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
  • 6445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 znB+RiV8  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -^)<FY\  
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, <5E)6c_W)  
:>}7^1I  
@SH[<c  
XuWX@cK  
  class filler .]H/u "d  
  { ]4ck)zlv   
public : x<`^4|<  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} lVuBo&  
} ; 7+8 8o:G9  
{Q>4zepN!  
>k ==7#P  
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: cTz@ga;!mI  
^W(ue]j}o  
%K+hG=3O  
CIui9XNU  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); LGw-cX #  
H<}|n1w<  
 ?H!jKX  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Nd]RbX  
)Z/$;7]#  
y #C9@C  
H,W8JNPs  
二. 战前分析 zB`J+r;LU  
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。 ^rs{1S  
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 OLtXk  
mU(v9Jpf7  
rizjH+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); MQDLC7Y.p5  
  /* --------------------------------------------- */ |)xWQ KzA  
vector < int *> vp( 10 ); E2 FnC}#W  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); $vK,Gugcx  
/* --------------------------------------------- */ 7IFZK\V  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); wpp!H<')  
/* --------------------------------------------- */ \03<dUA6  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); }Ml BmD  
  /* --------------------------------------------- */ E=8GSl/Jx  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); %y\5L#T!>  
/* --------------------------------------------- */ [MQ* =*  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); AFM+`{Cq  
"uP*pR^  
!VaC=I^{  
!4!qHJISa  
看了之后,我们可以思考一些问题: mZXtHFMu  
1._1, _2是什么? 1ni72iz\  
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。 urE7ZKdI  
2._1 = 1是在做什么? n&o"RE 0~0  
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。 t*; KxQ+'?  
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。 am !ssF5s  
:Tv>)N  
daP_Kz/2K  
三. 动工 7x77s  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: P3YM4&6XA  
S>b 3_D  
|QF_E4ISD  
Z"'*A\r2  
template < typename T > }A]e C  
class assignment #>HY+ ;  
  { ~ o2Z5,H  
T value; *iY:R  
public : WVsj  
assignment( const T & v) : value(v) {} =L@CZ"  
template < typename T2 > j!kJ@lbP  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } {qlcTc  
} ; }ng?Ar[  
b%*`}B  
wx`.  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 9D &vxKE  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment *5 9|  
*/JYP +  
l*]hUPJ  
_;0RW  
  class holder CS(XN>N  
  { +}1zw<  
public : mI{Fs|9h  
template < typename T > M%la@2SK=  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const l53Q"ajG  
  { Ywv\9KL  
  return assignment < T > (t); $j(d`@.DN~  
} hr&&b3W3p  
} ;  DAiS|x  
<,0/BMz  
v&(=^A\eN  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: q9p31b3  
TBrw ir  
  static holder _1; D vvi)/<  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 u{va2n/  
q]C_idK=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8X.= 6M  
而不用手动写一个函数对象。 po'b((q  
?%su?L  
16]Ay&Kn!  
ra6\+M~}e  
四. 问题分析 /;w(sU  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 N$ #~&  
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。 PYWFz   
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 2HSFMgy  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 i$p2am8f  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 - AgD  
k!z<=WA  
五. 问题1:一致性 ]Jm\k'u[  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| u=qaz7E  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 9d^m 7}2  
J=78p#XUg  
struct holder )eT>[['fm  
  { tY]?2u%)  
  // szhSI  
  template < typename T > DZ\ '7%c  
T &   operator ()( const T & r) const 2L;=wP2?{  
  { E9>z.vV   
  return (T & )r; Lfcy#3!  
} IDJ2epW*;  
} ; G1w$lc  
0{%@"Fb0O  
这样的话assignment也必须相应改动: Q W,:'\G  
ME0u|_dPjz  
template < typename Left, typename Right > T [xIn+w  
class assignment @VW1^{.do^  
  { 52j3[in  
Left l; vV$t`PEY  
Right r; LQr!0p.i"  
public : ilVi  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CJCxL\  
template < typename T2 > `JDZR:bMaT  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ZiQ<SSo:  
} ; %Vltc4QU  
<QFayZ$  
同时,holder的operator=也需要改动: +>1?ck  
YLTg(*  
template < typename T > T%& vq6  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const H"^9g3 U  
  { 6,jCO@!   
