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
  • 7374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 BKvF,f/g  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 dF1Bo  
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, OQ!mL3f  
3UrqV`x \  
*'exvY~  
-P'>~W,~  
  class filler 39~fP)  
  { ]]d@jj  
public : tQ2*kE  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 8oA6'%.e  
} ; =797;|B H  
 -U*XA  
xZ9y*Gv\=  
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: 5-]%D(y  
{MYlW0)~  
4eIu@ ";!  
6e~+@S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); j&8 ~X2?*  
Oa@X! \  
#NL1N_B  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 zROyG  
DlIfr6F  
Pu axS  
@uH7GW}$g  
二. 战前分析 Y`( I};MO  
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。 dHOz;4_  
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 Ii[rM/sG  
e,1Jxz4QH  
GSpS8wWD }  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K h% x  
  /* --------------------------------------------- */ bk^ :6>{K  
vector < int *> vp( 10 ); aty K^*aX  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); D 3Int0n  
/* --------------------------------------------- */ 1/1P;8F@G  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); aG=Y 6j G  
/* --------------------------------------------- */ VQo7 se1P  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); V?Nl%M[b  
  /* --------------------------------------------- */ @d4zSG/s5w  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ao7|8[  
/* --------------------------------------------- */ oMMU5sm  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); m41n5T`  
""WZpaw  
AvV.faa  
dYr#  
看了之后,我们可以思考一些问题: lfI[r|  
1._1, _2是什么? "_q5\]z\O  
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。 *O 0*  
2._1 = 1是在做什么? )k7`!@ID  
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。 yUH8  
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。 KrbNo$0%  
y?5*K  
r0S7e3xb  
三. 动工 @H{$,\\  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ]L_HnmD6  
K"=v| a.  
d[S C1J  
,][+:fvS  
template < typename T > GXHk{G@TS  
class assignment &Rn/ c}[{  
  { I [e7Up  
T value; MGmtA(  
public : c~C :"g.y  
assignment( const T & v) : value(v) {} vDBnWA  
template < typename T2 > ~CM{?{z;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ff:&MsA|,  
} ; 8{d`N|k  
T-5T`awf  
>StvP=our  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 wkd591d*  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Fg,[=CqB[  
5<#H=A~(  
?W(wtp,o  
wh~~g qi9  
  class holder m?M(79u[  
  { |]m&LC  
public : ( bBetX  
template < typename T > \XB71DUF  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const FG8bP  
  { Bj]0Cz  
  return assignment < T > (t); ~ Q]B}qdm  
} M#|TQa N  
} ; @pG\5Jnf  
\8t g7Sdq  
qC3 rHT]  
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: -<s?`Rnk  
T`WFY  
  static holder _1; pH"LZ7)DI0  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qKSM*k~  
r!x^P=f,MJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @Qx;J<{+g  
而不用手动写一个函数对象。 %b!p{p  
 F_I! +  
?29 KvT;#]  
(p2\H>pTr  
四. 问题分析 awC&xVf  
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。 RcHyePuF)R  
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。 PGw"\-F  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 WV&BZ:H  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 H-rf?R2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *2>%>qu  
Stp??  
五. 问题1:一致性 o#+!H!C.O  
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?| iT|+<h  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 -)$)<k  
M>v M@j  
struct holder NGxii$F  
  { h1Q7(8=Eg  
  // 9#3+k/A  
  template < typename T > ^SjGNg^ 7D  
T &   operator ()( const T & r) const JdV!m`XpXy  
  { z2 dM*NMK  
  return (T & )r; pCC0:  
} YTGup]d  
} ; cAiIbh>c  
>c1mwZS ;  
这样的话assignment也必须相应改动: 6l>G>)  
4wBCs0NIm  
template < typename Left, typename Right > `9wz:s QtP  
class assignment MWB uMF  
  { }$UuYO/i  
Left l; <4! w2vxG  
Right r; @FbzKHdV/  
public : Az.Y-O<$\  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} \ _i`=dx  
template < typename T2 > (JM4W "7'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 6dinC <[}  
} ; E?FPxs  
F-=er e  
同时,holder的operator=也需要改动: -|3U0: 'm  
^iI^)  
template < typename T > Aa1 |{^$:L  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const x/4lD}Pw]  
  { %d?%^) u,  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); {?j|]j  
} F\]rxl4(L  
;nC+K z:  
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。 o?%x!m>  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 xpS#l"dr  
c/hml4  
return l(rhs) = r; kQH!`-n:T  
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。 .<j8>1  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: I5bi^!i  
-({\eL$n  
template < typename Tp > 95H`-A  
class constant_t $OUa3!U_!  
