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
  • 7308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 ?Pl>sCFm~  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,k{{ZP P  
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, &[I#5 bGk  
\EYhAx`2  
~,R_  
|\?-k  
  class filler g_>)Q  
  { Ew4DumI  
public : RZ|s[b U  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} @z dmB~C  
} ; z2!NBOv  
,a$LT   
4s`*o/it  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: XPUH\I=  
#k)G1Y[c  
sPkT>q  
,2H5CFX/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); OD>-^W t;%  
; {I{X}b  
rVQ:7\=Z  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 u9mMkzgSkP  
/CKkT.Le  
xkUsZ*X8B  
Ofqe+C  
二. 战前分析 '.WYs!  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ?]kIztH  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 4,H}'@Db}  
FjiLc=RXXz  
}}t"^ms  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); BT d$n!'$n  
  /* --------------------------------------------- */ j(nPWEyJM  
vector < int *> vp( 10 ); ]}>GUXe)^  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <%pi*:E|  
/* --------------------------------------------- */ jE2ziK  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); J[LGa:``  
/* --------------------------------------------- */ axU!o /m>  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); aeSy, :  
  /* --------------------------------------------- */ J>hl&J  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); seAkOIc  
/* --------------------------------------------- */ sS5#Q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); nkN]z ^j  
=5dv38  
K<Yh'RvTD  
*XtZ;os]  
看了之后,我们可以思考一些问题: IA8kq =W  
1._1, _2是什么? )4GfT  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 E6)FYz7x  
2._1 = 1是在做什么? Ku,Efr  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 wZfR>|f  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 &lI.N~Ao  
n )`*{uv$  
{j:{wW.  
三. 动工  Kn\Oj=4  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 8l!S<RA  
(CZRX9TT1  
lzS"NHs<g(  
kf"cd 1  
template < typename T > Vx* =  
class assignment cO(|>&tJ  
  { J=4S\0Z*  
T value; f+<-Jc  
public : 1RRvNZW  
assignment( const T & v) : value(v) {} [>"qOFCr#:  
template < typename T2 > #B+2qD>E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } &k1Ez  
} ; )- 2^Jvc  
Yl-09)7s  
5r zB "L  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 X*S|aNaLWW  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment lZn <v'y  
jgEiemh&  
[FyE{NfiJ%  
w`#lLl B  
  class holder m"U\;Mw?  
  { S'3l<sY  
public : |:H[Y"$1;  
template < typename T > T w"^I*B  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const *"9b?`E  
  { %gw0^^A  
  return assignment < T > (t); t~U:{g~  
} NO* 1km[#  
} ; >xP $A{  
Y;#P"-yH  
^{~y+1lt'  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 3)Paf`mr  
TC R(  
  static holder _1; H.i_,ZF  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写  Nu9mK  
{Lq uOC1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); O^:Rm=,$  
而不用手动写一个函数对象。 d(To)ly.  
u1]5qtg"  
^vG*8,^S=8  
8swj'SjX  
四. 问题分析 2^ UFP+Yw  
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。 ]^Q`CiKd  
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。 x5PQ9Bw,  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "F%cn@l  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 vRT1tOQ$  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 e?Cbl'  
(V e[FhA  
五. 问题1:一致性 =BX<;vU  
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?| xhqIE3gd  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 M}%0=VCY7  
6"A|)fz  
struct holder 1YM04*H  
  { GhpH7% s  
  // /ebYk-c  
  template < typename T >  Xv:<sX  
T &   operator ()( const T & r) const UTs0=:+,t  
  { Mw+]*  
  return (T & )r; Wgx lQXi-B  
} ~^VcTSY@<L  
} ; s*]1d*B!  
