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
  • 3895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 pb}QP  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 r3/H_Z  
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, 28LjQ!  
cW26TtU(  
}!(cm;XA"  
lEAN Nu  
  class filler =c M\o{ q  
  { 5X nA.?F^  
public : {G/4#r 2>  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ?H0 #{!s  
} ; OYgD9T.8^  
3F[z]B  
1N1MD@C?P  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 7 \!t/<  
C* b!E:  
zy8W8h(?  
<:2El9l!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); $dgY#ST%  
R.!'&<Svq  
y0M^oLx  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 b(I-0<  
(m\PcF  
&$qqF&  
QK% {\qu  
二. 战前分析 pqBd#  
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。 d11~ mU\  
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 GG5wiN*2S  
#<S+E7uTs  
SQ]&nDd  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vR3'B3y  
  /* --------------------------------------------- */ |(*ReQ?=  
vector < int *> vp( 10 ); cMsm[D{b  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =" #O1$  
/* --------------------------------------------- */ V"#ie Y n  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ),mKEpf  
/* --------------------------------------------- */ g599Lc&  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); vkOCyi?c  
  /* --------------------------------------------- */ #Fl "#g$  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); H@qA X  
/* --------------------------------------------- */ b/Z=FS2T  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =m:xf&r#  
B5~S&HQ?B6  
^9%G7J:vGO  
tz)aQ6p\X  
看了之后,我们可以思考一些问题: D4ESo)15'  
1._1, _2是什么? p}.L]Y  
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。 S2kFdx*Zf  
2._1 = 1是在做什么?  T+9#P4  
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。 -[|R \'i  
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。 kKr7c4q  
y>3Zh5=  
;x$,x-  
三. 动工 Jv %, v?  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \ty{KAc&  
.EM0R\q  
<3m_} =\  
X&8&NkH  
template < typename T > oa?bOm  
class assignment <xKer<D %  
  { S4aN7.'Q  
T value; [ p$f)'  
public : Kp'_lKW)]q  
assignment( const T & v) : value(v) {} lRF04  
template < typename T2 > <La$'lG4J  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } -hiG8%l5  
} ; SpU+y|\[0  
O; 7`*}m  
?{NP3  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 zt/b S/  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ?'Y\5n/*$  
(/Lo44wT  
6oMU) DIa  
$l@nk@  
  class holder e;GLPB   
  { c Owa^;  
public : RSC^R}a5  
template < typename T > <^c?M[ j  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const y[:\kI  
  { 9=O`?$y  
  return assignment < T > (t); dl mF?N|EC  
} y{ %2Q)  
} ; gHpA@jdC*  
0}C> e`<'  
}:<`L\8q\  
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: 4$#nciAe  
m-Q!V+XQp  
  static holder _1; it.Lh'N;T  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 E #q gt9  
8[\F*H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); B +[ri&6X\  
而不用手动写一个函数对象。 M!Q27wT8 O  
|T\`wcP`q  
r"sK@  
-c|dTZ8D)8  
四. 问题分析 AiKja>Fl<  
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。   V` 7  
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。 ]rGZ  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 5Iinen3>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 N4]QmRX/j  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Fk=Sx<TX  
.sI*\@w.  
五. 问题1:一致性 VPW@y  
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?| /~~aK2{^X~  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 GOrDDp  
v EppkS U1  
struct holder -< D7  
  { yw2Mr+9I  
  // `G7LM55  
  template < typename T > ]^j:}#R  
T &   operator ()( const T & r) const o81RD#>E)  
  { fy]z<SPhVJ  
  return (T & )r; sdN@ZP  
} cCx@VT`0  
} ; ~Cc%!4f'  
h,%`*Qg6  
这样的话assignment也必须相应改动: cq:<,Ke  
zG-pqE6  
template < typename Left, typename Right > fy9mS  
class assignment _ 3@[S F  
  { yvR3|  
Left l; R9XISsM^  
Right r; eajctkzj  
public : -' :;0  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ykK21P,v  
template < typename T2 > H4RqOI  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 2E5n07,  
} ; +g %h,@  
!|4fww  
同时,holder的operator=也需要改动: WXHvUiFf  
LX f r  
template < typename T > SB~HHx09  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const )(bAi  
  { o]T-7Gs4p  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); %G6Q+LMwm  
} %!DdjC&5*  
<"/b 5kc  
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。 QguRU|y  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 7`eg;s^  
(h {"/sR  
return l(rhs) = r; CCoT  
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。 B|9[DNd  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: W5i{W'  
'O>p@BEK  
template < typename Tp > 55O_b)$  
class constant_t X%(1C,C(  
  { '`s\_Q)hG_  
  const Tp t; *<HA])D,  
public : $-^ ;Jl  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} `-_kOxe3  
template < typename T > PFR64HK2  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const +az=EF  
  { !AR@GuQPE  
  return t; #*;G8yV  
} EBQ,Ypv  
} ; aI.5w9  
:O?+Ywn  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 UP<B>Y1a  
下面就可以修改holder的operator=了 S?Y%}  
oS>VN<  
