Hzs]\%"  
|><hdBQXX<  
struct holder = R|?LOEK+  
  {  *r Y6  
  // (.a:jL$  
  template < typename T > @^oOXc,r$  
T &   operator ()( const T & r) const ^~Nz8PCY  
  { Z,/BPK<e  
  return (T & )r; u1a5Vtel  
} rMIr&T  
} ; n.]K"$230  
2'_xg~  
这样的话assignment也必须相应改动: 57e'a&}e  
uj|{TV>v9  
template < typename Left, typename Right > /%Lj$]S7[4  
class assignment 6%Ap/zvCZ>  
  { Cdl#LVqs  
Left l; %1fH-:c=C0  
Right r; dxbP'2~  
public : YXxaD@  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} hM^#X,7  
template < typename T2 > cUssF%ud]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 9,=3D2x&  
} ; vwDnz /-  
k`Nc<nN8  
同时,holder的operator=也需要改动: l-4T Tg  
PV vNu5k  
template < typename T > =8S*t5  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const %E Jv!u*-  
  { VH7VJ [  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); #y13(u,dN  
} yS0YWqv]6@  
@O9.~6  
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。 N*w/\|  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 kFmd):U!R  
{LfVV5?  
return l(rhs) = r; 4VINu9\V  
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。 _#xS1sD  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @Y+YN;57  
<wUDcF  
template < typename Tp > }N^.4HOS8  
class constant_t h}fz`ti U  
  { ~F?s\kp6  
  const Tp t; K.c6n,'  
public : o %sBU  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} q y73  
template < typename T > 57IAH$n8o  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const YG ,  
  { 3 RG*:9  
  return t; nPh 5(&E  
} w1B!z  
} ; %cMX]U  
?WE#%W7U  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 n[ip'*2L  
下面就可以修改holder的operator=了 <4S Y'-w  
IMLk{y%6  
template < typename T > T!e ]=  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const )$K )`uqb  
  { =?>f[J5  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t));  f.acH]p  
} braHWC'VYg  
OcQ>01Q  
同时也要修改assignment的operator() ei)ljvvmHP  
D+?/MrP  
template < typename T2 > 4eTfb  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } -L@4da[]i  
现在代码看起来就很一致了。 Xdj` $/RI  
NfizX!w&  
六. 问题2:链式操作 )*@n G$i99  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3wK{?  
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。 }}y$T(:l  
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。 >aXyi3B  
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。 r'xZF~}k"~  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct QP f*!E  
P3X;&iT  
template < typename T > '<_nL8A^  
struct result_1 % LeG.~?  
  { $,$bZV  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; gV@FT|j!i  
} ; - &u]B$  
Jm&7&si7  
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: Qa@b-v'by  
Iko1%GJ1Z  
template < typename T > U_ n1QU  
struct   ref =W'a6)WE  
  { %PozxF:  
typedef T & reference; vI3L <[W  
} ; i"mN0%   
template < typename T > i[1K~yXq:  
struct   ref < T &> QcJ?1GwA"  
  { 0nUcUdIf+  
typedef T & reference; F#_JcEE  
} ; NrH2U Jm  
o1<Y#db[  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 1!_$HA  
P{j2'gg3  
template < typename T > g&eIfm  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const i]&C=X  
  { `|?K4<5|  
  return l(t) = r(t); )90Q  
} 3)\jUVuj  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 U;QTA8|!&  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 9IJBK  
A+P9M \u.  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 \6o%gpUkD  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: pw|f4c7AH  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =@(&xfTC  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 J%ng8v5ex  
最后的布局是: "D#+:ix8G|  
                Add ;NNYJqWd^]  
              /   \ 2F* spu  
            Divide   5 rTTde^^_  
            /   \ Q@]~O-  
          _1     3 6.%M:j0 0E  
似乎一切都解决了?不。 Xg+Eeg#  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 kI7c22OJ  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 kT6h}d^/^  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: jb;!"HC  
`-@8IZ7  
template < typename Right > -PXRd)~  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {*utke]}*  
Right & rt) const dr3j<D-Q  
  { x(oL\I_Z  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); to9~l"n.s  
} !p$HS0c  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 y4sKe:@2  
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。 }-YM>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。 UrtA]pc3L  