  return assignment < holder, T > ( * this , t); (B$>o.(JA  
} gJuK%P  
?B;7J7T  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Q|{b8K  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;92xSe"Ww  
fap]`P~#L  
return l(rhs) = r; IAGY-+8e  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 F)X`CG ;t  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Hcg7u7M{  
g.di3GGi  
template < typename Tp > <yX  u!  
class constant_t wMN{9Ce3j  
  { zI,Qc60B  
  const Tp t; Y DHP-0?  
public : O9d"Z$~n=j  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #k)z5vZ$h  
template < typename T > SPdEO3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const hp/pm6  
  { ogQfzk  
  return t; v X6JjE!  
} &PL=nI\)  
} ; Rh)XYCM  
+%,oq ]<[,  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;A@DE@^5w  
下面就可以修改holder的operator=了 F.aG7  
M_UmnqN1C  
template < typename T > "5k 6FV  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const `Rfe*oAf  
  { 5NN;Fw+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); (!5Pl`:j"  
} \/j,  
C{^I}p  
同时也要修改assignment的operator() R!"|~OO  
LXxQI(RO  
template < typename T2 > p&Qm[!  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } `5h^!="  
现在代码看起来就很一致了。 HH7WMYoKY  
q'+ARW48  
六. 问题2:链式操作 T-ST M"~%  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 DMsqTB`  
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。 7bO>[RQB  
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。 gI2'[OU  
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。 _<mY|  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ?t6wozib2  
{*hvzS{1d  
template < typename T > tF-l=ph}`  
struct result_1 A'~mJO/   
  { [o(!/38"@=  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 4XVwi<)  
} ; 9#hp]0S6  
|y0k}ed  
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: tw<Oy^ i  
fUY05OMZ  
template < typename T > /%,aX [  
struct   ref VK*`&D<P  
  { ke;=Vg|  
typedef T & reference; c;"e&tW  
} ; KFO K%vbM  
template < typename T > <Fx%P:d  
struct   ref < T &> CEw%_U@8  
  { [QQM/?  
typedef T & reference; _oG%bNM  
} ; hg0{x/Dgny  
x`C"Z7t  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: _6h.<BR  
{ ?jXPf  
template < typename T > ]R}(CaT1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const yl@Nyu  
  { KGc.YUoE  
  return l(t) = r(t); J %A=  
} ]9w8[T:O  
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。 %{rb,6  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 zGz}.-F  
5RWqHPw+  
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 cH5  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: fB7Jx6   
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Uvc$&j^k  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 t}Td$K7  
最后的布局是: z?Z"*z  
                Add d(^HO~p  
              /   \ `<v$+mG  
            Divide   5 Z}vDP^rf  
            /   \ Pvt!G  
          _1     3 W*_c*  
似乎一切都解决了?不。 <N~9=g3  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 j[\:#/J  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Dbi ^%  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 7R79[:uwJ  
B?^~1Ua9Zv  
template < typename Right > J;wBS w%1  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Q=DMfJ"  
Right & rt) const P=<lY},  
  { rf@47H  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); jLM y27Cn  
} t&w.Wc X)  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 m(9I+`  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 D{\o*\TN  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 |X XO0  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 2-Q5l*  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 zd$?2y8  
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? Hu6Qr  
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: WH39=)D%u  
i g7|kl  
template < class Action > E`qX|n  
class picker : public Action jwLZC  
  { d(RMD  
public : 9a]o?>`E  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ,aS+RJNM  
  // all the operator overloaded 1c]{rO=taN  
} ; [$d]U.  
d&|5Rk ~  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 4 Cd5-I  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 7_jt =sr  
n=~!x  
template < typename Right > <{;'0> ToM  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const @oH\r-jsgu  
  { .XeZjoJ$z  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); &3"ODAp'  
} 7\yh(+kN  
W vu 1?  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > \zk>cQ  
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。 F{Yr8(UHA  
9-_Lc<  
template < typename T >   struct picker_maker q&?hwX Z7  
  { AsuugcN*  
typedef picker < constant_t < T >   > result; z(.,BB[  
} ; +0*\q  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > I!9>"s12  
  { r|uR!=*|?  
