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
  • 6628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 YD[AgToo0  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jywS<9c@  
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, <O=0^V  
.+S%hT,v6i  
Iq%<E:+GL  
,EHLW4v  
  class filler IT:WiMDQ}  
  { xGyl7$J  
public : /1Gmga5  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} {Y5@SI yE  
} ; dBA&NW07  
w/ ~\NI  
Ws5N|g  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: MS#"TG/)  
Il4]1d|  
y@v)kN)Y9\  
jY\z+lW6A  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); KWDH 35  
41=H&G&  
cZ)JvU9]  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 F(.`@OO  
9O&m7]3  
F&uiI;+zJ  
cvy 5|;-u  
二. 战前分析 |BM#rfQ  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 >'Lkn2WI  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ,j>FC j>  
Z[VrRT,\c  
JtY$AP$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); |WS@q'  
  /* --------------------------------------------- */ ;39a`  
vector < int *> vp( 10 ); zd2_k 9  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); qJs_ahy(  
/* --------------------------------------------- */ ':}9>B3 S  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); h/A\QW8Sd  
/* --------------------------------------------- */ ;]xc}4@=mg  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); _)<5c!  
  /* --------------------------------------------- */ uQbag]&j  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ;;i419  
/* --------------------------------------------- */ m$W2E.-$'#  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); zQ:nL*X'Z"  
&a'mG=(K_c  
!BW!!/U  
qF^P\cD  
看了之后,我们可以思考一些问题: HOu$14g  
1._1, _2是什么? h #gI1(uL  
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。 +C;;4s)  
2._1 = 1是在做什么? [4C_iaE  
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。 2k=|p@V n~  
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。 72RTEGy  
^L.I9a#]  
2HVqJib4Yn  
三. 动工 03)irq%l;  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: rD$5]%Y  
kuBtPZ  
2{WZ?H93a  
vv)w@A:Vn)  
template < typename T > y|B HSc3  
class assignment uPcx6X3]  
  { p q?# X0  
T value; i@6g9\x+  
public : |FT.x9e-  
assignment( const T & v) : value(v) {} m;"[b (u  
template < typename T2 > `K0.6i [p  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ~X2 # z |  
} ; ~)$R'=  
VJ'-"8tY&  
&FRf-6/  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }8l+Jd3"  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 0Y* "RbG  
c"k nzB vy  
/|NyO+Io  
c99|+i50  
  class holder XFs7kTY  
  {  :Kyr}-  
public : _}j>  
template < typename T > 'HfI~wN  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const [7x;H  
  { xS/=9l/G  
  return assignment < T > (t); X`&Us  
} V6ECL6n  
} ; q2|z \  
JcP<@bb>B  
HL[V}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: S.iUiS"  
`ba<eT':  
  static holder _1; >o p/<?<  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 NR&a er  
X`v6gv5qj  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @ >'Wiq!  
而不用手动写一个函数对象。 @o@SU"[?_  
SK/}bZ;f  
t3}_mJ  
#,lbM%a  
四. 问题分析 -KbO[b\V  
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。 8Dxg6>  
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。 ( Ygy%O%  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 *3RD\.jPX  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 liB~vdqj  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^cW{%R>XY  
=$~x]  
五. 问题1:一致性 xzMpTZQ  
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?| |1!|SarM{B  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 c\P}Z Q  
*2pE39  
struct holder 4;H m%20g  
  { h\)ual_r[j  
  // 4K;0.W;~|  
  template < typename T > N/0Q`cQ-  
T &   operator ()( const T & r) const ;$!0pxL)s  
  { MD1d  
  return (T & )r; <;+QK=f  
} Lrx"Hn{  
} ; RM2feWm  
} -hH2  
这样的话assignment也必须相应改动: \sVzBHy d  
EG=U](8T  
template < typename Left, typename Right > },5LrX`L  
class assignment [A!=Hv_$  
  { H lFVc  
Left l; 6xh -m  
Right r; XxB%  
public : |QH )A  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z}VCiS0  
template < typename T2 > B%[#["Ol  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } |SJ%Myy  
} ; {iLr$ 89  
RKs_k`N0  
同时,holder的operator=也需要改动: .$G^c   
j\.pS^+  
template < typename T > ^=cX L  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const /xA`VyHO  
  { 'HvW&~i(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ER]C;DYX  
} ocp3JR_0  
|@>Zc5MY$  
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。 MhFj>t   
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 qP%[ nY  
$U_1e'  
return l(rhs) = r; H:1F=$0I9  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 %s%e5hU  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: QmPHf*w[  
TlQ5'0&I  
template < typename Tp > Tkf4`Gxd  
class constant_t %%O_:@9x,  
  { c$hoqi |tD  
  const Tp t; y3V47J2o  
public : t&bE/i_T  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .|kp`-F51  
template < typename T > = 6w(9O  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t9 id^  
