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
  • 3490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 Ss+F9J  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 (Y>U6  
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, BMF3XcH~G  
%WmZ ]@M  
I'P.K| "R  
H'']J9O  
  class filler /:^tc/5U ]  
  { DSTx#*  
public : ;wp W2%&  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} -/1d&  
} ; HK? Foo?  
r@;$V_I  
R,XD6'Q  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: "hfw9Qm  
we @Yw6<  
?!rU |D  
l; */M.B  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ^=3 ^HQ'Zm  
3!1&DII4  
5'),)  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 5,Qy/t}K  
@i\7k(9:A  
-<_+-t  
La@\q[U{@  
二. 战前分析 (1OW6xtfG  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 \gjl^# ;  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 uTxX`vH@!  
P: jDB{  
EC0zH#N  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {P,>Q4N  
  /* --------------------------------------------- */ .`b4h"g:  
vector < int *> vp( 10 ); _3*: y/M_  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); @^B S#  
/* --------------------------------------------- */ 8a_ UxB  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3KB| NS  
/* --------------------------------------------- */ USH@:c#t  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9T?~$XlX  
  /* --------------------------------------------- */ $gXkx D  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' );  ?L`MFR  
/* --------------------------------------------- */ tuX =o  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &II JKn|_  
{(8U8f<'=y  
CD*f4I#d  
Ka[Sm|-q  
看了之后,我们可以思考一些问题: (K!M*d+  
1._1, _2是什么? 7g {g}  
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。 -9hp+0 <  
2._1 = 1是在做什么? mYzsT Uq  
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。 oSpi{ $x  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 W9:fKP  
z0EjIYI[N  
m T>b ;  
三. 动工 j=`y  @~  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: cg>!<T*  
aUsul'e;M  
ZJiuj!  
V,99N'o~x  
template < typename T > r@N39O*Wq  
class assignment m~A[V,os  
  { &ryl$!!3H  
T value; 8#NIs@DJ  
public : &<\4q  
assignment( const T & v) : value(v) {} P2A]qX  
template < typename T2 > dm/-}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ,(1vEE[9-  
} ; \<0G kp  
yf0vR%,\  
+H2m<  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 B]+7 JB  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 0R2S@4%Y  
1Xk{(G<\  
9&|12x$  
E7d~#  
  class holder y\r^\ S9%  
  { B;Q`vKY  
public : `2 %eDFZ  
template < typename T > %RfY`n  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const F``EARG)iu  
  { 1[fkXO{  
  return assignment < T > (t); Zpn*XG  
} ntA[[OIFO  
} ; yH0yO*R Z  
02]8|B(E90  
6Y92&  
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: b n<I#ZH2  
)D6'k{6M  
  static holder _1; 0{U]STj  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 i4{ /  
*Dd(+NI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2ZTyo7P  
而不用手动写一个函数对象。 k=ior  
X$j|/))  
MIk #60Ab  
eE#81]'6a  
四. 问题分析 cAsSN.HFS  
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。  gnKU\>2k  
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。 rS,* s'G  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 FEm1^X#]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 >h/)r6  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _^ CQ*+F  
<.?^LT  
五. 问题1:一致性 z Et6  
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?| :3E8`q~c1  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 kcma/d  
WL]Wu.k  
struct holder )M|O;~q  
  { $z`cMQ r  
  // fed[^wW  
  template < typename T > Z7KB?1{G  
T &   operator ()( const T & r) const b& _i/n(  
  { SzgY2+Qq  
  return (T & )r; V fE^g\Ia  
} 3LmBV\["  
} ; @4  
XSHwE)m  
这样的话assignment也必须相应改动: )P(d66yq'u  
c!(~BH3p  
template < typename Left, typename Right > {8>_,z^P)  
class assignment U# FJ8CD&u  
  { LzEE]i  
Left l; fO^EMy\  
Right r; .eDxIWW+ft  
public : mXN1b!  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =E6i1x%j  
template < typename T2 > yo Q?lh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } o<Rxt *B  
} ; Li<266#A!  