H%])>  
这样的话assignment也必须相应改动: O'idS`   
YtIJJH  
template < typename Left, typename Right > <cepRjDn  
class assignment iY*Xm,#  
  { 9IIe:  
Left l; @p `#y  
Right r; [ 8v)\lu  
public : -4hX -  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &1B)mj  
template < typename T2 > .6.oqb  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } DUW;G9LP$-  
} ; u4.-AY {  
%C)U F  
同时,holder的operator=也需要改动: bLNQ%=FjO  
< ^J!*>  
template < typename T > q)!{oi{x(  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const TH6g:YP`7  
  { KUuwScb\  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); k87B+0QEL  
} 1~5={eI  
QiwZk<rb  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 eKLxNw5  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 PU-;Q@< E  
U15Hq*8Z  
return l(rhs) = r; (dO4ww@O  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Ye1P5+W(  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: [_H9l)  
]p#Zdm1EL  
template < typename Tp > KN+*_L-  
class constant_t TXy*-<#vR  
  { 5(DCq(\P*  
  const Tp t; XPX{c|]>.  
public : IlS{>6  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |4-Ey! P  
template < typename T > ] >`Q"g~0  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const qe\j$Cjy  
  { Wxp^*._q3I  
  return t; VMtR4!:q  
} t/q\Ne\\,  
} ; }b,a*4pN  
>xH3*0 Lp  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 !^\|r<2M  
下面就可以修改holder的operator=了 0>.'w\,87B  
)EcF[aO  
template < typename T > Hj2P|;2S  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const jP}N^  
  { R\X=Vg  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Dy8Go4  
} Z"E+ TX  
2Jj`7VH>  
同时也要修改assignment的operator() N*o+m~:y  
&O!d!Pf  
template < typename T2 > c"0CHrd  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } sY1*Wo lA  
现在代码看起来就很一致了。 ,~G[\2~p  
uswz@ [pa  
六. 问题2:链式操作 lkl#AH  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ,cbP yg  
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。 2poU \|H  
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。 +  ^~n09  
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。 iAXx`>}m  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct DpTQPu9  
TmUn/  
template < typename T > s]=kD  
struct result_1 r9u*c  
  { Zl* HT%-5  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; b\;QR?16R  
} ; KXdls(ROP  
8(S'g+p  
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: D{G#|&;  
&os* @0h4  
template < typename T > ]n!pn#Q  
struct   ref n){\KIU/O  
  { &, K;F'  
typedef T & reference; ]Q)TqwYF  
} ; 3EzI~Zsx  
template < typename T > G%4vZPA  
struct   ref < T &> VoP(!.Ua>7  
  { ,rTR |>Z  
typedef T & reference; [;tbNVZK  
} ; =>BT]WK>  
|NM.-@1  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: }*+ca>K  
U8.DPRa  
template < typename T > 5@Rf]'1B0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const KL -8Aj~  
  { wGbD%=  
  return l(t) = r(t); sg9ZYWcL  
} s[Njk@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。 J)o~FC]b*  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 uRUysLIw  
Q OdvzVy<  
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 $R"~BZbt;  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: )|2g#hH5  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 7$b78wax  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 $r_z""eOc  
最后的布局是: 9fe~Q%x=u  
                Add 2"%d!"  
              /   \ B\N,%vsx#U  
            Divide   5 \7Zk[)!FL  
            /   \ i;Gl-b\_h  
          _1     3 dyg1.n#M}  
似乎一切都解决了?不。 jIuE1ve  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 AMtFOXx%I  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 33 N5>}  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: TNiF l hq  
F1 MPo;e  
template < typename Right > ,!Ah+x  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const iUSs)[]H>  
Right & rt) const f$/Daq <M  
  { hX[hR  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]l&_Pv!!  
} jQ`cfE$sV  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 gKBcD\F  
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。 Dwwh;B  
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。 ;i Ud3 '*  
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。 T#h`BtET[  
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。 "9R3S[  
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? tohYwXN  
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: QDSB <0j  
2uqdx'^"  
template < class Action > H%sbf& gi  
class picker : public Action &o)j@5Y?  