  { {K=[Fu=  
  return t; {}PBYX R  
} DGAg#jh  
} ; ORV'dr  
37,)/8]lG  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 /z,+W9`  
下面就可以修改holder的operator=了 M^A;tPw  
Q F_K^(  
template < typename T > N aiZU  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const o648 xUP  
  { l>>, ~  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); @2$iFZq~  
} ws}>swR,  
g!;Hv  
同时也要修改assignment的operator() q/tC/V%@(  
.Wci@5:3  
template < typename T2 > kObgoMT<[  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 5adB5)`  
现在代码看起来就很一致了。 1Yv#4t  
[SLBA_d  
六. 问题2:链式操作 I03 45Hc  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 {7q +3f <  
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。 )N&v. w  
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。 3PZwz^oRh9  
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。 /`VtW$9-  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ? #;zB  
@)wNINvD  
template < typename T > ~{O@tt)F  
struct result_1 =gr3a,2  
  { {~d8_%:b  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; +4p gPv  
} ; Vt," 5c  
I:#Es.  
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: O/Wc@Ln  
(hX}O>  
template < typename T > & 5YI!; q,  
struct   ref xSHeP`P^X  
  { '| |),>~  
typedef T & reference; Z,Tv8;  
} ; # OQ(oyT  
template < typename T > YVLaO*( f  
struct   ref < T &> V0WFh=CM@  
  { q^w3n2  
typedef T & reference; wq&TU'O  
} ; KEj-y+  
Z)zmT%t  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 5zBsulRt  
~cx/>Hu  
template < typename T > S}*%l)vfR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const \TBY)_[ {  
  { $r=Ud >  
  return l(t) = r(t); G(~"Zt}?  
} @v,qfT*k7  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 N^. !l_  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :3Z"Qk$uR  
=w!14@W  
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 BqKh&m  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: sf5koe  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 az]S&\i7T  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ='cr@[~i  
最后的布局是: +H L]t'UEg  
                Add ;0VE *  
              /   \ UujFZg[-P9  
            Divide   5 ^dR5fAS  
            /   \ &H{KXX"X  
          _1     3 Q4MTedj1H  
似乎一切都解决了?不。 }A"%YDrNbG  
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。 LJMw-#61sj  
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。 }0Q6iHX@  
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: 1vQj` F  
0:(@Y  
template < typename Right > ukSi9| 1-,  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 8W"~>7/>D  
Right & rt) const rX#} 2  
  { 5sq#bvfJ o  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); f13%[RA9N  
} @`ttyI^1f  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 * 5#Y [c  
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。 B/Lx,  
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。 _6 ~/`_(KP  
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。 vxo iPqo  
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。 J,E'F!{  
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? h^5'i} @u  
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: Ui46 p  
toEmIa~o6  
template < class Action > .Go3'$'v  
class picker : public Action 9)QvJ87e@7  
  { V< @]Iv  
public : |:tFQ.Z'2  
picker( const Action & act) : Action(act) {} h2Z Gh  
  // all the operator overloaded iCIu]6  
} ; z rt8ze=Su  
a-,BBM8|  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 @"H+QVJ@  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: P~:W+!@5v  
ht S5<+Y  
template < typename Right > m(8t |~S  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const @fbB3  
  { H0s,tTK8  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); g!O(@Sqp1  
} m4 *Rr  
cV5Lp4wY?  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > swnov[0  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 o=2y`Eq  
c;ELAns>  
template < typename T >   struct picker_maker >b0e"eGt  
  { ^6ZA2-f/<8  
typedef picker < constant_t < T >   > result; *IGgbg[0  
} ; n5%rsNxg  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > eGblQGRS  
  { `W8GfbL  
typedef picker < T > result; =1%3". "n@  
} ; \,E;b{PQo6  
J%;TK6  
下面总的结构就有了: R)#D{/#FW  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ewk62 {  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 H>`?S{J  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 }{S W~yW  
至此链式操作完美实现。 c`y[V6q9  
2ZB'WzH.X  
-[x^z5Ee`  
七. 问题3 Z| +/Wl-h  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Ne.W-,X^cL  
A[ZJS   
template < typename T1, typename T2 > _#e='~;  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bI=\n)sEz  
  { z1F[okLA  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); -rlxxLT+  
} z$`=7 afp  
s&M6DFlA  
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: HlY4%M5q/  
>0i?}  
template < typename T1, typename T2 > Tfgx>2  
struct result_2 } CJQC  
  { d"nE+pgE  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; z_< 7T4  
} ; w-|i8%X  
aIZ@5w"7  
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? z8= Gc$w!  