UmP?}Xw6  
同时,holder的operator=也需要改动: _6QLnr&@j  
u[6`Jr~  
template < typename T > (-G(^Tn  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ]( U%1  
  { oN1wrf}Sh  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Jb)eC?6O  
} @]VvqCk  
B#Oc8`1Y  
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。 WkU) I2oH  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 61eKGcjs:  
[jtj~]&mO  
return l(rhs) = r; 5  a*'N~  
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。 ke;*uS  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: d= T9mj.@  
!tFU9Zt  
template < typename Tp > V"Y Fu^L  
class constant_t \PtC  
  { XR=c 8f  
  const Tp t; U%B]N@  
public : C}DG'z9  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 37M[9m|D*  
template < typename T > ,[K)E  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const n9-q5X^e>  
  { 2YP"nj#  
  return t; iYfLo">  
} {$QF*j  
} ; hz~CW-47  
7+Jma!o  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 2M( PH]D  
下面就可以修改holder的operator=了 uK&wS#uY  
h+'eFAZ  
template < typename T > ZZ.0'   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const krnk%ug  
  { dW=D]  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ?\p%Mx?   
} /o06hy  
!A^w6Q;`V  
同时也要修改assignment的operator() 2O)Kn q  
RxDxLU2kt  
template < typename T2 > yfw>y=/p  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } !+26a*P  
现在代码看起来就很一致了。 [XU{)l  
u>i+R"hi"  
六. 问题2:链式操作 aBtfZDCfzp  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [@l v]+@  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 "j@IRuH  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 O t4+VbB6  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 R;-FZ@u/  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct "62Ysapq+  
{pJ@I=q  
template < typename T > Y| N vBr  
struct result_1 /*p?UW<*4  
  { *$Wx*Jo  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Kd[`mkmS  
} ; ,DUQto  
2Z9gOd<M~  
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: G|Yp <W%o  
n~>CE"q  
template < typename T > ~aq?Kk  
struct   ref +nyN+X34B  
  { y8WXp_\  
typedef T & reference; &8YI)G%  
} ; ; dHOH\,:  
template < typename T > VEYKrZA  
struct   ref < T &> uB&I56  
  { SIBIh-L  
typedef T & reference; BHBT=,sI  
} ; f+88R=-u6S  
K}*p(1$u  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: MVU'GHv  
iO=uXN1g  
template < typename T > Ue\oIi  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Q\>SF  
  { wTuRo J  
  return l(t) = r(t); bFdg '_  
} .+~kJ0~Y  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 snzH}$Ls  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 WMz|FFKVY  
Sw9mrhzJfe  
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 G;#t6bk  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: DdZ_2B2  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 `YU:kj<6  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 U,3K6AZA 7  
最后的布局是: nsw8[pk  
                Add ~322dG  
              /   \ i@?<]n  
            Divide   5 D@ 1^:'$V  
            /   \ ScmzbDu  
          _1     3 D'hr\C^  
似乎一切都解决了?不。 gl{P LLe[}  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 yT9RNo/w  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ~ilBw:L-3  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: .?)oiPW#  
<+JFal  
template < typename Right > 7Z:l;%]K  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const P*=3$-`  
Right & rt) const l8Iy 03H  
  { 7(iRz  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~ 5qZs"ks  
} :qKY@-t7H  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 00x^zu?N  
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。 EC\:uK  
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。 gK_[3FiKt  
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。 b6M)qt9R  
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。 mztq7[&-  
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? qBrZg  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: y(BLin!O.  