  { <&x_e-;b'  
  const Tp t; QOP*vH >J  
public : tq*Q|9j7VG  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} HSUr  
template < typename T > qGh rJ6R!  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 2R5]UR S  
  { v)pdm\P  
  return t; ae^xuM?7  
} c{852R  
} ; AOfQqGf  
da-3hM!u+  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 k?";$C}#  
下面就可以修改holder的operator=了 -(59F  
j"NqNv  
template < typename T > fx}R7GN2  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const bqe;) A7  
  { lLg23k{'  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); yV]-![`D  
} 2.NzB7c*CM  
r@!~l1$s`  
同时也要修改assignment的operator() T2Vj &EA@  
F_-yT[i  
template < typename T2 > =-q)I[4#  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Onc!5L  
现在代码看起来就很一致了。 N7M^  
s/T5aJR  
六. 问题2:链式操作 Dnp^yqz*  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 huQ1A0(no  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 pH*L8tT  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 O{dx+f  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 2N]y)S_<V  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Ny~;"n  
TQEZ<B$  
template < typename T > kNjbpCE\!  
struct result_1 }5]NUxQ_  
  { M9N|Ql  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; o?X\,}-s  
} ; @ J"1 !`  
fDRQ(}  
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: 6-JnT_  
x x 'XR'zK  
template < typename T > \fKv+  
struct   ref BPPhVE  
  { 'WOW m$2  
typedef T & reference; 0qTa @y  
} ; lS,Hr3Lz  
template < typename T > w?/,LV  
struct   ref < T &> .58 AXg  
  { $DQ -.WI  
typedef T & reference; Y#Z&$&n  
} ; .6tz ^4  
*&U9npN  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: <W5F~K ;41  
0\mM^+fO  
template < typename T > p1&d@PF&&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ogPfz/ hw  
  { \ 0CGS  
  return l(t) = r(t); J7$=f~$  
} ;m&f 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。 i|=XW6J%  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 *$s)p>  
Z c"]Cv(  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么  q)%C|  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: g\^(>Ouc  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ( {8Q=Gh  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 "W1q}4_  
最后的布局是: &,#VhT![  
                Add &d*9#?9  
              /   \ -Rf|p(SJ,E  
            Divide   5 qD9B[s8  
            /   \ kg-%:;y.  
          _1     3 !k[ zUti  
似乎一切都解决了?不。 `t8e2?GH  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 yRy9*r=  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 In 1.R$O  
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: ~fgv7=(!  
L%BWrmg  
template < typename Right > GY4yZa  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const e;gf??8}  
Right & rt) const P(Lwpa,S  
  { {jv1hKTa  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !"1bV [^  
} rKjQEO$yi  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;DGWUK.U[H  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 !Q?4sAB  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 hR?rZUl2M  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 <fyv^e  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 7'<4'BGzl]  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? [s2%t"H-y  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: P]y5E9 k  
KYeA=  
template < class Action > A 7sej  
class picker : public Action E dU3k'z$  
  { 6Qo6 T][  
public : iff U}ce  
picker( const Action & act) : Action(act) {} E O}(MXS  
  // all the operator overloaded ^oP]@r"qy  
} ; L,:U _\HQ  
*yJb4uALB  
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。 gVuN a)  
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: =CJs&Qa2  
|, :(3Ml  
template < typename Right > Dp'/uCW)  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 1k hwwoo  
  { _\1(7?0D  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); +6>Pp[%  
} 1E-$f  
`SU;TN0  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > AHLDURv  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 !YoKKG~_0  
"5e]-u'  
template < typename T >   struct picker_maker YvU#)M_h  
  { Oq.) 8E.  
typedef picker < constant_t < T >   > result; E+>;tLw3j  
} ; jALo;PDJ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > `q/y|/v<  
  { im?nR+t+X  
typedef picker < T > result; g)"6|Z?D"  
} ;  ,cB`j7p(  
n^A=ar.  
