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
  • 5021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 :M<] 6o  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 a#& ( i  
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, 1EWZA  
18Ju]U  
["4Tn0g ;  
NSH4 @x  
  class filler ~-B+7  
  { 1MT,A_L  
public : *;~u 5y2b  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} =2ED w_5E  
} ; 0r8Wv,7Bo  
bX` Gv+  
&|db}\jT  
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: e0otr_)3F  
m7u`r(&  
 p(8@  
Jyr V2Tk^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 3wcF R0f  
6]kBG?m0  
k}NM]9EAE  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 cUdS{K&K  
_{gqi$Mi  
H\\FAOj  
^w2 HF  
二. 战前分析 >xq. bG  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 HEIg_6sb  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 F *r)  
Im@OAR4,R  
eF9GhwE=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); X{OWDy  
  /* --------------------------------------------- */ o)^ Wz  
vector < int *> vp( 10 ); gZ7R^] k  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); /kg#i&bP~  
/* --------------------------------------------- */ 6N5(DD  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); .R'M'a#*!A  
/* --------------------------------------------- */ j%^4 1y  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Y:t?W  
  /* --------------------------------------------- */ +*?l">?|F  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); TjYHoL5  
/* --------------------------------------------- */ s&-MJ05y  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); >eQ.y- 4  
v$Hz)J.01  
Q{L:pce-  
T,1qR: 58  
看了之后,我们可以思考一些问题: @z{SDM  
1._1, _2是什么? *4}NLUVX  
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。 f:<BUqa  
2._1 = 1是在做什么? UU MB"3e  
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。 n$r`s`}  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 J:Qx5;b;  
}X^MB  
L\:m)g,F.  
三. 动工 V<jj'dZfW  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Zd>sdS`#r  
kwc Cf2  
Ohp@ZJ!a?  
V3q`V/\  
template < typename T > j9h fW'  
class assignment ng!cK<p  
  { Hy&Z0W'l  
T value; c&',#.9  
public : /}8Au$nA  
assignment( const T & v) : value(v) {} `cXLa=B)9  
template < typename T2 > a(]&H "  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } zdRVAcrwQ  
} ; sIg TSdk  
A%Ka)UU+n  
az0=jou<Zl  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v#%rjml[  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment h]ae^M  
vjx'yh|  
@Xl(A]w%!  
^]R_t@  
  class holder m[v0mXE  
  { ISs&1`Y  
public : <m`CLVx8m  
template < typename T > S W%>8  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const i~]6 0M>  
  { K}re{y  
  return assignment < T > (t); Uq#2~0n>  
} -EP1Rl`\  
} ; ;P)oKx  
]?@ [Ny=0  
20|_wAA5  
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: Sc>mw   
}'eef"DJ9  
  static holder _1; p;}`PW  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 hHJvLs>^  
E b[;nk?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); M11\Di1  
而不用手动写一个函数对象。 pJ/]\>#5  
?;~E*kzO&  
K-TsSW$}  
Tty'ysH  
四. 问题分析 N)g_LL>^  
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。 >2{Y5__+e  
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。 + m-88  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 _F6<ba}o3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 FJtmRPP[r  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _dd! nU\A|  
S}JOS}\^j  
五. 问题1:一致性 YXWDbr:JX  
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?| 2.%)OC!q&5  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Lf5zHUH  
A)]&L`s  
struct holder }qECpKa0  
  { D2&d",%&f  
  // 62R";# K  
  template < typename T > GbQi3%  
T &   operator ()( const T & r) const H^n@9U;[K  
  { qBBCnT  
  return (T & )r; ux TgK'3  
} ~#)hqU'  
} ; B N79\rt  
+S4>}2N33  
这样的话assignment也必须相应改动: bfz7t!A)A  
 `qs,V  
template < typename Left, typename Right > L3Y,z3/  
class assignment >1!u]R<3  
  { k^%=\c  
Left l; p}!i_P  
Right r; >p-UQc  
public : Mrrpm% Y  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8C3oi&av/{  
template < typename T2 > D^ @@ P  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } \"ahs7ABT  
} ; \o[][R#D  
$t%IJT  
同时,holder的operator=也需要改动: 95'+8*YCY  
phu,&DS!  