e$|)wOwU  
template < class Action > F&j|Y>m  
class picker : public Action \B +SzW  
  { `fh_8%m]*  
public : gM[ J'DMW  
picker( const Action & act) : Action(act) {} _@?Jx/`;bk  
  // all the operator overloaded 03\8e?$  
} ; 90k|u'ikOp  
rSCX$ @@F  
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。 nk.E q[08  
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: f3B8,>  
tF1%=&ss  
template < typename Right > wD Y7B  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "r3s'\  
  { 7n]%`Yb  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); nM}`H'0  
} ;AA7wK 4  
#mxfU>vQ:  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ~TIZumGB  
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。 TmH13N]  
_jKVA6_E  
template < typename T >   struct picker_maker rZ4<*Zegv  
  { T1[ZrY'0  
typedef picker < constant_t < T >   > result; >x0lSL0y  
} ; 7}85o J  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > m)w- mc  
  { -\v8i.w0  
typedef picker < T > result; >5W"a?(  
} ; L 'Rapu  
y{P9k8v!z  
下面总的结构就有了: BkqW>[\5xm  
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。 q9]L!V 9Rv  
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。 7u0R=q  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 5!p'n#_  
至此链式操作完美实现。 _ 9]3S>Rn  
I"?&X4%e  
e!'u{>u  
七. 问题3 (19<8a9G  
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。 u6d~d\  
}f*S 9V  
template < typename T1, typename T2 > XmR5dLc8  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <Wq{ V;$  
  { /hR]aw  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); o:*iT =l  
} ixpG[8s  
f_Bf}2Eedj  
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: DMW:%h{  
(fb\A6  
template < typename T1, typename T2 > h%e!f#  
struct result_2 BBj"}~da  
  { b;ZAz  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; rJj~cPwL"  
} ; 1OS3Gv8jc~  
POs~xaZ`H  
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? cNv c pv  
这个差事就留给了holder自己。 zt}p-U2I  
    ,KaWP  
g+*[CKO{  
template < int Order > YJsi5  
class holder; RjHpC7b*%  
template <> ?!-im*~w  
class holder < 1 > wB"Gw` D  
  { $4,6&dwg  
public : 54%}JA][  
template < typename T > JFdzA  
  struct result_1 hKYPH?b%  
  { I%xJ)fIK  
  typedef T & result; 8 \Oiv$r  
} ; 4tWI)}+ak  
template < typename T1, typename T2 > )CQ}LbXZy  
  struct result_2 CgE5;O  
  { zf u78  
  typedef T1 & result; (DAJ(r~  
} ; 5)6%D  
template < typename T > PCjY,O  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const n3,wwymQ  
  { "KwKO8f  
  return (T & )r; NE"fyX`  
} 7C^ nk z  
template < typename T1, typename T2 > OSk9Eb4ld  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const h (2k;M^s  
  { `;@4f |N9  
  return (T1 & )r1; PD4E& k  
} JnJz{(c  
} ; KYN{iaj  
}FVX5/.'  
template <> ObzlZP r@  
class holder < 2 > ry"zec B  
  { (7,Awf5D~  
public : wYG0*!Vj  
template < typename T > ?Pc 3*.  
  struct result_1 p7er04/}\  
  { Z]d]RL&r  
  typedef T & result; YZ@-0_Z  
} ; [%kucGC7  
template < typename T1, typename T2 > :DJ@HY  
  struct result_2 w4a7c  
  { 5;Xrf=  
  typedef T2 & result; *E'K{?-K  
} ; wt;aO_l  
template < typename T > xkovoTzV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const F eLP!oS>  
  { B?Skw{&  
  return (T & )r; (%}C  
} Y2EN!{YU  
template < typename T1, typename T2 > !)34tu2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const wP*Z/}Uum+  
  { ,jmG!qJb  
  return (T2 & )r2; b??1Up  
} 3LR Eue7Gr  
} ; RSC-+c6 1  
_(foJRr  
-f=hL7NW  
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> >。 /jD'o>  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: KG$2u:n  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 9j`-fs@:  
|{T2|iJI  
return l(i, j) = r(i, j); }__+[-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) A$cbH.  
_L":Wux  
  return ( int & )i; bSfQH4F  
  return ( int & )j; "Cb<~Dy  
最后执行i = j; 6tguy  
可见,参数被正确的选择了。 F04Etf 2k  
R8l9i2  
3 6 ;hg #  
"f_Z.6WMY  
a 2TC,   
八. 中期总结 g:U ul4  
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: cht#~d  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ZtVa*xl  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 O;2 u1p'iP  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor b3+PC$z2h  
S6]':  
tS$Ne7yk e  
4KCxhJq  
L@XeAEIq  
e=2D^ G#qE  
九. 简化 F*f)Dv$p  
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。 ]_s]Q_+E  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 sXu]k#I^"  
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: YVT^}7#  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 DZue.or  
  +-*/&|^等 s><co]  
2. 返回引用。 00i9yC8@6  
  =,各种复合赋值等 N2>JG]G  
3. 返回固定类型。 bb{+  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 3>+;G4  
4. 原样返回。 mX89^  
  operator, fvD wg  
5. 返回解引用的类型。 *M:Bhw  
  operator*(单目) DN+`Q{KS  
6. 返回地址。 n[@Ur2&)  
  operator&(单目) 9!LAAE`  
7. 下表访问返回类型。 jJ|;Nwm<[  
  operator[] lK-I[i!  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 PO&`r r  
  operator<<和operator>> f@0`,  
c,@6MeKHq  
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。 *D,T}N  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: E' Bt1 u  
jkq+j^  
template < typename Left > a;K:~R+@,  
struct value_return isjkfl-!  