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。 \fC)]QZ  
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。 ptJ58U$Bb  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? sa8JN.B  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Y%<y`]I  
eS(hLXE!7  
template < class Action > < 12ia"}  
class picker : public Action ?VCdT`6=  
  { zT$-%  
public : 4lrF{S8  
picker( const Action & act) : Action(act) {} {"{kWbXZ  
  // all the operator overloaded matW>D;J  
} ; h-r\ 1{Q1]  
r{NCI  
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。 - Q3jK)1  
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: >s0A.7,5  
+xoh=m  
template < typename Right > a)L\+$@*  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 581Jp'cje  
  { G<1)N T\u  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); r~f*aD  
} /QuuBtp  
&CP0T:h  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > NTq#'O) f  
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。 q!UN<+k\h  
=NJ:%kvF  
template < typename T >   struct picker_maker =VA5!-6<Uq  
  { rl:6N*kK  
typedef picker < constant_t < T >   > result; $D;/b+a  
} ; ]QM{aSvXA  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Iv,Ub_Ll9  
  { N RB>X  
typedef picker < T > result; LPuc&8lGWf  
} ; HJ5 Ktt  
KDTG9KC  
下面总的结构就有了: * AsILK0  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ~|y$^qy?U  
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|R' wi\  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 [[vu#'bc  
至此链式操作完美实现。 &Bn> YFu  
+ t%[$"$  
kT7x !7C  
七. 问题3 [\i0@  
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。 @:2<cn`  
op!ft/Yyb  
template < typename T1, typename T2 > *=yUs'brB  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F7o#KN*.]  
  { 1#nR$  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]IF QD  
} \/qo2'V j`  
vI84= n  
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: W~" 'a9H/  
gteG*pi  
template < typename T1, typename T2 > ajr);xd  
struct result_2 ;i;2cq  
  { ucP"<,a  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; <H; z4  
} ; b\{34z,  
=`&7pYd,  
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? :A,g:B  
这个差事就留给了holder自己。 [nSlkl   
    mZ%"""X\Ei  
f{i~hVF  
template < int Order > 2Ra}&ie  
class holder; R=7,F6.  
template <> Re[x$rw  
class holder < 1 > )Bz2-|\  
  { d17RJW%A  
public : [quT&E  
template < typename T > ! .q,m>?+  
  struct result_1 Q4;%[7LU  
  { T O]wD^`  
  typedef T & result; OV~]-5gau  
} ; ^ <$$h  
template < typename T1, typename T2 > s (2/]f$  
  struct result_2 \OzPDN  
  { ,0pCc<  
  typedef T1 & result;  }q$6^y  
} ; OuZPgN  
template < typename T > \]:}lVtxS  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const hXAgT!ZD  
  { "d5nVO/  
  return (T & )r; d:<</ah  
} rd )_*{  
template < typename T1, typename T2 > G5l?c@o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const uGoySt&;(  
  { !^Ly#$-X  
  return (T1 & )r1; 6@rebe!&=  
} V/t/uNm  
} ; y^u9Ttf{  
`] fud{  
template <> qj.>4d  
class holder < 2 > Wx8oTN  
  { Z&Qz"V>$  
public : 9Z[EzKd<~'  
template < typename T > Y^Y1re+}  
  struct result_1 w'r?)WW$  
  { -J6G=+ s/  
  typedef T & result; K|Cb6''  
} ; `SfBT1#5G  
template < typename T1, typename T2 > ;h"St0   
  struct result_2 B=<Z@u  
  { hf`5NcnP  
  typedef T2 & result; VG=mA4Dd  
} ;  /N8>>g  
template < typename T > .#OD=wkN0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2 -C*RHRx  
  { I$y6N"|  
  return (T & )r; w7d<Ky_C  
} o9XT_!Cwg  
template < typename T1, typename T2 > ! ^ DQX=1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const id?B<OM  
  { h>a/3a$g  
  return (T2 & )r2; ~+)sL1lx  
} + g*s%^(E  
} ; <Pnz$nH:e  
Sb|9U8h  
>WZ_) `R  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 6OPYq*|  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [Yyb)Qf  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: vVy X[ZZ  
p"dK,A5#)  
return l(i, j) = r(i, j); x|=]Xxco  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) J1\H^gyW)  
uD0<|At/  
  return ( int & )i; i]{-KZC  
  return ( int & )j; >qL-a*w:a  
最后执行i = j; =>m x>R`S  
可见,参数被正确的选择了。 ~Qm<w3oy  
'V`Hp$r  
e h6\y7 9g  
+ e3{J_  
n85d g  
八. 中期总结 JFOXrRR=d  
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: 2FxrjA  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 -}G>{5.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。 Vb++K0CK  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor +FBUB  