template < typename T > sn:VMHrOT  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const -b^dK)wR~  
  { 7/~=[#]*  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); _" 9 q(1  
} j<kW+Iio  
Kc\8GkdB  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 o.!o4&W H  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tR>zBh_b  
pSlc (M>  
return l(rhs) = r; 0V3dc+t)O  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Z4/D38_  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: i5TGK#3o  
P{A})t7  
template < typename Tp > A*DN/lG  
class constant_t phH@{mI  
  { zk{d*gN  
  const Tp t; gNW+Dq|X%  
public : U 2YY   
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 'EIe5O p  
template < typename T > b_TI_  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const f\oW<2k]~  
  { 'zm5wqrkAd  
  return t; OS#aYER~/  
} y\_+,G0  
} ; f>6{tI 5X  
[mv? \HDa~  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;av!fK  
下面就可以修改holder的operator=了 /lECgu*#69  
}=EJM7sM|k  
template < typename T > K/*R}X  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const r =x"E$  
  { ~RVlc;W  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); _3%$E.Q  
} Ct-eD-X{  
0M;g&&mF  
同时也要修改assignment的operator() ZS+m}.,whQ  
t[2b~peNI  
template < typename T2 > lU!_V%n  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } W<)nC_$  
现在代码看起来就很一致了。 VLm\PS   
>;9g`d  
六. 问题2:链式操作 _fk}d[q0  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 X(/fE?%;  
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。 2+y wy^  
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。 1,=:an  
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。 -}<Ru)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct p7> 9 m  
7NRa&W2  
template < typename T > AsE77AUA  
struct result_1 Ut2T:%m{  
  { yFk|8d-|  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; kkZ}&OXS;  
} ; mQ1  
YZfi-35@g  
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: KC}G_"f.$  
S8AbLl9G@>  
template < typename T > <k8WnA ~Fl  
struct   ref e~ OrZhJ=_  
  { fUf 1G{4  
typedef T & reference; F_:W u,dUZ  
} ; pmBN?<  
template < typename T > h{7>>  
struct   ref < T &> {f/]K GGk  
  { >dK0&+A  
typedef T & reference; M{orw;1Isy  
} ; 8!35 K  
iC hIW/H  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: HgW!Q(*  
O1jiD_Y!9  
template < typename T > 9LPXhxNwB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const afHRy:<+%  
  { '2Zs15)V  
  return l(t) = r(t); H HX q_-V  
} >|RoLV  
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。 [@/p 8I  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f {2UL ?y  
]0<K^OIY  
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 xKBi".wA  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: VXZYRr3F  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 v(Kj6'  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 oMAUR "  
最后的布局是: Efe(tH2q  
                Add ;yqHt!N  
              /   \ " ]k}V2l  
            Divide   5 =/j!S|P  
            /   \ ,V j&  
          _1     3 Chl^LEN:  
似乎一切都解决了?不。 3d;J"e+?  
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。 >q?{'#i /  
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。 NApy(e 5%  
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: Jm)7!W%3  
2sgp$r  
template < typename Right > |1H9,:*%  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const "D>/#cY1/  
Right & rt) const ?{ \7th37  
  { \s)$AF  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); HZ!<dy3  
} /C'_-U?  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 6&<QjO  
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。 ^PE|BCs  
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。 Tt{X(I} J  
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。 ~C>;0a;<:  
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。 2N |iOog  
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? *qL'WrB1  
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: si~zg\uY  
sRBfLN2C  
template < class Action > ~x4]p|)</  
class picker : public Action 7Q'u>o  
  { OXZK|C;M}  
public : . WJ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} =n=!s{A:t  
  // all the operator overloaded U7/ =| Z  
} ; 0H%zkJ>Q  
}jce5E  
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。 "WmsBdO  
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: Wn=I[K&&  
je#LD  
template < typename Right > UWqiA`,  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const uF3{FYM{I  
  { .#sX|c=W  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =],c$)  
} v`'Iew }  
I5[@C<b  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > o[JZ>nm  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 Q;y4yJ$wI  
9' H\-  
template < typename T >   struct picker_maker ;InMgo,  
  { Iq19IbR8  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ['>r tV  
} ; d6m&nj  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > )B-[Q#*A-  
  { sGiK S,.K  
typedef picker < T > result; pnuwj U-  
} ; ^I6Vz?0Jl  
Q>\DM'{:4  
下面总的结构就有了: Mw+ l>92  
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。 jC>mDnX  
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。 F!?f|z,/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 E)p[^1WC  
至此链式操作完美实现。 |yj0Rv  
KL(s Vj^e  
j+lcj&V#  
七. 问题3 XMI5j7C L  
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。 ?mVSc/  
d}?KPJ{  
template < typename T1, typename T2 > 5[*8C Y  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "~Kph0-  
  { VggSDb  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); #+h#b%8  
} siV]NI ':|  
<O-R  
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: "ZNy*.G|[  
DbR!s1ux  
template < typename T1, typename T2 > &`]T# ">  
struct result_2 ]gA2.,)}D  
  { u Vv %k5  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Hy'EbQ  
} ; g>b{hkIXg  
w&hCt c  
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? .M[t5I'\  
这个差事就留给了holder自己。 R$eEW"]  
    ='e_9b\K  
 = ~*Vfx  
template < int Order > r0\C2g_X  
class holder; $RC)e 7  
template <> 64'sJc.   