typedef picker < T > result; N>a~k}pPH  
} ; K+M\E[1W  
N\.g+ W  
下面总的结构就有了: "'Gq4<&y  
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。 @Z#h?:  
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。 H$^9#{  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 SD%3B!cpX  
至此链式操作完美实现。 8;<aco/62  
q\jq9)  
e2V;6N  
七. 问题3 ft@#[Bkx  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 GoX<d{  
<1lB[:@%U  
template < typename T1, typename T2 > 37 ?X@@Z=  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >f^kp8`3{Y  
  { H l(W'>*oL  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *w ^!\  
} reYIF*  
hMS:t(N{  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: iI'ib-d  
?G!p4u?C  
template < typename T1, typename T2 > #pW!(tfN^a  
struct result_2 ~~"U[G1  
  { l'2vo=IQ  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; FGc#_4SiL  
} ; `S? _=JIX  
ZR)M<*$  
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? iKaS7lWH  
这个差事就留给了holder自己。 1lA? 5:  
    :wRfk*Ly  
sD?Ynpt  
template < int Order > v;?W|kJ.u  
class holder; uhaHY`w  
template <> pO N#r  
class holder < 1 > -%>Tjo@B n  
  { qSD`S1'2;  
public : A/lznBHR  
template < typename T > _*sd#  
  struct result_1 n[i:$! ,  
  { *'M+oi  
  typedef T & result; v&9:Wd*Iz'  
} ; Z RwN#?x  
template < typename T1, typename T2 > x+%> 2qgj"  
  struct result_2 Cl& )#  
  { 4/3w *  
  typedef T1 & result; 'ju_l)(R  
} ; 5oB#{h  
template < typename T > +5R8mbD!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >bhF{*t#;y  
  { h?4EVOx+  
  return (T & )r; TL$w~dY  
} mxJe\[I  
template < typename T1, typename T2 > ##mBOdx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?/,V{!UTtq  
  { <pG 4 g  
  return (T1 & )r1; h5aPRPUg  
} ?/@XJcm+  
} ; 7rGp^  
=\i%,YY  
template <> #1}%=nAsi  
class holder < 2 > @'hkU$N)  
  { 6Qz=g t%I=  
public : E/1:4?1 S  
template < typename T > +m~3InWq  
  struct result_1 3FO-9H  
  { ,|zwY~l t5  
  typedef T & result; Dcs O~mg  
} ; #-"C_~-MH  
template < typename T1, typename T2 > p R`nQM-D  
  struct result_2 d:]ZFk_*  
  { T(cpU,Q  
  typedef T2 & result; %7\l+g,  
} ; O\]{6+$fm!  
template < typename T > &i`(y>\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const wF6a*b@v  
  { }+u<w{-7/  
  return (T & )r; ,ag* /  
} R Eo{E  
template < typename T1, typename T2 > {VM^K1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C\bJ_vl;'  
  { ao (Lv+  
  return (T2 & )r2; N0K <zxR  
} -Fop<q\b  
} ; o:as}7/^  
mmNn,>AO!  
pA@R,O>zr  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 rT4qx2u  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 1[a#blL6W  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: *9F{+)A  
awQB0ow'$P  
return l(i, j) = r(i, j); 28}L.>5k  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8yZs>Og?  
zY4y]k8D*  
  return ( int & )i; Fy6Lz.baB  
  return ( int & )j; ?g *.7Wc  
最后执行i = j; L0%W;m  
可见,参数被正确的选择了。 <{Rz1CMc  
{[{jl G4H  
s!F8<:FRJD  
Fs=E8' b  
tgeXX1Eq!  
八. 中期总结 t""Y -M  
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: Nh4&3"g|  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 CzDg?wb  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 &RHx8zScP  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor K\lu;   
)U}`x }:,  
<]`|HJoy  
,n>K$  
;__k*<+{.  