这个差事就留给了holder自己。 &|26x >  
    U\ y?P:yy  
L$@^EENS  
template < int Order > 6$b"tdP  
class holder; p(~>u'c  
template <> SA{A E9y  
class holder < 1 > ZsUxO%jP  
  { :j vx-jQ  
public : zpIl'/ i  
template < typename T > 2:/'  
  struct result_1 2 ,;+)  
  { EH]5ZZ[Z  
  typedef T & result; pH?VM&x  
} ; RWXj)H)w  
template < typename T1, typename T2 > F1)Q#ThF\  
  struct result_2 &H,j .~a&l  
  { Hv<%_t_/  
  typedef T1 & result; l8%x(N4  
} ; iH( K[F /  
template < typename T > =2)5_/9au  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const OsAXHjX}  
  { Z.:5< oEKg  
  return (T & )r; Yk:fV&]  
} 5}~*,_J2Z  
template < typename T1, typename T2 > =6j  5,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 91%+Bf()J6  
  { q[1H=+  
  return (T1 & )r1; 1U~AupHE  
} -Z<e`iFQS  
} ; n@5pS3qZ  
brNe13d3~"  
template <> V@8 4Cb  
class holder < 2 > u sR19_E-  
  { z>&Py(  
public : #:vosVqG  
template < typename T > WMZa6cH  
  struct result_1 =q^o6{d0"  
  { =5%jKHo+9z  
  typedef T & result; ~5`rv1$  
} ; "(/|[7D)  
template < typename T1, typename T2 > l?a(=  
  struct result_2 ,<|EoravH  
  { )dJM  
  typedef T2 & result; Nt&}T  
} ; R/b)hP ~  
template < typename T > FI*.2rdSR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \"_;rJ{!aE  
  { 5cxA,T  
  return (T & )r; iyu%o9_0  
} 7-w +/fv  
template < typename T1, typename T2 > f&ZxG,]H i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const >('L2]4\v  
  { Rh9>iA@fd  
  return (T2 & )r2; A T+|}B!  
} 1F/`*z  
} ; =9YyUAJZ  
lV`y6{o#T  
!o:RIwS3  
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> >。 vp4!p~C{  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 5D-xm$8C  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: K,|Gtaa~  
s3_i5,y  
return l(i, j) = r(i, j); Z=R>7~H  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) (~}yt.7K  
=d7lrx+z  
  return ( int & )i; zBB4lC{q  
  return ( int & )j; "KW\:uc /  
最后执行i = j; QCa$<~c  
可见,参数被正确的选择了。 >efYpd#^  
//Hn[wEOh  
i<bFF03*S  
mmTc.x h  
f&8&UL>e`  
八. 中期总结 5p94b*l  
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: i layU  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 > g8;x#  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 z:RwCd1\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor M)I&^mm39  
\KLWOj%  
<R*.T)Z1  
~Rk6@&ZS}  
HHWB_QaL  
;'}1   
九. 简化  4rwfY<G  
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。 @ L%3}  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Cg}cD.  