class holder < 1 > z 7cA5'c  
  { 5@W63!N  
public : tC=K;zsXpz  
template < typename T > Efpj u(   
  struct result_1 y<BG-  
  { #rz!d/)Q  
  typedef T & result; O2lM;="  
} ; %w!x \UV  
template < typename T1, typename T2 > EyV5FWb58  
  struct result_2 B'PS-Jr  
  { \z@ :OR,  
  typedef T1 & result; cwHbm%  
} ; wr>6Go%  
template < typename T > v>j<ky   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const lm{4x~y$h  
  { #,"[sag  
  return (T & )r; 3?+t%_[  
} LF:~& m  
template < typename T1, typename T2 > Q} -YD.bx3  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $>wN:uN(  
  { "SC]G22  
  return (T1 & )r1; jS#YqVuN  
} 3CSwcD  
} ; VAdUd {  
vXak5iq>X  
template <> Q[T)jo,j%  
class holder < 2 > T-js*  
  { 1l.HQ IS  
public : & }_tALg  
template < typename T > vhU#<59a1  
  struct result_1 Z|3[Y@c \  
  { @,]$FBT"5  
  typedef T & result; 1_@vxi~aW_  
} ; |A=~aQot  
template < typename T1, typename T2 > ^*,?x  
  struct result_2 PaDm"+H@  
  { \`*]}48Z  
  typedef T2 & result; K8v@)  
} ; y XCZs  
template < typename T > ;_/!F}d  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const wZj`V_3  
  { 0.U- tg0  
  return (T & )r; hXc:y0 0  
} ~x+&cA-0A2  
template < typename T1, typename T2 > )qDV3   
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  Q 6r  
  { FJsM3|{2=d  
  return (T2 & )r2; }e>OmfxDBt  
} 78IY&q:v&0  
} ; )s ?Hkn  
fDChq[LAn  
Ece=loV*l  
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> >。 gjB(Pwx  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Z..s /K {  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: %^iBTfq2hc  
ERfSJ  
return l(i, j) = r(i, j); 5RKs 2 eV  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 'pT8S  
l~x 6R~q  
  return ( int & )i; o"qG'\x  
  return ( int & )j; z'Ut9u  
最后执行i = j; Mw6 Mt  
可见,参数被正确的选择了。 X $SXDb~G  
$KsB'BZy  
3nx*M=  
n?v$C:jLN  
F^!_!V B  
八. 中期总结  [4mIww%  
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: 0E^S!A 7  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 9#\oGzDN  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 7fW$jiw  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor fLuOxYQbf  
3o_@3-Y%  
n7bML?f'  
t28 y=nv  
3Zm;:v4y  
9i!|wkx  
九. 简化 4z^VwKH\j  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 mHc5NkvQC  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ['aiNhlbt  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: N. 0~4H %U  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 mzn#4;m$  
  +-*/&|^等 LC0g"{M  
2. 返回引用。 0G8zFe*p  
  =,各种复合赋值等 >2#F5c67  
3. 返回固定类型。 I=7 YAm[W  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) kp,$ NfD  
4. 原样返回。 f}Uf* Bp  
  operator, f<Y g_TG  
5. 返回解引用的类型。 d-B,)$zE  
  operator*(单目) knRs{1}Pw{  
6. 返回地址。 8/W2;>?wKc  
  operator&(单目) sE\Cv2Gx  
7. 下表访问返回类型。 *;~i\M9_  
  operator[] P"Y7N?\](  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 uiaZ@  
  operator<<和operator>>  $kY ]HI  
dU|&- .rG  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 m@g9+7  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: n fMU4(:  
)_1;mc8B  
template < typename Left > b4>1UZGW-  
struct value_return N"zm  
  { m 8P`n  
template < typename T > + y|Q7+  
  struct result_1 vFi+ExBU  
  { @ "/:Omh  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0W]vK$\F*  
} ; S H6T\}X:  
cA B<'44R  
template < typename T1, typename T2 > =$\9t$A  
  struct result_2 "_n})s f  
  { ZO]P9b  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; *+j r? |  
} ; >4nQ&b.u  
} ; B<&g  
$[+)N ~  
4 Xe8j55  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait B$_-1^L e  
Er<!8;{?  