k&u5`F  
九. 简化 k$7Kz"  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Mt~2&$>  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 uSxldc  
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: }tH_YF}u  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 qyY/:&E,Z  
  +-*/&|^等 w(y 9y9r]  
2. 返回引用。 criNeKa  
  =,各种复合赋值等 kp)1s>c  
3. 返回固定类型。 [ 4PiQyr  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) q((%sWp  
4. 原样返回。 X:(t,g*7  
  operator, iE ,"YCK  
5. 返回解引用的类型。 P}!pmg6V  
  operator*(单目) /(}YjeS  
6. 返回地址。 NZXCaciG  
  operator&(单目) g- INhzMu  
7. 下表访问返回类型。 7Mh!@Rd_V  
  operator[] ]0}NF  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 PnI_W84z  
  operator<<和operator>> +' .o  
{Sc*AE&Y  
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。 eQ =6< ^KZ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: OZ<fQf.Gh}  
B/JMH 1r  
template < typename Left > +KP&D.wIo  
struct value_return 2>^jMln  
  { ).MV1@s  
template < typename T > .&KC2#4   
  struct result_1 uUv^]B 8GM  
  { +\cG{n*  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; t6%zfm   
} ; R:44Gv7  
&?9~e>.OS  
template < typename T1, typename T2 > {^R" V ,)  
  struct result_2  ~>3#c#[  
  { "@jYZm8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ~yRKNH*M  
} ; lO1]P&@  
} ; TSRl@QVy  
RAxp2uif  
CL!s #w1I\  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 0y;1D k!  
reNUIDt/c  
下面我们来剥离functor中的operator() z&.F YGq}  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 7wbpQ&1_  
aSfAu!j)  
return l(t) op r(t) Nqbm,s  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) #BI Z|  
return op l(t) >H]|R }h  
return op l(t1, t2) <7MxI@\  
return l(t) op :*tFW~<*b  
return l(t1, t2) op !WD^To  
return l(t)[r(t)] A=wh&X  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] *i,A(f'e4X  
OlsD  
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: I-/-k.  
单目: return f(l(t), r(t)); W3B:)<f  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); p$XvVzW#<  
双目: return f(l(t)); 0P4g6t}e  
return f(l(t1, t2)); d!4:nvKx  
下面就是f的实现,以operator/为例 DC'L-]#<  
9u_D@A"aC`  
struct meta_divide G4n-}R&'  
  { U/{#~P5s  
template < typename T1, typename T2 > IG8I<+<o  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) !z+'mF?V+X  
  { -&LF`V&3w  
  return t1 / t2; uNvdlY]  
} .JWN\\  
} ; R& HkWe  
 KzZRFEA_  
这个工作可以让宏来做: x 4`RKv2m  
Fma#`{va  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ rJCu6  
template < typename T1, typename T2 > \ \~>7n'd ]  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; H66F4i  
以后可以直接用 `M,Gsy1h  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Rw`64L_  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 wG&rkg";#  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) <im<0;i&e  
3'tq`t:SQ  
e,@5`aYHM@  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 bxAHzOB(\  
7$JE+gL/7  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {$_Gjv  
class unary_op : public Rettype .oe\wJS6  
  { 2<uBC  
    Left l; 8qv>C)~~`  
public : xyi4U(;  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} /}3I:aJwb  
h&EF)~G  
template < typename T > h"ATRr^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )1Z @}o 9  
      { cg}lF9;d  
      return FuncType::execute(l(t)); zw%1 a 3!  
    } Xcci)",!  
S 0mt8/ M  
    template < typename T1, typename T2 > f/^T:F6  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,egbU (:l  
      { ?s9f}>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); n wO5<b;  
    } TA!6|)BUW  
} ;  e3%dNa  
/wJocx]vQ  
0$. ;EGP  
同样还可以申明一个binary_op m=D9V-P  
BVxk}#d  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > cbv%1DT3  
class binary_op : public Rettype 6=jL2cqx  
  { zkHyx[L  
    Left l; v2f|%i;tq  
Right r; /k=k rAz.  
public : (iu IeJ^Z  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 'M% uw85  
Wf-Pa9  
template < typename T > o65I(`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E{IY7Xz^>  
      { W,[iRmxn  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Jr,**,wA  
    } qE{L42  
k$ w#:Sx  
    template < typename T1, typename T2 > 0Q:l,\lY  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Gs(;&fw  
      { /*m6-DC  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); fI-f Gx  
    } Eyg F,>.4  
} ; v=?/c-J*  
p w=o}-P{  
O`0\f8/.?  