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: 8cfxKUS  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 uzho>p[ae  
  +-*/&|^等 H`),PY2  
2. 返回引用。 +X cB5S>  
  =,各种复合赋值等 q^( [ & +  
3. 返回固定类型。 K}`.?6O  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) '"~|L>F%G  
4. 原样返回。 hP`3Ao  
  operator, zg)Z2?K|;u  
5. 返回解引用的类型。 t \DS}3pv  
  operator*(单目) V2i*PK X  
6. 返回地址。 lsY5QE:Qrp  
  operator&(单目) s#)fnNQ ,  
7. 下表访问返回类型。 @]Iku6d-  
  operator[] Rc0OEs%7P  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 j@ UIN3  
  operator<<和operator>> RA>xol~xy  
ud'r ?QDM  
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。 f/*Xw{s#  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: iZg v VH  
BGLJ>zkq  
template < typename Left > ) (PA:j  
struct value_return r$=iM:kERC  
  { P9G c)$6{p  
template < typename T > a&.8*|w3  
  struct result_1 |"5NI'X?  
  { 5z5#_*)O  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; EXS 1.3>  
} ; y''`73U"  
p8%x@%k  
template < typename T1, typename T2 > FGzB7w#  
  struct result_2 +QtK "5M  
  { ojT TYR{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ~U~KUL|  
} ; rzLpVpTaz  
} ; Y71io^td~j  
*]W{83rXQ  
w/~,mzM"  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait #If}P$!  
,l&Dt,  
下面我们来剥离functor中的operator() hG uRV|`  
首先operator里面的代码全是下面的形式: HB||'gIC  
\P^WUWY  
return l(t) op r(t) eqZ V/a  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) #=OKY@z/  
return op l(t) :nC Gqg  
return op l(t1, t2) xl5mI~n_~  
return l(t) op +]Po!bN@@  
return l(t1, t2) op ht!o_0{~  
return l(t)[r(t)] a+uSCs[C  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] vCFMO3  
^UEI`_HO0  
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: t}c ymX~  
单目: return f(l(t), r(t)); BCJo/m  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); % E3  
双目: return f(l(t)); QPg QM6  
return f(l(t1, t2)); yS@c2I602  
下面就是f的实现,以operator/为例 !X` 5  
[ZZ~^U5  
struct meta_divide (5cc{zKtR  
  { l"f.eo0@7  
template < typename T1, typename T2 > %qV=PC  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 4sP0oe[h  
  { PL@hsZty~c  
  return t1 / t2; vCb3Ra~L`  
} )%-FnW  
} ; ]p\7s  
\v)Dy)Vhg2  
这个工作可以让宏来做: QpBgG~h"  
&;&i#ZO  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ (]w_}E]N  
template < typename T1, typename T2 > \ Dwj!B;AZ_  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; "|{ NRIE  
以后可以直接用 Qo4]_,kR  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) po4seW!  
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 Yev] Lp  
(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。。。) ~4"adOv  
P%8 Gaa=  
|cEJRs@B  
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 AA6_D?)vv  
Y}&//S A  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > aqQ YU5l4~  
class unary_op : public Rettype 6y)TXp  
  { f7Y0L8D  
    Left l; ZgP=maQk  
public : s )POtJ<  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} + 0{m(%i  
Qj.]I0d  
template < typename T > MRR5j;4GK  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $]2srRA^A  
      { jV2L;APCq  
      return FuncType::execute(l(t)); 6}6;%{p"Gu  
    } Oh3AbpTT  
@%d g0F}h  
    template < typename T1, typename T2 > 'Ybd'|t{}  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t3|If@T  
      { k@L},Td  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); /BjM&v(5/  
    } 9]<p  
} ; i,r O3J n  
z#ab V1 Xi  
P"Lk(gY  
同样还可以申明一个binary_op wzVx16Rvc  
B 7zyMh   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4nK\gXz19  
class binary_op : public Rettype t~H'Ugv^  
  { j]U sb_7  
    Left l; 29("gB  
Right r; 9^6E> S{=  
public : QkS~~|0EI>  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} VkTdpeBV  
*1"xvle  
template < typename T > ZJ}9g(X..g  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S96H`kedZo  
      { mFfw*,M  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); N[~{'i  
    } BgRfy2:  
$&& mGD;?K  
    template < typename T1, typename T2 > dn(I$K8  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [EI~/#;  
      { !m"LIa#/Cs  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;\ ^'}S|3Z  
    } Jmrs@  
} ; 8mjPa^A  
v%v(-, _q  
=lT~  
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 HK&Ul=^VN|  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 .B?6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3 <}\{jT  
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。 +Ysm6n '  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 5pSo`)  
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。。。 -AnQZy  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 2;Vss<hR4A  
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) ~e*3_l>9  
下面是修改过的unary_op -FQ!  