下面我们来剥离functor中的operator() {EyWSf"  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 6K5mMu#4  
|eP5iy wg  
return l(t) op r(t) }hS$F  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ~SYW@o  
return op l(t) QQ./!   
return op l(t1, t2) m Q^SpK #  
return l(t) op %(:{TR  
return l(t1, t2) op !>)o&sM  
return l(t)[r(t)] `a9iq>   
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] &M6Zsmo  
Sgn<=8,6c  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: H}g p`YW:4  
单目: return f(l(t), r(t)); a.fdCI]%  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); (9v%66y  
双目: return f(l(t)); q5\iQ2f{WV  
return f(l(t1, t2)); <l<6W-I   
下面就是f的实现,以operator/为例 hY|-l%2f  
^#4Ah[:XA  
struct meta_divide @nIoIz D~  
  { +IG=|X  
template < typename T1, typename T2 > VUZeC,FfO  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) B{>x  
  { 'Ej+Jczzpp  
  return t1 / t2; 6dhzx; A  
} I6PReVIb  
} ; t)4] 2z)$  
mEyIbMci  
这个工作可以让宏来做: $0Un'"`S  
mnFmShu  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ >S]"-0tGD=  
template < typename T1, typename T2 > \ g1~wg$`S8S  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |g1Pr9{wy  
以后可以直接用 2Mj_wc   
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Wjr^: d  
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 5),&{k!  
(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。。。) HF*j=qt!  
/ACau<U]t  
C=JS]2W2  
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 \s7/`  
}4kQu#0o")  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?nZe.z-%6  
class unary_op : public Rettype W#\{[o  
  { co-1r/ -O  
    Left l; <7`U1DR=  
public : Ezr q2/~Q  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ZtY?X- 4_  
3!`_Q%  
template < typename T > :KS"&h{SY  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dnkHx  
      { /z:1nq  
      return FuncType::execute(l(t)); f6 s .xQ  
    } v7,-Q*  
_} K3}}  
    template < typename T1, typename T2 > ,h<x Y>  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j{6O:d6([$  
      { e@iz`~[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); h=^UMat-  
    } t :~,7  
} ; \{v-Xe&d^  
*:ErZ UyQM  
6W:FT Pt44  
同样还可以申明一个binary_op ]~ !CJ8d  
q>.C5t'Qx  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /4|_A {m{m  
class binary_op : public Rettype p!DOc8a.\e  
  { t*`Sme]"B  
    Left l; AuZISb%6  
Right r; ;te( {u+  
public : <k {_YRB  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N:~4>p44[  
>E3-/)Ti  
template < typename T > UhJ!7Ws$  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Lcf?VV}  
      { 8,(--A  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 1L?d/j  
    } A (H2Gt D  
Uyxn+j 5  
    template < typename T1, typename T2 > Z[>fFg~N4  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &.qLE  
      { 2*a9mi  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); .[Qi4jm>`  
    } Wr-I~>D%_  
} ; `I(ap{  
^# 4e_&4  
h6n!"z8H  
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 5sNN:m  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 F>GPi!O  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) *Uy;P>8  
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。 YMVi7D~;Q$  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Cq'{ %  
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。。。 *9aI\#}  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 G(BSe`f  
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) XVb9)a  
下面是修改过的unary_op 1hzf+*g  
?@kz`BY  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 2cSc 8  
class unary_op 9+/D\|"{  
  { Ql9>i;AGV  
Left l; {Ppb ;  
  C6h[L  
public : _!Pi+l4p/}  
6']G HDK  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} %UhLCyC/  
MZxU)QW1  
template < typename T > ]7oo`KcQ|  
  struct result_1 TK%q}bK,  
  { ,H8M.hbsQ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; H9(UzyN>i  
} ; rBi6AM/  
2%J] })  
template < typename T1, typename T2 > yu&muCA  
  struct result_2 pp(?rE$S  
  { eW8{ ],B  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; fEiNHVx  
} ; `Q#)N0  
:$gs7<z{rm  
template < typename T1, typename T2 > (`4&Y-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E1dhj3+3  
  { /3 VO!V]u  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 94|ZY}8|f  
} "] Uj _d  
{d]B+'  
template < typename T > IXlk1tHN4I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3x 7fa^umR  
  { e@S$[,8  
  return OpClass::execute(lt(t)); y?A*$6  
} EyA(W;r.  