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 OBnvY2)Ri  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 uB+ :sX-L  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) XOPiwrg%p  
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。 ]?0]K!7Ea  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! n<DZb`/uHZ  
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。。。 @6{F4  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 eZmwF@  
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) ;^  YpQP  
下面是修改过的unary_op }n?D#Pk,  
]oyWJ#8  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >$;,1N $bd  
class unary_op opon "{  
  { 3Hhu]5  
Left l; iq3TP5%i  
  \qB.>f"%p|  
public : +pbP;zu  
GT-ONwVDq  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} VN]"[  
~f?brQ?  
template < typename T > dIk9C|-.  
  struct result_1 ZtX \E+mC  
  { Ksvk5r&y  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5ih5=qX  
} ; $!\Z_ :  
}}4uLGu)  
template < typename T1, typename T2 > (4FZK7Fm  
  struct result_2 F[~~fm_  
  { k3&/Ei5  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; C@9K`N[*  
} ; "Q;Vy t  
e@g=wN"@  
template < typename T1, typename T2 > !+n'0{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O]Q8&(  
  { M~g@y$  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {R7m qzt  
} 921s'"  
:qtg`zM/4  
template < typename T > >9X+\eg-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X9ec*x  
  { 5YQJNP  
  return OpClass::execute(lt(t)); XZj3x',;  
} .8]=yPm  
L.% zs  
} ; -;GB Xq  
8n/[oDc]  
Nd**":i$  
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 =Kt!+^\")  
好啦,现在才真正完美了。 ;tfGhHpQn  
现在在picker里面就可以这么添加了: ^'4I%L"  
d@{#F"o  
template < typename Right > ]NY^0SqM  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ~?KbpB|  
  { /n3SE0Y  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); P7;q^jlB  
} "QM2YJ55m`  
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。 `k3sl 0z%  
Y$FhV~m  
J&;' gT  
5 $. az  
t CQf `  
十. bind X'usd$[ .  
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。 uo7[T*<Q  
先来分析一下一段例子 ^*WO*f>y  
5[H1nC @C  
3IQ-2 X--  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 9oVprd >%@  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 pB,l t6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 +(oExp(!  
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。 p I@!2c:}  
我们来写个简单的。 ,UneS  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: q5>!.v   
对于函数对象类的版本: [`bA,)y"  
AnQUdU  
template < typename Func > -9$.&D|  
struct functor_trait *ub"!}$st  
  { c1g'l.XL 3  
typedef typename Func::result_type result_type; (_eM:H=e>  
} ; ^1X 6DH`  
对于无参数函数的版本: gA&`vnNP  
sh}eKwh  
template < typename Ret > 'HvJ]}p  
struct functor_trait < Ret ( * )() > GX%r-  
  { T,v5cc:nO  
typedef Ret result_type; G[Jz(/yNH  
} ; TGI`}#  
对于单参数函数的版本: Y2(,E e2  
M[^EHa<i  
template < typename Ret, typename V1 > ?1Uq ud  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ;i&t|5y~  
  { r\m2Oo)]  
typedef Ret result_type; !GtCOr\'  
} ; Ol*|J  
对于双参数函数的版本: =${ImMwj  
# 0/,teJ k  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 6R!AIOD>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 'PdUSv|lH  
  { .a}!!\@  
typedef Ret result_type; ^fvx2<  
} ; qino:_g  
等等。。。 i^V3u  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy fs*OR2YG7  
+}NQ |y V  
template < typename Func > zO3}c3D~q  
struct func_return S5wkBdr{  
  { PAv<J<d  
template < typename T > H2E'i\  
  struct result_1 <Sp>uhet1  
  { l"9$lF}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Klqte*!  
} ; wK  Je^7  
[)nU?l  
template < typename T1, typename T2 > 64f6D"."  
  struct result_2 rqhRrG{L|&  
  { 2yA+zJ 46B  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8<Ex`  
} ; N-}|!pqb  
} ; Q=#!wWVP  
jQpG7H  
k]yv#Pa  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 _sIr'sR~  
<}1GYeP  
template < typename Func, typename aPicker >  P'oY +#  
class binder_1 (z X&feq  
  { C<N7zMwT  
Func fn; Px?0)^"2  
aPicker pk; WsR4)U/]v  
public : fl<j]{*v  
#\MkbZc d  
template < typename T > IdciGS6 t  
  struct result_1 >~@ABLp 6  
  { }~! D]/B  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; vf['$um  
} ; K2-nP2Go?  