  {  +/AW6  
public : 80 p7+W2m  
picker( const Action & act) : Action(act) {} h!MZ 6}zb)  
  // all the operator overloaded a}%>i~v<  
} ; x/5%a{~j2  
j63w(Jv/  
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。 <51(q_f  
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: V =1Y&y  
^bS&[+9E  
template < typename Right > My=p>{s  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const _%"/I96'  
  { -CxaOZG  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); -w^E~J0*L  
} wYNh0QlBH  
].` i`.T  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > N "FQMxqm  
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。 &K|CH? D  
Qs</.PO  
template < typename T >   struct picker_maker opdi5 e)jK  
  { V"\t  
typedef picker < constant_t < T >   > result; .y[=0K:  
} ; WM*7p;t@)  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > qDL9  
  { H@ MUzV  
typedef picker < T > result; oGXT,38*  
} ; s6!aGZ  
3X%>xUI  
下面总的结构就有了: 9<,\ +}^{  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 CCQ<.iCU  
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。 I?5#Q0,b  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 X[|-F3o  
至此链式操作完美实现。 eX $u  
M0n@?S  
265df Y9Pu  
七. 问题3 (w)Qt/P^4  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 L?<V KT  
E}4R[6YD  
template < typename T1, typename T2 > E+F!u5u  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1 ^Ci$ra  
  { 6|["!AUI  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Z*x Q"+\  
} i>>_S&!9p  
A"i40 @+  
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: XeJx/'9o{  
"J7=3$CA  
template < typename T1, typename T2 > ZShRE"`  
struct result_2 t"JfqD E  
  { yj"+!g  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 8@Y]dz gjj  
} ; jD'\\jAUdm  
2Vt iL^;5  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? rS8/_'  
这个差事就留给了holder自己。 H8rDG/>^  
    8T7[/"hi\  
dk-Y!RfNx  
template < int Order > &F)P3=  
class holder; jh2D 9h  
template <> ')+'m1N  
class holder < 1 > B]0`b1t  
  { zc\e$M O  
public : #tGW|F  
template < typename T > qeHb0G  
  struct result_1 `A3"*,|z  
  { PzNk:O  
  typedef T & result; NKh"x&R  
} ; E<D45C{DP  
template < typename T1, typename T2 > 3|l+&LF!IC  
  struct result_2 T" XZ[q  
  { -7$7TD`'7  
  typedef T1 & result; DMsxHAE1  
} ; QUwSnotgU  
template < typename T > sHmzwvpLA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const iO>2#p8$NR  
  { .G4(Ryh  
  return (T & )r; WEOW6UV(  
} 0,E*9y}  
template < typename T1, typename T2 > LoqS45-)  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xW!2[.O5H  
  { ,*wa#[  
  return (T1 & )r1; 3g^_Fq'  
} (Lp<T!"  
} ; ENr\+{{%  
,J!G-?:@n  
template <> 5@F1E8T  
class holder < 2 > z~UqA1r  
  { cxp>4[gH  
public : <`+U B<K  
template < typename T > )zf&`T  
  struct result_1 h/mmV:v  
  { pa`"f&JO  
  typedef T & result; _.KKh62CN  
} ; Uf 1i "VY  
template < typename T1, typename T2 > 2dFC{US'  
  struct result_2 48Vmz  
  { Q+ $+{g-8  
  typedef T2 & result; +pkX$yz  
} ; B_aLqB]U  
template < typename T > dpxP  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !Z 3iu  
  { DwMq  
  return (T & )r; {D={>0  
} JS1$l+1  
template < typename T1, typename T2 > a;r,*zZ="  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [z5pqd-  
  { x9hkE!{8  
  return (T2 & )r2; o cotO  
} 5RrzRAxq  
} ; { r yv7G  
&"p7X>bd  
>ZTRwy`_(  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 XJ^dX]4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )! Jo7SR  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: yM`J+tq  
Y(h86>z*w  
return l(i, j) = r(i, j); p~J|l$%0rQ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Po~{Mpe  
,9SBGxK5`  
  return ( int & )i; | :7O  
  return ( int & )j; :70[zo7n'  
最后执行i = j; Bvk 8b  
可见,参数被正确的选择了。 s{#rCc)  
8E`A`z  
JPJ&k( P  
IH(]RHTp%  
>> yK_yg  
八. 中期总结 F%Oy4*4  
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: yr8 b?m.x  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &66-0d+Sh  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 !YYI{BJ7:N  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor He @d~9M  
#&u9z5ywM  
:08b&myx  
l|TiUjs  
6jyS]($q  
Kx==vq%39  
九. 简化 >c %*:a  
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。 qS1byqq78l  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 o/??w:'  
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: xF.n=z  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 MKMWHGN  
  +-*/&|^等 BC.~wNz6  
2. 返回引用。 R~TzZ(Ah]  
  =,各种复合赋值等 |h}/#qhR  
3. 返回固定类型。 lKKg n{R  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) "jS @ug  
4. 原样返回。 %xv }  
  operator, j N":9+F  
5. 返回解引用的类型。 &m<:&h& b  
  operator*(单目) di $\\ Ah  
6. 返回地址。 HG kL6o=  
  operator&(单目) h \dq]yOl  
7. 下表访问返回类型。 lrrNyaFn  
  operator[] 3msb"|DG  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 hq+j8w}<-  
  operator<<和operator>> Esx"nex  
^k{b8-)W<  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 r Z)?uqa  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: '&v.h#<  
OynQlQD/Eu  
template < typename Left > ( $s%5|  
struct value_return noI>Fw<V  
  { 'y_<O|-  
template < typename T > s9^r[l@W0U  
  struct result_1 ?D[9-K4Vn  
  { SWwL.-+E]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \MhSIlM#  
} ; $D&N^}alW  
F%|F-6  
template < typename T1, typename T2 > PiQs Vk  
  struct result_2 my|]:(_0d  
  { DD$YMM  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; -(~OzRfYi  
} ; %)'# d  
} ; y(81| c#  
b~oQhU??"  