下面总的结构就有了: M,[ClQ 9  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 dNyc|P`U  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 !cq4+0{O;&  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Sj*H4ZHD<&  
至此链式操作完美实现。 <^&'r5H  
sO*6F`eiZ  
HY42G#^  
七. 问题3 @<AIPla  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 '|+_~ZO*d  
=GpLlJ`-  
template < typename T1, typename T2 > PK~okz4b  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EYQ!ELuF  
  { mEqV&M1;7l  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); E6G^?k~q  
} 0|U<T#t8?  
Oe=,-\&_  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: A/.cNen  
j9,X.?Xvx  
template < typename T1, typename T2 > |)lo<}{  
struct result_2 Tu"yoF  
  { m760K*:i\  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; T&h|sa(   
} ; 'R$~U?i8  
0q3 :"X  
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? <9Chkb|B  
这个差事就留给了holder自己。  Ne4A  
    ^.4<#Qs  
NfSe(rd  
template < int Order > NT nn!k  
class holder; Wl,yznT  
template <> Xu T|vh  
class holder < 1 > ="4jk=on  
  { H#ihU3q  
public : ;P{ *'@  
template < typename T > 4bKZ@r%  
  struct result_1 *zx;81X=  
  { 4Pt0^;H&jn  
  typedef T & result; D`gY6wX  
} ; :4A^~+J  
template < typename T1, typename T2 > qR1ez-#K  
  struct result_2 q}8R>`Z{  
  { ~!uK;hI  
  typedef T1 & result; `j2z=5  
} ; 6m{3GKaW~  
template < typename T > 63~i6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \ pq]q  
  { i.#s'm.9  
  return (T & )r; IQ|~d08}  
} HS2)vd@)  
template < typename T1, typename T2 > )oNomsn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &oR&NKk  
  { `aUA_"f  
  return (T1 & )r1; i ^W\YLE  
} .d*vfE$  
} ; 2{qoWys8[  
aJfW75C  
template <> #8(@a Y  
class holder < 2 > 1]qhQd-u  
  { Z2ZS5a  
public : 4f>Vg$4  
template < typename T > qzH97<M}T  
  struct result_1 ,JjTzO  
  { J0x)m2  
  typedef T & result; L h0<A%  
} ; P--#5W;^oB  
template < typename T1, typename T2 > 0 8U:{LL  
  struct result_2 7<) .luV  
  { QM$?}>:  
  typedef T2 & result; @U9ov >E  
} ; ^ o{O5&i]  
template < typename T > 4~ iKo  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const V^Nc0r   
  { "B\qp"N  
  return (T & )r; l^SKd  
} `yf#(YP  
template < typename T1, typename T2 > _LS=O@s^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `fL$t0 "  
  { Ms$kL'/  
  return (T2 & )r2; sQ_{zOUPh  
} zi5;>Iv0}  
} ; mO\6B7V!  