  { o&]qjFo\m  
template < typename T > k;sUDmrO  
  struct result_1 @UKd0kxPN{  
  { X 6)LpMm  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; SpgVsz  
} ; cnR>)9sX  
-LyIu#  
template < typename T1, typename T2 > ze- iDd_y  
  struct result_2 T1E{NgK  
  { L" o6)N  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; uyj5}F+O  
} ; ;c`B '  
} ; `d8TA#|`  
)l=j,4nn  
-8Ii QRS  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait v,jU9D \  
J ?&9ofj&  
下面我们来剥离functor中的operator() P.o W#Je  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L|<Mtw  
oW6.c]Vo  
return l(t) op r(t) WCH>9Z>cj  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) >9 iv>  
return op l(t) KvQ9R!V  
return op l(t1, t2) du !.j  
return l(t) op "jSn`  
return l(t1, t2) op FB@G.f  
return l(t)[r(t)] yZ`\.GgC^&  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] (~jOtUyT  
WI%,m~  
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: `)'YU^s  
单目: return f(l(t), r(t)); L,i-T:Z~=  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); }sFHb[I &  
双目: return f(l(t)); IoC,\$s,  
return f(l(t1, t2)); OHU(?TBo  
下面就是f的实现,以operator/为例 B-RaAiE@  
\?j(U8mB>  
struct meta_divide ;/v^@  
  { @c.pOX[]m,  
template < typename T1, typename T2 > %lBFj/B  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) }{$@|6)R   
  { m`/OO;/;  
  return t1 / t2; s SDBl~g  
} 0:XmReO+k  
} ; ,-):&V:jF  
u URf  
这个工作可以让宏来做: YJ6Xq||_  
k@?<Aw8 _X  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ :0J;^@   
template < typename T1, typename T2 > \ 5lT lZRH1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Af;$}P  
以后可以直接用 ="V6z$N  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) LVSJK.B  
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 e. [h  
(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。。。) "h "vp&A  
C`fQ` RL\  
|q?A8@\u  
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 ^W^%PJ D |  
[|vd r.  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > b<%6aRC\  
class unary_op : public Rettype #}.db?[Rv  
  { .k}h'nE  
    Left l; )/UkJ/}j  
public : Qk((H~I}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} d;`JDT  
ZPXxrmq%  
template < typename T > s\@!J.Da  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hUqIjcuL4  
      { ,ecFHkT>  
      return FuncType::execute(l(t)); ]\{EUx9  
    } _o;alt  
8IO4>CMkv  
    template < typename T1, typename T2 > HM`;%0T0(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2gA6$s7  
      { I'JFt>]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); `U(FdT  
    } kxh $R>  
} ; KcHW>IBxdv  
Up~#]X  
&U:;jlST9  
同样还可以申明一个binary_op -Wf 2m6t  
)<%GHDWL  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T{Av[>M  
class binary_op : public Rettype LBTf}T\  
  { iNcB6,++  
    Left l; [S4<bh!  