5*hA6Ex7  
(/[wM>q:r  
1"fbQ^4`  
T!YfCw.HZ  
ls,;ozU  
九. 简化 V"u .u  
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。 ,3,(/%=k  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 7i##g,  
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: LD gGVl  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Oh'C [  
  +-*/&|^等 6V&HlJH  
2. 返回引用。 c?t,,\o(}  
  =,各种复合赋值等 x!`~+f.6  
3. 返回固定类型。 mM;5UPbZ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) L3J .Oh  
4. 原样返回。 r"hogmFD;  
  operator, 9NEL[J|  
5. 返回解引用的类型。 iebnQf  
  operator*(单目) A>B_~=  
6. 返回地址。 9k*1_  
  operator&(单目) 2S@aG%-)  
7. 下表访问返回类型。 grZ?F~P8  
  operator[] I=c}6  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 !)//b]  
  operator<<和operator>> g&?RQ  
"V>p  
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。 J5#shs[M:  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 7f_tH_(  
Z` zyE P A  
template < typename Left > 2 e9lk$  
struct value_return ,@Aeo9}  
  { d#cEAy  
template < typename T > 5`A^"}0  
  struct result_1 5-B %08T  
  { %<yH6h*u  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; }HLV'^"k  
} ; )Q5ja}-{V  
| HfN<4NL  
template < typename T1, typename T2 > eZv G  
  struct result_2 uD8,E!\  
  { oeA}b-Ct0  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Jf3xK"in  
} ; <c_'(   
} ; SUaXm#9  
A[8vD</}_  
i}e4P>ADD  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait sA:k8aj  
`Qxdb1>mjY  
下面我们来剥离functor中的operator() .?dYY;P  
首先operator里面的代码全是下面的形式: vcz?;lg  
0UN65JBuD  
return l(t) op r(t) %(d0`9  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) +et)!2N  
return op l(t) f~Ve7   
return op l(t1, t2) i7|sVz=  
return l(t) op >,A&(\rO  
return l(t1, t2) op e;r?g67  
return l(t)[r(t)] (>M@Ukam:  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] sV$Zf `X)  
lCxPR'C|  
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: 4VI'd|Ed  
单目: return f(l(t), r(t)); *'\ xlsp#  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =2R0 g2n  
双目: return f(l(t)); P+(q38f[  
return f(l(t1, t2)); g"|/^G_6S  
下面就是f的实现,以operator/为例 N}X7g0>hV  
%WO4uOi:@  
struct meta_divide #4wia%}u  
  {  r NT>{  
template < typename T1, typename T2 > a8v9j3.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) f6U i~  
  { a F5=k: k  
  return t1 / t2; N*6lyFcg  
} Y:KIaYkk  
} ; %C =?Xhnv  
/PTk296@  
这个工作可以让宏来做: . yN.  
Xb\de_8!  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ [l:}#5\]4  
template < typename T1, typename T2 > \ n"|1A..^  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; vfpK|=[7o  
以后可以直接用 y8/+kn +  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) g>;u} +lO  
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 w)Wg 8  
(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。。。) i_ z4;%#?  
2e*"<>aeq  
oQ/ Dg+Xp  
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 7CV}QV}G  
S0jYk (  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > qN@0k>11?  
class unary_op : public Rettype g$9EI\a  
  { 1azj%WY  
    Left l; Gcp!"y=i  
public : "D[/o8Hk  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} /A"UV\H`f  
bd[%=5  
template < typename T > uj^l&"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const df@G+v0_1  
      { atYe$Db  
      return FuncType::execute(l(t)); U "kD)\  
    } 'l&bg8K9  
/;9iDjG  
    template < typename T1, typename T2 > h-6zQs   
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]^BgSC  
      { &N|`Q (QXS  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); !r %u@[(  
    } G{4lgkyy  
} ; ,); -v4$  
F_z1ey`t  
*di}rQHm  
同样还可以申明一个binary_op CI+@G XY  
-YJ4-]Z  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > b1Fd]4H3P  
class binary_op : public Rettype y6`zdB  
  { Z?j4WJy-[  
    Left l; &p_V<\(%  
Right r; ,;k`N`#'  
public : ![3l K  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %mr6p}E|  
84jA)  
template < typename T > .u\xA7X  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q@5v> `  
      { i2 7KuPjC  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); /@feY?glc  
    } 5rlZ'>I.  
s8|F e_  
    template < typename T1, typename T2 > M~LYq  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  j*#k%;c  
      { cd:VFjT  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ObEp0-^?  