&4 #%xg  
} ; +nim47  
g0;;+z  
cIC/3g}]  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug j]` hy"  
好啦,现在才真正完美了。 Z;BEUtR c  
现在在picker里面就可以这么添加了: "%S-(ue:  
FP7N^HVBG=  
template < typename Right > ]YfG`0eK<  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Qh6 vH9(D  
  { 6ecx!uc$  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 0NU3% 4?  
} .F2"tt?'  
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。 -[pfLo  
6}0_o[23  
V pzjh,r-j  
-*hPEgcV9  
Ey%[t  
十. bind wZbT*rU  
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。 dM19;R@4  
先来分析一下一段例子 G`&P|xYg  
`[XH=-p  
o1b.a*SZ  
int foo( int x, int y) { return x - y;} fA0wQz]u  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ;`kOFg#`)c  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 "LW\osjen  
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。 ,KF>@3f  
我们来写个简单的。 Y5B! *+h  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: N~or.i&a  
对于函数对象类的版本: (2"4PU8  
mo= @Zt  
template < typename Func > DYC2bs>  
struct functor_trait _ Qek|>  
  { ,zH\P+*  
typedef typename Func::result_type result_type; dVGcth;  
} ; u`oJ3mS;  
对于无参数函数的版本: xdY'i0fh  
AXi4{Q,  
template < typename Ret > fIatp  
struct functor_trait < Ret ( * )() > hp}rCy|01  
  { +9' )G-`qj  
typedef Ret result_type; z&um9rXR  
} ; 6& hiW]Adm  
对于单参数函数的版本: )=aq j@v  
N[O_}_  
template < typename Ret, typename V1 > 66+]D4(k  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > {_z6  
  { sk~7"v{Y.  
typedef Ret result_type; W=|'&UU Ul  
} ; Et}%sdS  
对于双参数函数的版本: Pl#u ,Y  
98_os2`  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > !y!s/i&P%  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > /jq"r-S"  
  { ~EYdEqS)  
typedef Ret result_type; gB,Q4acjj  
} ; oW(8bd)  
等等。。。 0&r}'f ?  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @ e7_&EGR?  