Right r; XLB7 E  
public : )Zox;}WK+  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} H?PaN)_6-+  
kIyif7  
template < typename T > Esd A %`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const d4~!d>{n|c  
      { ZjWI~"]  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Mp}U>+8  
    } up1kg>i%"  
t\ ym4`"  
    template < typename T1, typename T2 > *5u0`k^j  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'bTtdFvJ  
      { q>t#5Z81  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); b}WU  
    }  Hi#hf"V  
} ; R,8;GS42  
+Y-Gp4"  
NSZ9M%7  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 W;Ct[Y 8m  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 XsEDI?p2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) U`z=!KI+g  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 idEhxvAo  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! /; w(1)B  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 13kl\ <6  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 1GE[*$vuq  
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) =XVw{\#9 b  
下面是修改过的unary_op + JsMYv  
bZLY#g7L"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > -a !?%  
class unary_op !Wgi[VB  
  { !ap}+_IA7^  
Left l; Ejmpg_kux  
  Pd)mLs Jg  
public : 3VaL%+T$,  
3%P<F>6 J  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} {{qu:(_g  
c~SR@ZU  
template < typename T > KSz;D+L \  
  struct result_1 K|]/BjB/  
  { s+DOr$\  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; n&1q*  
} ; NYw>Z>TD8c  
g=n{G@*N  
template < typename T1, typename T2 > #A\@)wJ  
  struct result_2 {\hjKP  
  { h/k00hD60  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Zjd9@  
} ; T\q:  
A`71L V%  
template < typename T1, typename T2 > fN&@y$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;Nk,bb K  
  { |0OY> 5  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); HAwdu1$8  
} 5X&Y~w,poU  
2u Zb2O  
template < typename T > _0}u0fk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o, PpD,,  
  { ?.Q$@Ih0  
  return OpClass::execute(lt(t)); {>g{+Eq  
} ia@ |+r  
$O3.ex V  
} ; gWQ(B  
=U'!<w<-  
9k /L m  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug AO, o|,#4F  
好啦,现在才真正完美了。 S#kYPe  
现在在picker里面就可以这么添加了: s@zO`uBc  
(1 (~r"4I  
template < typename Right > Uo?4o*}  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const qF\w#nG  
  { /z! Tgs4  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); r3  qKT  
} dIW@L  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 rU+3~|m  
MX? *jYl  
=WT&unw}  
o%7-<\qS  
Jr5dw=B gw  
十. bind DSQ2|{   
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 S4\a"WYg  
先来分析一下一段例子 +-C.E  
bgLa`8  
4O<sE@X  
int foo( int x, int y) { return x - y;} R:4@a ':H  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ]"}BqS0  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 hjyM xg;Q?  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 7r&lW<:>  
我们来写个简单的。 p4V*%A&w  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: |sdG<+  
对于函数对象类的版本: tk]D)+{u&c  
i\<S ;  
template < typename Func > k4a51[SYBK  
struct functor_trait _3(rwD  
  { Unvl~lm6  
typedef typename Func::result_type result_type; \3OEC`  
} ; Ge_fU'F  
对于无参数函数的版本: Q3Pu<j}Y  
URceq2_  
template < typename Ret > yDfH`]i)U  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ?7}ybw3t]  
  { l`.z^+!8@  
typedef Ret result_type; D&i\dgbK  
} ; FQJiLb._Z  
对于单参数函数的版本: LN~mKoW  
]DKRug5  
template < typename Ret, typename V1 > Q 9fK)j1$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > /78]u^SW  
  { ((C|&$@M  
typedef Ret result_type; M!+J[q  
} ; Qo)Da}uo20  
对于双参数函数的版本: }4p)UX>aWT  
l]4=W<N  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > !NH(EWER  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > WG A1XQ{  
  { Da615d  
typedef Ret result_type; &#L C'  
} ; (>vyWd]  
等等。。。 O 2-n-  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6#7hMQ0&;O  
H1f='k]SZ  
template < typename Func > 1~ W@[D  
struct func_return bn )1G$0|  
  { k:I,$"y4  
template < typename T > OHi.5 (  
  struct result_1 tPl 4'tW_  
  { w]t'2p-'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }[Z'Sg]s  
} ; g3].STz6w  
OKAU*}_  
template < typename T1, typename T2 > Mh*r)B~%[  
  struct result_2 TKM^  
  { 4^uSW&`;/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; E{EO9EI  
} ; KJRAW]?{  
} ; +!0K]$VZs  
0S^&A?$=  
qmFG  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 tBbOxMm0  
PQDLbSe)\  
template < typename Func, typename aPicker >  +=jS!  