Ne<={u%  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > x\PZ.o  
class unary_op %LyZaU_sB  
  { <7'`N\a  
Left l; a%| I'r  
  FvYgpbEZ  
public : |osu4=s|  
XJg8-)T#  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} EQe!&;   
= og>& K  
template < typename T > ^*s DJ #  
  struct result_1 g)0>J  
  { ~o{GQ>  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; F.{{gpI  
} ; $HgBzZ7A2  
x }\x3U  
template < typename T1, typename T2 > O[}{$NXw  
  struct result_2 {1?94rz  
  { U*sjv6*T  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w`BY>Xft0  
} ; Kny0 (  
eTg8I/ )%B  
template < typename T1, typename T2 > "/e_[_j  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L& =a(  
  { }9:( l  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); d}D%%noIu  
} \Ui3=8(  
k;5$]^x  
template < typename T > 42/MBP`\Y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TF]bmM})0  
  { *JnY0xP  
  return OpClass::execute(lt(t)); J?6.yL;  
} 7Qdf#DG  
rA+UftC:p6  
} ; Vn&{yCm3  
cp1-eR_&  
/80H.|8O  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug r ^=rs!f@  
好啦,现在才真正完美了。 EPEWyGw  
现在在picker里面就可以这么添加了: 8y:/!rRN  
;x<5F+b  
template < typename Right > mJxr"cwHl  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const (vX) <Z !  
  { Zv]'9,cbk  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); / esdtH$=  
} 6=cfr; BH2  
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。 ( p(/  
yMG(FAyu  
z*V 8l*  
su$IXI#R-&  
.7 K)'  
十. bind j_I[k8z  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 In[rxT~K}Q  
先来分析一下一段例子 BiY-u/bH9a  
dU}Cb?]7s  
m+UWvUB)  
int foo( int x, int y) { return x - y;} G2$<Q+UYs?  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 jz,K>   
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 QhhL_vP  
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。 GB%kxtGD;\  
我们来写个简单的。 O2pntKI  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: q t(+X  
对于函数对象类的版本: Hs:0j$  
mXYG^}  
template < typename Func > !hs33@*u~  
struct functor_trait sX@}4[)<&  
  { (k^% j  
typedef typename Func::result_type result_type; p< Y-b,&  
} ; o3"Nxq"U  
对于无参数函数的版本: ( ]E0fjk  
#fYRsVQ  
template < typename Ret > U[0x\~[$K  
struct functor_trait < Ret ( * )() > |,bP` Z  
  { &\>=4)HB;  
typedef Ret result_type; {MRXK nm;e  
} ; Y#,&Tu  
对于单参数函数的版本: s.X .SJ  
T,a71"c  
template < typename Ret, typename V1 > '[Sm w'n6-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > c@E;v<r'  
  { ]'NL-8x">  
typedef Ret result_type; DsB30  
} ; 57fl<IM  
对于双参数函数的版本: 4wMZNa<Sx  
y Nc@K|  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ?gsPHPUS  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > j.&Y'C7GOC  
  { KuRJo]  
typedef Ret result_type; /78zs-  
} ; ;J@U){R  
等等。。。 KqN;a i,F  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 4U8N7  
)x,/+R]{8l  
template < typename Func > 2tb+3K1  
struct func_return u`.3\Geh  
  { 4s e6+oJe  
template < typename T > {#.<hPXn  
  struct result_1 D6dliU?k  
  { Z2U6<4?1%  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "{S6iH)]8  
} ; \#h{bnx  
1{ H=The  
template < typename T1, typename T2 > b'ZzDYN  
  struct result_2 O$nW  
  { ]xkh"j+W  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Pn,>eD*g  
} ; {Rdh4ZKh  
} ; f\rE{%  
;reBJk  
J-|&[-Z  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 4@+']vN4  
Q>q-6/|UX  
template < typename Func, typename aPicker > R XCjYzt  
class binder_1 ?I8r2M]  
  { uHsLlfTn  
Func fn; ?y]R /?  