AO5a  
template < typename Func > *S4&V<W>  
struct func_return qzo)\,  
  { gK dNgU  
template < typename T > Vt9o8naz  
  struct result_1 Tilr%D(Q  
  { I4c %>R  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }2Im?Q  
} ; +yHzp   
CyB1`&G>  
template < typename T1, typename T2 > aIWpgUd`  
  struct result_2 Ox'K C  
  { =3,Sjme  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d{C8}U  
} ; )*o) iN 7l  
} ; X<1ymb3  
3|Ar~_]  
qEkhgJqk  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 UB% ;P-RD  
xz,M>Ua  
template < typename Func, typename aPicker > rmI@ #'  
class binder_1 }yCgd 5+_  
  { i'#%t/ u  
Func fn; .3 ^*_  
aPicker pk; z]O>`50Q  
public : Q?9eu%G6I  
YeF'r.Y  
template < typename T > 8}^ym^H|j  
  struct result_1 "M]`>eixL  
  { jqoU;u`  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; B_.>Q8tK;  
} ; -%t8a42  
ZJ_P=  
template < typename T1, typename T2 > [{_K[5i  
  struct result_2 P$G|o|h  
  { q{)Q ?E  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; jH4Wu`r;m  
} ; 6K9-n}z  
NMP*q @  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} It^_?oiK  
zU};|Zw  
template < typename T > zPb "6%1B  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P99s   
  { 83"C~xe?p4  
  return fn(pk(t)); \G1(r=fU  
} <NMOs"NB  
template < typename T1, typename T2 > >Q^*h}IdW  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gr$H?|n l  
  { s-xby~  
  return fn(pk(t1, t2)); k8"[)lDc.  
} ;4]l P  
} ; <4Cy U j  
W-ECmw(  
woK?td|/  
一目了然不是么? v_@&#!u`  
最后实现bind oI%.oP}G  
*r]#jY4qx  
-3:x(^|:K  
template < typename Func, typename aPicker > 93#wU})  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) OAz -w  
  { mdHC{sp  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); =p';y&   
} aA.TlG@zP  
%5H>tG`]   
2个以上参数的bind可以同理实现。 cj/FqU"  
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。 ZCVN+::Y  
\7,'o] >M-  
十一. phoenix  Z@`HFZJ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: O k~\  
ub] w"N  
for_each(v.begin(), v.end(), l=JK+uZ  
( /c1FFkq|K  
do_ I*K~GXWs#  
[ >j$CM:w  
  cout << _1 <<   " , " BK]q^.7+:  
] sxLq'3(  
.while_( -- _1), "$BWP  
cout << var( " \n " ) 07+Qai-]  
) -.E<~(fad  
); Z`b{r;`m8  
F 'U G p  
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: 3J}bI {3  
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 r 6STc,%5  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 AHhck?M^  
那么我们就照着这个思路来实现吧: RtR]9^:~  
jM90 gPX>,  
lH^[b[  
template < typename Cond, typename Actor > cf0D q~G  
class do_while UpS`KgF"v  
  { ;[@< ,  
Cond cd; m>6,{g)  
Actor act; puz~Rfn#*  
public : Vj"B#  
template < typename T > mPxph>o  
  struct result_1 jC<!Ny-$  
  { D[)g-_3f6<  
  typedef int result_type; 7PZ0  
} ; _S#uxgL<  
x,z+l-y  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ,m:YZ;J(Xd  
A@ EeX4N  
template < typename T > ]`&ws  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F"3PP ~  
  { ^l6q  
  do +)FB[/pXk  
    { X/TuiKe  
  act(t); ,\f!e#d  
  } Y zSUJ=0/  
  while (cd(t)); { CkxUec  
  return   0 ; 0zaE?dA]  
} @U(D&_H,K  
} ; QOkPliX  
ajW[}/)  
]w(i,iJ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). RUmJ=i'4/  
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。 WLEjRx  
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。 B`} ?rp  
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。 &<-Sxjj  
下面就是产生这个functor的类: Dg4 ?,{c9W  
70l"[Y  
|Gb"%5YD  
template < typename Actor > HP2]b?C  
class do_while_actor }N1Z7G  
  { TDdFuO'}  
Actor act; "8aw=3A  
public : `ej  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} PWOV~ `^;  
2![.Kbqa%  
template < typename Cond > qIa|sV\w0  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; <1Vz QH!o  
} ; _mKO4Atw  
s2Ivd*=mT  
e;R5A6|  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 &)OX*y  
最后,是那个do_ T%Vii*?M  
j8!fzJG  
Funep[rA  
class do_while_invoker w%)=`'s_  
  { *?7Ie;)  
public : )R+@vh#Q<$  
template < typename Actor > Y(ly0U}  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const dy;Ue5  
  { l=[<gPE  
  return do_while_actor < Actor > (act); &C<B=T"I  
} .G#S*L  
} do_; CE:TQzg  
oorit  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? >Qz#;HI  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 1Dg\\aUk  
最后来说说怎么处理break和continue |j$&W;yC  
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。 /pZLt)=P  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八