class binder_1 ep=r7Mft  
  { :~ pGHl  
Func fn; 3("C'(W  
aPicker pk; KEtV  
public : +9w[/n^,G  
.ojEKu+EJ'  
template < typename T > gYhY1Mym  
  struct result_1 9T;4aP>6j#  
  { lhKn&U  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; /kY9z~l  
} ; `*Yw-HL  
UB.1xcI  
template < typename T1, typename T2 > UxL*I[z5  
  struct result_2 5X20/+aT  
  { HwHF8#D*l  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; O;~e^ <*  
} ; }3^m>i*8  
*[{j'7*cc  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} lFGuQLuqA{  
&1$d`>fn  
template < typename T > r|EN5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )GkJ%o#H2  
  { S3\NB3@qC&  
  return fn(pk(t)); eCYPd-d  
} 5E\.YqdV  
template < typename T1, typename T2 > "iA0hA  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3]l)uoNt/  
  { k5I;Y:~`  
  return fn(pk(t1, t2)); [3jJQ3O,  
} ~Jk& !IE2  
} ; ,B[j{sE  
tw_o?9  
7q+D}+ Xf  
一目了然不是么? 1(gs({  
最后实现bind 7v*gwBH  
TI'v /=;)  
=vbG'_[7  
template < typename Func, typename aPicker > 053bM)qW  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) QWk3y"5n<  
  { YIg(^>sq  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); cD0rU8x  
} {Sf[<I  
:~otzI4%!  
2个以上参数的bind可以同理实现。 LqbI/AQ)  
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。 CIx(SeEF  
{Rkd;`Q`!  
十一. phoenix lS4rpbU_  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: S@/{34,  
WO_Uc_R  
for_each(v.begin(), v.end(), /W/e%.  
( jVQy{8{G  
do_ IMkE~0x4</  
[ }|.<EkA  
  cout << _1 <<   " , " |-Uh3WUE6  
] J#I RbO)  
.while_( -- _1), +/ZIs|B4,z  
cout << var( " \n " ) i>YS%&O?  
) *%Rmdyn  
); \baY+,Dr+  
ZwkUd-=0i  
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: z&6_}{2,]  
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 8zp?WUb  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ./#YUIC  
那么我们就照着这个思路来实现吧: DZSS  
:C:6bDQ  
%L=e%E=m  
template < typename Cond, typename Actor > AS7L  
class do_while Az&>.*  
  { \N9=13W<lK  
Cond cd; P_(8+)ud-  
Actor act; 'z$$ZEz!C  
public : F\m^slsu7=  
template < typename T > z`wIb  
  struct result_1 6KMO*v  
  { ,<v0(  
  typedef int result_type; .nPOjwEx&Y  
} ; JOJ.79CT  
XQo\27Fo  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Lc{AB!Br  
A NhqS  
template < typename T > iXDG-_K  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 32wtN8kx  
  { #AJW-+1g.=  
  do cnu&!>8V  
    { I L*B@E8  
  act(t); (/A.,8Ad  
  } y b hFDx  
  while (cd(t)); 731Lz*IFg  
  return   0 ; @7Ec(]yp  
} f/)Y {kS6  
} ; ui%#f1Iq  
y98FEG#S}  
(VeK7cU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ^&qK\m_A  
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。 EtcT:k?y  
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。 cibl j?"Wi  
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。 |p:4s"NT  
下面就是产生这个functor的类: Db|f"3rq?  
$e\s8$EO  
bo\ bs1  
template < typename Actor > Uu_qy(4  
class do_while_actor vNSUrf,r  
  { c,a8#Og  
Actor act; Z[#8F&QV!m  
public : Z)7{~xq  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} &qx/ZT  
LKM018H>  
template < typename Cond > \ lbH   
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 74([~Qs _M  
} ; >V"{]v  
9<gW~ s>  
//&3{B  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 c8&3IzZ  
最后,是那个do_ ?MH=8Cl1w  
`i`P}W!F  
w|f+OlPXq  
class do_while_invoker y!b"Cj  
  { f)Qln[/  
public : \@@G\\)er  
template < typename Actor > nt2b}u>*  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const I): c#  
  { ?/.])'&b  
  return do_while_actor < Actor > (act); hk?i0#7W  
} HZ9>4G3  
} do_; {y"Kn'1  
QNbZ)  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Nw"df=,{  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ;P S4@,  
最后来说说怎么处理break和continue #(tdJ<HvC|  
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。 z4YDngf=4  
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