Ltu;sw  
-PX {W)Aw  
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> >。 :JOF!Q  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: wvgX5P>  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: $}jSIn=~|t  
0h5T&U]${Y  
return l(i, j) = r(i, j); ge E7<"m%  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) '91Ak,cWB  
!]"T`^5,Y  
  return ( int & )i; cLXMq"?C  
  return ( int & )j; uYs+x X_  
最后执行i = j; t[X'OK0W%3  
可见,参数被正确的选择了。 , n+dB2\  
Dl7#h,GTc<  
JU~l  
{% ;tN`{M  
@NNN&%  
八. 中期总结 m7d? SU  
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: (l$bA_F \  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 X09& S4  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 x&7!m  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor  ]@<O!fS  
P>)qN,a  
p{88v3b6  
}3QEclZr  
yYW>)  
w 5,-+&;  
九. 简化 z S^:Ng5  
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。 K)&AR*Tc  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |{Oe&j3|  
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: VkUMMq{  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 f>Ij:b`Z2  
  +-*/&|^等 X)'uTf0  
2. 返回引用。 C7nLa@  
  =,各种复合赋值等 i5rAb<q`  
3. 返回固定类型。 g4U%(3,>D  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) V RT| OUq  
4. 原样返回。 |J8c|h<  
  operator, 5I@< 6S&X  
5. 返回解引用的类型。 vQ 5 p  
  operator*(单目) sqsBGFeG  
6. 返回地址。 &t`l,]PQ=6  
  operator&(单目) lh .p`^v  
7. 下表访问返回类型。 {6RT&w  
  operator[] l.FkX  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 uNLA/hL+n  
  operator<<和operator>> 0b4QcfB1[  
X\uN:;?#W{  
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。 _O)~<Sk-*z  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: O,hT< s "  
VBy=X\w]  
template < typename Left > V:yia^1  
struct value_return \]GBd~i<  
  { j]YS(Y@AY  
template < typename T > >+&524xc  
  struct result_1 eAPGy-  
  { Ia[e 7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 1_f(;WOg  
} ; >12phLu  
`n$pR8TZ_  
template < typename T1, typename T2 > LKTIwb>  
  struct result_2 }ob#LC,  
  { EW|bs#l  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; QYDSE  
} ; fyh9U_M);w  
} ; |&3[YZY  
a! ]'S4JS  
vDqmD{%4N  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8L^5bJ  
(xy/:i".V  
下面我们来剥离functor中的operator() 'tklz*  
首先operator里面的代码全是下面的形式: `gx_+m^  
F0qGkMs|f  
return l(t) op r(t) r 1nl!  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) [a`89'"z  
return op l(t) >6KuZ_  
return op l(t1, t2) 7gNJ}pLDx  
return l(t) op X=8y$Yy  
return l(t1, t2) op }f/ 1  
return l(t)[r(t)] )|zLjF$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $@s&qi_&R  
I ze+](  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ]-&A )M6  
单目: return f(l(t), r(t)); V+(1U|@~  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); !0i  
双目: return f(l(t)); z;J"3kM  
return f(l(t1, t2)); }CIH1q3P  
下面就是f的实现,以operator/为例 JUHmIFjZ  
`8/K+ e`  
struct meta_divide //xK v{3fI  
  { Y({&} \o  
template < typename T1, typename T2 > Uf4A9$R.G  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >^=up f/  
  { 'pa[z5{k+  
  return t1 / t2; ;p)RMRMg  
} {CdQ)|  
} ; I6S!-i  
!{>'jvH  
这个工作可以让宏来做: jJml[iC  
V:s$V.{!  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\  ltK\ )L  
template < typename T1, typename T2 > \ JZ3CCf  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; zmB6Y t  
以后可以直接用 hSr2<?yk  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) D=Jj!;  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 _)XQb1]  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) oR}cE Sr  
i&=I5$  
<Nwqt[.  
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 JFewOt3  
])`w_y(>  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > % Ya%R@b}  
class unary_op : public Rettype W8,4LxH  
  { Ve)P/Zz}^  
    Left l; GJS3O;2*  
public : D~P3~^  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} <N KmLAfX  
D`d*bNR  
template < typename T > A#k(0e!O  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !?)ky `S3  
      { VokIc&!Uz  
      return FuncType::execute(l(t)); g\%;b3"#  
    } PDQEI55  
XB0G7o%1  
    template < typename T1, typename T2 > B8.a#@R  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &YpViC4K.  
      { &rs   
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); {G.W?  
    } }$%j}F{  
} ; BA(erf>  
GBeWF-`B  
F \0>/  
同样还可以申明一个binary_op C-)mP- |8  
2~`vV'K  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w.X MyHj  
class binary_op : public Rettype (w[#h9j  
  { 7M8oI.?C|  
    Left l; yzyBr1s  
Right r; RD6n1Wb(@  
public : Cfs2tN  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} vG'6?%38  
)+7|_7 !x  
template < typename T > nwS @r  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u1 Z;n  
      { u:]c  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); QQI,$HId  
    } ;*u"hIl1/  
I-Q@v`  
    template < typename T1, typename T2 > wE3L,yx=  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WwUhwY1o!L  
      { =M6Ph%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); \rj>T6  
    } NMs 8^O|0  
} ; *jR4OY|DXH  
[g<Y,0,J  
I|n? 32F  
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 =y^`yv 3  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 \qf0=CPw8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) t| PQ4g<  
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。 ~7=eHU.@  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {'8td^JEE  
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。。。 o%yfR.M6$  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 !),eEy  
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) v*";A  
下面是修改过的unary_op g ?.y7!m  
]SC|%B_*  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R?t_tmKXC!  