    } WR5W0!'Tf  
} ; }/g1s71  
y vo4 .u  
Xot2L{EIUE  
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 +~f5dJyk`  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 7 ?a!x$-U(  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) E)]RQ~jY?  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 >@uFye$  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! B0$.oavC  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 k.Q4oyei  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 6y   
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) a n,$Z,G#K  
下面是修改过的unary_op _&}z+(Ug  
<nbc RO.  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Dx>~^ ^<  
class unary_op *28:|blbL  
  { [E6ZmMB&  
Left l; UMj8<Lq)j  
  o6c>sh  
public : &7Lg) PG  
BZ}_  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} &.)ST0b4  
z%~rQa./$  
template < typename T > \oy8)o/Gb  
  struct result_1 l$J2|\M6  
  { 9f_Qs4  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; *4?%Y8;bF6  
} ; -,^Z5N#\|  
$@@@</VbP  
template < typename T1, typename T2 > -cL wjI  
  struct result_2 L2{b~`UvP  
  { r9!,cs  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; <) VNEy'  
} ; vCsJnKqK  
6<m9guv  
template < typename T1, typename T2 > 08F~6e6a8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I6RF;m:Jw  
  { tde&w=ec  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); F%`O$uXA  
} TDZ p1zpXb  
DA9f\q   
template < typename T > #s3R4@{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JYO("f  
  { :BpXi|n;  
  return OpClass::execute(lt(t)); }E&48$0h  
} MVOWJaT(Aq  
-i*]Sgese  
} ; /j;HM[  
MoMxKmI  
WI\jm&H r  
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 7Kn}KO!Y8  
好啦,现在才真正完美了。 uE-|]QQo  
现在在picker里面就可以这么添加了: ">x"BP  
JE ''Th}  
template < typename Right > E4qQ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const b3l~wp6>  
  { 8;5@5Au  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); `C>De4nT@  
} ]y~"M  
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。 H.#zbKj  
CQ/ps,~M  
%{ +>\0x  
G}#p4 \/  
pv@w 8*  
十. bind C1po]Ott*  
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。 [J +5  
先来分析一下一段例子 ;>r E+k%_  
z\c$$+t  
{q.|UCg[L  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Q 1[E iM3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Ob@HzXH  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 n7(/ml+Q_  
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。 ?#Y1E~N  
我们来写个简单的。 "mB /"  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: wrAcVR  
对于函数对象类的版本: bD<hzOa  
P`OZoI$bV  
template < typename Func > K?eY<L  
struct functor_trait JGQ)/(  
  { ((T6z$:hA  
typedef typename Func::result_type result_type; bEli!N$  
} ; UaXWHCm`  
对于无参数函数的版本: ewVks>lbz  
rL|9Xru  
template < typename Ret > .9@y*_ 9  
struct functor_trait < Ret ( * )() > wH]Y1 m  
  { 6@-O#,]J  
typedef Ret result_type; LZ z]4Mf  
} ; `P?!2\/  
对于单参数函数的版本: R/Te ;z  
k]~|!`  
template < typename Ret, typename V1 > 37 d-!  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > + ;_0:+//  
  { A0 $ds  
typedef Ret result_type; xew s~74L  
} ; > 8%O;3-m#  
对于双参数函数的版本: |G(I,EPag  
"J>8ZUP  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > OpLUmn  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ,nSapmg  
  { yt#~n _  
typedef Ret result_type; tG*HUN?*  
} ; bj7r"_  
等等。。。 1R"Z+tNB  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy (\H^ KEy  
 wkKSL  
template < typename Func > 51Q~/  
struct func_return vBYk"a6SD  
  { #BwOWra  
template < typename T > )uC5  
  struct result_1 1-~sj)*k  
  { \ k &ZA  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !XQ)>T^G5  
} ; *&tv(+P  
T4h&ly5 f  
template < typename T1, typename T2 > oD=+  
  struct result_2 F5%IsAH  
  { AYv7- !Yk  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ypwn@?xeP  
} ; 5E0dX3-  
} ; `qhZZ{s)1U  
pReSvF}}C  
M"5S  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 !NTt' 4/F{  
PE<(eIr  
template < typename Func, typename aPicker > ?<U">8cP  
class binder_1 /-&2>4I  
  { ="P&!lu  
Func fn; 5 #Et.P'  
aPicker pk; {~EPP .  