 ZDn5d%  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^/c v8M=  
aUZh_<@  
下面我们来剥离functor中的operator() SrVo0$5)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: =*2_B~`  
* z85 2@  
return l(t) op r(t) ^W8kt  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) zH)M,+P  
return op l(t) vU(uu:U9  
return op l(t1, t2) 5ub|r0&M  
return l(t) op R"Ff(1m  
return l(t1, t2) op T- ~l2u|s  
return l(t)[r(t)] +q<G%PwbV  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] E]@$,)nC  
)O}q{4,}  
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: $f>h_8cla  
单目: return f(l(t), r(t)); 41^=z[k  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9szUN;:ZZ  
双目: return f(l(t)); `|rF^~6(dR  
return f(l(t1, t2)); ,ICn]Pdz@  
下面就是f的实现,以operator/为例 2?c##Izn  
]:"<if gp$  
struct meta_divide LZR x>q^  
  { fGtYvl O-5  
template < typename T1, typename T2 > &AUtUp kOo  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) M0) q  
  { Po B-:G6  
  return t1 / t2; ,y>Sq +  
} u$M,&Om  
} ; qnc?&f  
oeKVcVP|'&  
这个工作可以让宏来做: v~.nP} E^  
?Sj >b   
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ :)*+ aS"  
template < typename T1, typename T2 > \ <y`M Upf]  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ,;D$d#\"  
以后可以直接用 Acix`-<  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C srxi'Pe  
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 NpPuh9e{  
(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。。。) j-$F@p_2F  
`>1XL2  
#];b+ T  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 Ga$J7 R  
NB^+Hcb$  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ojva~mnFf  
class unary_op : public Rettype +`RQ ^9  
  { 3u,CI!  
    Left l; _Jt  
public : ?zP/i(1y  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ea,L04K  
-xVp}RLT  
template < typename T > -Z(='A  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P$7i>(?(  
      { )hy(0 D  
      return FuncType::execute(l(t));  Q4R*yRk  
    } ye^*Z>|  
*"qS  
    template < typename T1, typename T2 > 1-=ZIHW  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KkJrh@lk  
      { 93[&'  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); '$q=r x  
    } =:"wU  
} ; gVscdg5  
je#OV,uHM  
!E@4^A80\W  
同样还可以申明一个binary_op UURYK~$K:  
`qs[a}%'>"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > oE.59dx  
class binary_op : public Rettype a #`Y(R'  
  { G2y`yg  
    Left l; "h`oT4j5q  
Right r; Kj{(jT  
public : Hy~+|hLvh  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Rt+ak}  
8 \BGL  
template < typename T > @{q:179w^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N|5fkx<d^  
      { CqVeR';2  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Wc HL:38  
    } y>! 8mDvZ  
nl)l:A+q8  
    template < typename T1, typename T2 > "p@EY|Zv%I  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "xdu h3/~=  
      { fMm.V=/+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); =pk5'hBAi  
    } p6c&vEsNj  
} ; W/@-i|v  
Kt5k_9  
, G2( l  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 dTrz7ayH  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 [,0[\NC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) xf4CM,Z7(  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 =THRy ZCH  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! oAprM Z 7Y  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 MHqk-4Mz  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 g-LMct8$  
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) KD* xFap  
下面是修改过的unary_op UFzC8  
`UD,ne  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > =@ d/SZ|(E  
class unary_op or qL0i  
  { uA[c$tBe  
Left l; p#aB0H3  
  zL!}YR@&u"  
public : S&J>15oWM`  
{oftZ Xwf  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} s+<`iH9Hm  
xOt {Vsv  
template < typename T > %'w?fqk  
  struct result_1 -T=sY/O  
  { {2.zzev'  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; &V(;zy4(R  
} ; #ZyY(S1.  