aPicker pk; i[?VF\Y(  
public : nC%<BatQ  
]v/pMg#-  
template < typename T > NQGa=kXeJ  
  struct result_1 ,#czx3?4  
  { C hQ] d  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; nQOzKw<j%  
} ; TI}a$I*  
dVPY07P  
template < typename T1, typename T2 > K.=5p/^a  
  struct result_2 =van<l4b#n  
  { (wFoI}s  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 27+~!R~Yw  
} ; F( 4Ue6R  
`g_r<EY8/  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}  m^\&v0  
A/"<o5(T(P  
template < typename T > Y_}_)nE@m  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =:Yrb2gP_\  
  { Lu~E5 ,  
  return fn(pk(t)); C;5`G *e  
} -%0pYB  
template < typename T1, typename T2 > gAh#H ?MM  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q5hOVD%  
  { jJaMkF;f  
  return fn(pk(t1, t2)); bsm/y+R  
} #K`0b$  
} ; fLpWTkr0  
F @<h:VVP  
SA#01}&p  
一目了然不是么? =k*XGbU  
最后实现bind mr2Mu  
k+%&dEE|vH  
?(U a+*b  
template < typename Func, typename aPicker > 73 4t  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) U{KnjoS  
  { <@# g2b  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Y]=k"]:%  
} "hQGk  
cRMyYdJ o  
2个以上参数的bind可以同理实现。 : h(Z\D_  
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。 gkX7,J-0  
0VrsbkS  
十一. phoenix {n&n^`Em  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Z)IF3{*  
D)bL;h  
for_each(v.begin(), v.end(), IRdR3X56  
( 6O/c%1VHA3  
do_ )Fp$ *]|  
[ L+VQtp &"  
  cout << _1 <<   " , " ?E_;[(Mcr  
] m?; ?I]`  
.while_( -- _1), sYo&@~T  
cout << var( " \n " ) Ozhn`9L+1!  
) MRw4?HqB  
); ?:M4GY" gV  
[KFCc_:  
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: q2r$j\L%  
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 o ^ \+Ua  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 .P`QCH;Ih  
那么我们就照着这个思路来实现吧: R8:5N3Fx  
jV9oTH-  
qp)Wt6 k?  
template < typename Cond, typename Actor > BVj(Q}f8  
class do_while liG|#ny{  
  { !yVY[  
Cond cd; 'l`prp3  
Actor act; L&y"oAp<  
public : &PH:J*?C}  
template < typename T > \gkhSL q  
  struct result_1 x@QNMK.7  
  { 'e*w8h  
  typedef int result_type; Cl9rJ oT  
} ; ^-Ygh[x  
~ +>e hU  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} P[-do  
*Ti"8^`6  
template < typename T > ]j>`BK>FE  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const XXhN; -p  
  { n-xdyJD  
  do _'ebXrbZB  
    { #AB5}rPEI  
  act(t); oPF]]Imu  
  } ?]D))_|G  
  while (cd(t)); utBrH  
  return   0 ; P$0c{B4I  
} 7)Vbp--b#  
} ; iF MfBg  
nT}Wx/aT  
F81EZ/  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). N6of$p'N  
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。 T)OR HJ&,  
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。 xpO;V}M|  
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。 [FrLxU  
下面就是产生这个functor的类: czU"  
V2`Ud[  
uDXV@;6<  
template < typename Actor > Z]R#F0"U  
class do_while_actor d@1^U9sf  
  { 0IdA!.|  
Actor act; H8[A*uYL  
public : uSRhIKy  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} A)3H`L  
,OubKcNg  
template < typename Cond > <qpzs@  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; R3U|{vgl  
} ; @!'}=?`  
ZAU#^bEQB  
K0_gMi+bR  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 @v ^j<B  
最后,是那个do_ }mK,Bi?bj  
^g|cRI_"  
-y$6gCRY  
class do_while_invoker ls&H oJ7  
  { {QylNC9  
public : mB"I(>q*M  
template < typename Actor > t"YsIOT:O"  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const !OY}`a(z  
  { tE {M  
  return do_while_actor < Actor > (act); e2N K7  
} v\4<6Z:4  
} do_; *9$SFe|&n:  
jq*`| m;Q  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? j}",+H v  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 `R: W5_n  
最后来说说怎么处理break和continue zD<W`_z  
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。 <{bxOr+  
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