class unary_op <uYrYqN  
  { 4%B0H>  
Left l; #Z. QMWq  
  o;TS69|D  
public : VQ"Z3L3-4  
!n7'TM '  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .} O@<t  
8$F"!dc _  
template < typename T > I1 pnF61U  
  struct result_1 ,B~5;/ |  
  { 57wHo[CJ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 'aWqj+Wbh  
} ; **V8a-@  
n!dXjInV  
template < typename T1, typename T2 > yJK:4af;.  
  struct result_2 R 7h^ @  
  { [I?[N.v  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ))%f"=:wt  
} ; U)[LKO1  
C: AD ZJL  
template < typename T1, typename T2 > -aq3Lqi  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?6W v["%  
  { t zShds  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :5sjF:@  
} g#k@R'7E  
\ 5.nr*5  
template < typename T > )n6,uTlOw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u`CHM:<<?  
  { < z#.J]  
  return OpClass::execute(lt(t)); z]2MR2W@X  
} Oq^t[X'  
Z9G4in8  
} ; G|o O  
G} f9:G  
O3V.4tp  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ZO!h!2*  
好啦,现在才真正完美了。 (%c&Km7K  
现在在picker里面就可以这么添加了: gR+P !Eow  
Mkh/+f4  
template < typename Right > [_eT{v2B4  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ppo.#p0w  
  { %+htA0aX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); -%Rw2@vU  
} KPVu-{_Fi  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 2"T b><^"  
~:L5Ar<  
#Iu "qu  
S{RRlR6Z  
,.kmUd  
十. bind QOX'ZAB`  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Jk v!]C  
先来分析一下一段例子 OMW]9E  
2$o#b .  
&q&~&j'[  
int foo( int x, int y) { return x - y;} $Zr \$z2  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 &pQ[(|=(  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 sib/~j  
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。 {qGXv@ I6  
我们来写个简单的。 rd>>=~vx=/  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \2!.  
对于函数对象类的版本: `YUeVz>q?  
*8Su:=*b  
template < typename Func > &zd@cr1  
struct functor_trait [p' A?-  
  { oxBTm|j7  
typedef typename Func::result_type result_type; VX*+:  
} ; T X iu/g(  
对于无参数函数的版本: ,SPgop'  
}3, 4B -8!  
template < typename Ret > S\]9mHJI  
struct functor_trait < Ret ( * )() > .820~b0  
  { tU$n3Bg  
typedef Ret result_type; *<:6A&'D9  
} ; /0cm7[a?  
对于单参数函数的版本: cNT !}8h^  
M,W-,l ]  
template < typename Ret, typename V1 > xQ';$&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ]#[4eaCg  
  { |)xWQ KzA  
typedef Ret result_type; E2 FnC}#W  
} ; $vK,Gugcx  
对于双参数函数的版本:  _X  
.Tm.M7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > rg ; 4INs#  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > }Ml BmD  
  { E=8GSl/Jx  
typedef Ret result_type; w2!:>8o:  
} ; e$teh` p3  
等等。。。 DE7y\oO]  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy "N ">RjJ"  
U'msHF  
template < typename Func > T{2)d]Y  
struct func_return !Pz#czo  
  { FGPqF;  
template < typename T > ps?su`  
  struct result_1 ~%lA! tsek  
  { m,"-/)  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?hAO-*);  
} ; YcV^Fqi!  
w >%^pO~}`  
template < typename T1, typename T2 > BW6Ox=sr<  
  struct result_2 ?(U;T!n  
  { JU;`c>8=)  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n!AW9]  
} ; p^}`^>OL  
} ; $a8,C\m e?  