Zg&o][T  
template < typename T1, typename T2 > (.pi,+Ws  
  struct result_2 q|ZzGEj:OV  
  { V\nj7Gr:sF  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8pXqgIbmb  
} ; >&YUV.mLY  
%?X6TAtH  
template < typename T1, typename T2 > mW=9WV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eh;L])~C  
  { 85:KlBe%+  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); +5x{|!Pn  
} Y(&rlL(sPK  
z 4qEC  
template < typename T > _;mA(j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F*-+5nJ&@  
  { b6NGhkr'\  
  return OpClass::execute(lt(t)); Y[0mTL4IO  
} 0[ZB^  
j8)rz  
} ; xnOd$]  
M2Jb<y]  
hem>@Bp'V  
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 n{I1ZlEeh  
好啦,现在才真正完美了。 3gv@JGt7`  
现在在picker里面就可以这么添加了: tx7B?/5D  
{BY(zsl  
template < typename Right > %n^ugm0B  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const *. 1S  
  { / ?'FSWDU  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); BG8`B'i  
} &3$FkU^F6  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 |Ae7wXOs  
m.68ctaa  
8ly6CP+^B  
@|:yK|6O  
muMd9\p  
十. bind qVssw* GDB  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 88KQ) NU  
先来分析一下一段例子 ^c]c`w  
F~sUfqiJ'  
f^)iv ]p  
int foo( int x, int y) { return x - y;} JAX`iQd  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 \h/)un5  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 WP{U9YF2  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 9aBz%* xo  
我们来写个简单的。 w>e+UW25Y  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: NG8 F'=<  
对于函数对象类的版本: L{0\M`B-  
GuC 9h^[=M  
template < typename Func > M5:j)o W  
struct functor_trait ~ycWc Zi>  
  { 2f6BZ8H+Z  
typedef typename Func::result_type result_type; BvS!P8  
} ; NJCSo(O  
对于无参数函数的版本: &2nICAN[  
L[^.pO  
template < typename Ret > y@(EGfI  
struct functor_trait < Ret ( * )() > _jb&=f8  
  { A=sz8?K+`  
typedef Ret result_type; [!#}#  
} ; G- |  
对于单参数函数的版本: 67Ev$a_d"  
D?FmlDTr[  
template < typename Ret, typename V1 > pVM1%n:#  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > *v$j n  
  { _*cKu>,O  
typedef Ret result_type; [A'e7Do%'  
} ; vdh[%T,&  
对于双参数函数的版本: V 4&a+MJ@  
=zTpDL  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 6rM{r>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > vVZ+u4y  
  { \opcn\vW  
typedef Ret result_type; .X5A7 m  
} ; F:sUGM,  
等等。。。 {e5-  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 9g|99Z  
}USOWsLSt  
template < typename Func > m%nRHT0KAf  
struct func_return b7y#uL1AE  
  { TK0WfWch  
template < typename T > BMtk/r/  
  struct result_1 T 0qM "  
  { =y>CO:^G%  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \Xe{vlo>h  
} ; ktkS$  
3:)_oHq  
template < typename T1, typename T2 > %)Z,?DzZ  
  struct result_2 Res4;C  
  { k7& cc|y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ]Ot=At  
} ; N_G84wxx  
} ; a)L|kux;l  
F2{SC?U  
VUOe7c=  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R?y_tho4A  
`dWnu3r;  
template < typename Func, typename aPicker > 5LZs_%#  
class binder_1 P @Fx6  
  { QX42^]({;c  
Func fn; 2.^CIJc  
aPicker pk; CfVL'  
public : >*uj )u%  
q8uq%wf  
template < typename T > v(6[z)A0  
  struct result_1 *\ B(-  
  { 6ma.FvSIM  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `(DHa=s1  
} ; mM~&mAa+Z  
JmeE}:5lpj  
template < typename T1, typename T2 > A%X=yqY  
  struct result_2 #M<YNuE#"  
  { F'"-aB ~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; S;u.Ds&  