". wG~H  
template < typename T1, typename T2 > TXfG@4~kC  
  struct result_2  A}n7A   
  { ?f=7F %  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XC\'8hL:  
} ; Fzn#>`qG  
_)^`+{N<  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} A]m_&A#  
kk+:y{0V  
template < typename T > ()yOK$"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const anFl:=  
  { qgsw8O&  
  return fn(pk(t)); n]bxG8~t  
} Ct}rj-L<i  
template < typename T1, typename T2 > 3E:+DF-Z\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r%^XOw<'  
  { No(S#,vJ;  
  return fn(pk(t1, t2)); 5 OF*PBZ  
} q??N,  
} ; B \>W  
^j]"5@f  
`-<m#HF:)d  
一目了然不是么? Bt"*a=t;  
最后实现bind ]`eJSk.  
|sV@j_TX  
juBzpQYj  
template < typename Func, typename aPicker > vz'<i. Yv4  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) L'}^Av_+  
  { mW @Z1Plxs  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); rcG-V f@  
} [300F=R  
9XW[NY#)#  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Axx{G~n![  
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。 a1A3uP  
4mF=A$Q_/  
十一. phoenix 8!Q0:4Vb  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Dlo4Wy  
JL&ni]m  
for_each(v.begin(), v.end(), pt8#cU\  
( 7' TXR[   
do_ g<N3 L [  
[ &}vc^io  
  cout << _1 <<   " , " B~/ejC!  
] &3'zG)  
.while_( -- _1), vX"jL  
cout << var( " \n " ) gj1l9>f>]a  
) 1A/li%  
); D[CEg2$y  
&6@e9ff0  
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: /BfCh(B  
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 7\JA8mm  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 s&Qil07 Vl  
那么我们就照着这个思路来实现吧: !8Q9RnGn  
(1?k_!)T  
wq`\p['Q,  
template < typename Cond, typename Actor > p?eQN Y  
class do_while HZzdelo  
  { ,Y2){8#l  
Cond cd; +0FmeM&`h_  
Actor act; "Yf?33UNZ  
public : fO$~jxR.  
template < typename T > 0Kenyn4?  
  struct result_1 D`r_ Dz  
  { &1,qC,:!  
  typedef int result_type; d#wK  
} ; 8sxH)"S  
<=7^D  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} vxx7aPjC  
' C|yUsBC  
template < typename T > a+{95"4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K>fY9`Whm  
  { @ei:/~y3  
  do +Ek('KOF  
    { vt-5 3fa|  
  act(t); @X*r5hjc  
  } L~xzfO  
  while (cd(t)); bLi>jE.%.  
  return   0 ; p3(&9~ s  
} }9ZcO\M  
} ; 5T;,wQ<  
cE0Kvqe`  
Ok2>%e  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). >QM$ NIf@  
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。 wXxk+DV@  
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。 9b*1-1"  
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。 aj*%$!SU+  
下面就是产生这个functor的类: zMQ|j_ l9E  
Qr l>A*  
:ift{XR'  
template < typename Actor > l<# *[TJ  
class do_while_actor a uz2n  
  { 1u0 NG)*f  
Actor act; ,zY!EHpx  
public : Zf%6U[{ T  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ;qT7BUh(%  
[{!5{k!  
template < typename Cond > 1p9+c~4l:  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; }];_ug* "  
} ; ^04|tda  
RW. >;|m  
I7nZ9n|KU  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Pkw ` o #  
最后,是那个do_ U 4@W{P02  
'F@#.Op`  
]1<O [d  
class do_while_invoker >HXmpu.O  
  { +k4 SN  
public : h&6v&%S/L  
template < typename Actor > *m[ow s  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const <C9_5C e~  
  { =K2mR}n\;  
  return do_while_actor < Actor > (act); D*R49hja{  
} tgbr/eCoU  
} do_; P$=Y5   
V+kU^mI  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ^l\^\ >8  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 8+ <vumnw  
最后来说说怎么处理break和continue *rk!`n&  
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。 Mo2b"A;}|  
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