public : 8SoTABHV  
Zb$P`~(%  
template < typename T > `!y/$7p  
  struct result_1 f[-$##S.~  
  { 2q ~y\fe  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; V11 XI<V  
} ; Eg4_kp0Lq  
{ZKXT8'  
template < typename T1, typename T2 > c|Fu6LF a  
  struct result_2 ? u~?:a@K  
  { @P/6NMjZ^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; lS/l iI'Y  
} ; ;TulRx]EA  
0N):8`dY  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} s3y"y_u  
S@cKo&^  
template < typename T > -;iCe7|Twf  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]K|td)1X  
  { :(#5%6F  
  return fn(pk(t)); B}^l'p_u  
} Z4369  
template < typename T1, typename T2 > 2X6L'!=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4D sHUc6  
  { Y'76!Y  
  return fn(pk(t1, t2)); `_!R;f  
} U &RZx&W  
} ; J }|6m9k!  
i=jY l  
@.} @K  
一目了然不是么? m.Ki4NUm  
最后实现bind lQ#='Jqfp  
!7Nz_d~n  
W|\$}@>  
template < typename Func, typename aPicker > \nU_UH  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) a LJ d1Q  
  { Ww=b{lUD  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); <jG[ z69)  
} ["sm7yQ  
CvRO'  
2个以上参数的bind可以同理实现。 q``:[Sz  
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 DU  
>J/8lS{#  
十一. phoenix ]|_+lik#  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 0A')zKik  
dgT(]H  
for_each(v.begin(), v.end(), E <\\/Q%w  
( <aQ5chf7  
do_ O3tw@ &k  
[ id [caP=`  
  cout << _1 <<   " , " '3fN2[(  
] UdcrX`^.  
.while_( -- _1), gl 27&'?E*  
cout << var( " \n " ) -l ?\hmDl  
) $8`"  
); SE6c3  
7KN+ @6!x  
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: mX[J15  
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 {_UOS8j7  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 e*M-y C  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,O_iSohS  
1 Q*AQYVY  
JC iB;!y  
template < typename Cond, typename Actor > iH8V]%  
class do_while MzE1he1  
  { t]E@AJO K  
Cond cd; 009Q#[A  
Actor act; 3EH7H W  
public : RO[6PlrRN  
template < typename T > A=r8_.@2@  
  struct result_1 lr]C'dD  
  { #wp~lW9!s9  
  typedef int result_type; 4@QR2K|  
} ; <[?ZpG  
f([d/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} vF)eo"_s*  
avW33owb@  
template < typename T > {xf00/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q^):tO]!Ma  
  { MH|R@g  
  do * 'Bu-1{  
    { i&j]FX6q  
  act(t); q^h/64F  
  } 7G%:ckg  
  while (cd(t)); [DvQk?,t  
  return   0 ; o8~<t]Ejw  
} 9ePom'1f1  
} ; v^B2etiX_  
^O,r8K{1n  
fJ&\Z9zY  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). $hy0U_}6  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 O]KQ]zN  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Nka 3H7 `  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 d<[L^s9  
下面就是产生这个functor的类: f$qkb$?]}  
}6gum  
I.it4~]H  
template < typename Actor > L;v.X'f  
class do_while_actor &r2\P6J  
  { U:bnX51D4  
Actor act; )FN$Jlo  
public : E6zPN?\ <  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} F>eo.|'  
gv1y%(`|n(  
template < typename Cond > FM7`q7d  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; gt\kTn."  
} ; 8vQR'<,  
a\&g;n8jA  
w-3Lw<  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 `><E J'h  
最后,是那个do_ &0]5zQ  
vRH2[{KQ9  
QOY{j  
class do_while_invoker ~_ u3_d.  
  { \2CEEs'  
public : Yr[& *>S  
template < typename Actor >  HlEHk'  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const dSe d 6  
  { Mbn;~tY>  
  return do_while_actor < Actor > (act); -q\Rbb5M  
} g.\%jDM  
} do_; ^0-e.@  
{W HK|l   
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? dWdD^>8Ef  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 r1 b"ta  
最后来说说怎么处理break和continue <h~=d("j  
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。 :6]qr86  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八