} ; 4 9HP2E  
qL <@PC.5  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} i3pOGa<  
G`/4 n@  
template < typename T > 'blMwD{0&\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {?q`9[Z  
  { ^/cqE[V~,  
  return fn(pk(t)); .V\~#Ro$G  
} hi4-Z=pl  
template < typename T1, typename T2 > [mj=m?j  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cB_9@0r[S  
  { J@QOF+&  
  return fn(pk(t1, t2)); DliDBArxZ  
} CpK:u! Dn  
} ; I!}V+gu=  
eCWF0a  
F+?i{$  
一目了然不是么? XfflD9M  
最后实现bind v$+A!eo  
J1 w3g,  
5s;@;V  
template < typename Func, typename aPicker > C(UWir3mW?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Vk2%yw>  
  { Efoy]6P\  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); TU;AO%5  
} _yF@k~ h  
@=2u;$.  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Hzc}NyJ  
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。 6, |>;,U7  
xAO\'#m  
十一. phoenix df {\O* 6  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ujqnl>l  
/Dyig  
for_each(v.begin(), v.end(), \Ui8gDJ8y5  
( )T?BO  
do_ OH@gwC  
[  deq5u>  
  cout << _1 <<   " , " 6)W8HX~+  
] wkx#WC  
.while_( -- _1), $at\aJ  
cout << var( " \n " ) CIsX$W  
) =[[I<[BZq  
); \}%_FnP0ZU  
gPA8A>U)[  
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: \gK'g-)}  
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 xwW(WHdC]  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 !I\eIV>0b  
那么我们就照着这个思路来实现吧: P : L6Zo-J  
,7Ejb++/M,  
9UV}`UM3V  
template < typename Cond, typename Actor > xi4b;U j  
class do_while G$)tp^%]  
  { [O}D^qp  
Cond cd; }'86hnW  
Actor act; Z\]LG4N?  
public : v~W ;&{  
template < typename T > he@Y1CY  
  struct result_1 &;W K=#  
  { B5h)F> &G  
  typedef int result_type; `sy_'`i>X  
} ; L_|iQwU%  
gwsOw [;k  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} O/$41mK+!  
 >|gXE>  
template < typename T > 8r:T&)v  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9$qw&j[  
  { -e?n4YO*\  
  do VKw.g@BY  
    { XR p60i6f  
  act(t); )~S`[jV5  
  } 1(*+_TvZ  
  while (cd(t)); x^i97dZS^"  
  return   0 ; 1HqN`])l/j  
} t/%[U,m  
} ; ~|"uuA1/#O  
S6C DK:  
MtgY `p  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 2P${5WT  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 b"`Q&V.  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 keKsLrd  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ew~uOG+  
下面就是产生这个functor的类: 7/fJQM  
T,Q7 YI  
3RI6+Cgmn  
template < typename Actor > T~SkFZ  
class do_while_actor %Wm)  
  { aqImW  
Actor act; : ;hm^m]Y  
public : a;kiAJ'  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} jsF5q~F  
ME$J?3r  
template < typename Cond > .QA1'_9  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Tc>g+eS  
} ; 0,):;O I  
^y93h8\y  
s&CK  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 'PW/0k  
最后,是那个do_ JlawkA  
7L6^IK  
0B2f[A  
class do_while_invoker "4T36b  
  { s<:) ;-tL  
public : 33a}M;vx  
template < typename Actor > y5D3zqCG  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const JDp=w,7LF  
  { >{A)d<  
  return do_while_actor < Actor > (act); D5xTuv9T  
} iCGHcN^3  
} do_; !Htl e %  
@Jlsx0i}}  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? E@l@f  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 2#CN:b]+  
最后来说说怎么处理break和continue s0h0Ep ED  
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。 Sht3\cJ8  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八