3M(*q4A$"  
YD@Z}NE v"  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 F Z RnIg  
u  Fw1%  
template < typename Func, typename aPicker > E<}sGzMc  
class binder_1 ev0>j4Q  
  { 8ki3>"!A  
Func fn; mR|5$1[b  
aPicker pk; 4!OGNr$V@  
public : pEz^z9  
wfe4b  
template < typename T > w N`Nj m9!  
  struct result_1 FfxD=\  
  { &SPY'GQ!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; pH.&C 5kA  
} ; i-;#FT+ Xc  
Cg?Mk6i  
template < typename T1, typename T2 > M%la@2SK=  
  struct result_2 l53Q"ajG  
  { -9 .lFuI  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $j(d`@.DN~  
} ; hr&&b3W3p  
T)%6"rPL3!  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} jjQDw=6  
>&:}L%  
template < typename T > /\<x8BJ  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Z*f%R\u  
  { bcvm]aPu  
  return fn(pk(t)); ItvcN  
} yH]Q;X '  
template < typename T1, typename T2 > qy.$5-e:[9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UCjx   
  { JIw?]xa*  
  return fn(pk(t1, t2)); MRXw)NAw  
} >q&5Z   
} ; T iL.py,  
i$p2am8f  
j1qU 4#Y  
一目了然不是么? &zB>  
最后实现bind ja~Dp5  
! [1aP,  
U?Dr0wD;[  
template < typename Func, typename aPicker > /O.Ql ,6[  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) rQlQ^W$=?  
  { +TA~RC d  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7P(jMalq  
} v4Rci^8  
t_xK?``  
2个以上参数的bind可以同理实现。 M*qE)dZjS  
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。 n*ShYsc  
3) d }3w {  
十一. phoenix wu eDedz\  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: n{<}<SVY  
5,oLl {S'  
for_each(v.begin(), v.end(), ^X+qut+~  
( $0K@= 7ms  
do_ <uS/8MP{  
[ 3Mm_xYDud  
  cout << _1 <<   " , " P(Rl/eyRM  
] W|Sab$h  
.while_( -- _1), eR>8V8@  
cout << var( " \n " ) b/qK/O8J  
) L7aVj&xM  
); s@iY'11  
l1lYb;C  
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: Z2yO /$<  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Cw(ypu  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 D@9 +yu=S  
那么我们就照着这个思路来实现吧: QD{1?aY  
4U}J?EB?K  
r5UV BV8T  
template < typename Cond, typename Actor > OomC%9/=,  
class do_while !~%DR~^`  
  { 4Eu'_>"a  
Cond cd; D&"lu*"tg  
Actor act; q78OP}  
public : o+x! (  
template < typename T > @v@F%JCZ  
  struct result_1 _eq$C=3Ta  
  { hKN ;tq,  
  typedef int result_type; C P&u  
} ; ^7? WR?!  
_V1:'T8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} $\vNST E  
,{S $&g*  
template < typename T > Rvu5#_P  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %Rf9 KQ  
  { #oa>Z.?_V  
  do D8u`6/^  
    { T:'JA  
  act(t); w.aEc}@(^  
  } l4+ `x[^  
  while (cd(t)); e21J9e6z   
  return   0 ; @$^4Av-  
} $.$nv~f  
} ; 5EVypw?]x  
GVlT+Rs7  
:Ch XzZ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). a}f /<-L  
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。 7?uDh'utt  
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。 ]g;+7  
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。 b(R.&X  
下面就是产生这个functor的类: ko[d axUB  
=hb)e}l  
!',%kvJI  
template < typename Actor > b/m.VL  
class do_while_actor _+aR| AEC  
  { '{.4~:  
Actor act; 4.wrY6+V  
public : X)iI]   
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} #"!ga)a%L  
Q <D_QJ  
template < typename Cond > 56c[$ q  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5vR])T/S0  
} ; z&9MkbH1  
O.QR1  
`W@jo~ 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。 L-}Uj^yF  
最后,是那个do_ Rzs u 7w  
j0~c2  
\6/ Gy!0h-  
class do_while_invoker fgj$ u  
  { /0gr?I1wr7  
public : 2bw) , W  
template < typename Actor > Dzu//_u  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const BH~zeJ*Pr  
  { r0[<[jEh  
  return do_while_actor < Actor > (act); 8N"WKBj|_d  
} \MmOI<Hd-  
} do_; eHs38X  
T{^mh(3/"  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? R+K|K2"  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S& IW]ffK  
最后来说说怎么处理break和continue \ILNx^$EL  
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。 xYv;l\20.  
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