template < typename T > MS5X#B  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Yt]Y(  
  { d.e_\]o<@  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); N[=c|frho  
} 7a0T]  
c"*xw8|  
同时也要修改assignment的operator() ]g] ]\hS  
}BYs.$7  
template < typename T2 > . E8Gj'yO  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } xg(* j[ff3  
现在代码看起来就很一致了。 op8[8pt%  
Mi^/`1  
六. 问题2:链式操作 m>FP&~2  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 +HDfEo T  
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。 $I0&I[_LzK  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 M4H~]Ftn  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 JnE\z*NB  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct y.>1r7  
(e"\%p`  
template < typename T > P>}OwW  
struct result_1 bU4l|i;j  
  { Z Jgy!)1n  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; '_q&~M{  
} ; `8 Ann~Z|k  
PAD&sTjE*  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: jjT)3 c:J[  
qs$w9I  
template < typename T > 5M v<8P~  
struct   ref F+<e9[  
  { sgLw,WZ:  
typedef T & reference; m!- R}PQC  
} ; ]]F e:>  
template < typename T > S^Mx=KJG  
struct   ref < T &> #fVk;]u`[3  
  { Hb&C;lk  
typedef T & reference; *-eDU T|O  
} ; %/n#{;c#  
H|%'$oWp  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: T`$!/BlZ  
4e20\q_{  
template < typename T > 50`=[l`V  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const zI7iZ"2a  
  { FZBdQhYF  
  return l(t) = r(t); % `\}#  
} ]q`'l_O  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 cj;k{ Moc  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $Wn!vbL  
w# R0QF  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 GT 5J`  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: b3.}m[]  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 230ijq3Y G  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 i'YM9*yN  
最后的布局是: 6s.>5}M!  
                Add 7`J= PG$A  
              /   \ ^aI$97Li  
            Divide   5 45 B |U  
            /   \ itmFZZh  
          _1     3 b"JX6efnN  
似乎一切都解决了?不。 h+DK .$  
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。 c#zx" ,K  
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。 QTIC5cl,  
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: !d Z:Ih.[{  
frRO?  
template < typename Right > HVz|*?&6  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const O77^.B  
Right & rt) const >&[q`i{  
  { O0_kLH$.  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /l` "@  
} E#n=aY~u-  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /?%1;s:'  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 *v#Z/RrrA  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 {d '>J<Da  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 &BxZ}JH=k  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 je;|zfe]  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? /0YO`])"  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: )|,Zp`2/  
G-[.BWQ   
template < class Action > LI9 Uc\  
class picker : public Action PiJ >gDx  
  { \C kb:  
public : M@=VIrX,m  
picker( const Action & act) : Action(act) {} _/z3QG{Ea^  
  // all the operator overloaded CHckmCgf4  
} ; AOM@~qyc   
tjJi|  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 av"dJm  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: |t6:4']  
Hto+spW  
template < typename Right > Gt$PBlq0  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 4Z0Y8y8)  
  { wCt!.<, .  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7v V~O@JP  
} si1Szmx,  
PouWRGS_  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 2gJkpf9JN  
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。 =`g@6S  
1StaQUB  
template < typename T >   struct picker_maker b[^|.>b  
  { glomwny  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 4W<8 u(  
} ; JIXZI\Fk  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > (9KiIRN   
  { TJ>$ ~9&Sy  
typedef picker < T > result; `Y,<[ Lnr  
} ; 6& KcO:}-  
^WUG\@B  
下面总的结构就有了: xM_+vN *(  
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。 Yan,Bt{YJ  
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。 d`3>@*NR<  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 -r%k)4_  
至此链式操作完美实现。 h3Y|0-D  
Vrt*,R&  
aa&\HDh*  
七. 问题3 c JOT{  
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。 ,HwOMoP7  
'8c-V aa  
template < typename T1, typename T2 > ozkmZ;  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |3C5"R3ZGO  
  { j/, I)Za  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); h| N!U/(U  
} y eWB.M~X  
 zt2#6v  
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: -'uz%2 {  
cd.|>  
template < typename T1, typename T2 > IN?rPdY  
struct result_2 SquuK1P=  
  { -d *je{c |  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; <xh";seL  
} ; 78kT}kgW  
]5+<Rqdbg  
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? 2`pg0ciX (  
这个差事就留给了holder自己。  h@+(VQ  
    &d=ZCaP  
O~c\+~5M*  
template < int Order > .9!?vz]1  
class holder; S?u@3PyJm  
template <> y\mK?eR  
class holder < 1 > z+]YB5zK%  
  { LfX[(FP  
public : l {t! LTf;  
template < typename T > P vW~EJ  
  struct result_1 cm`x;[e6l  
  { =j~Xrytn  
  typedef T & result; &6^QFqqW`-  
} ; <nJ8%aY,  
template < typename T1, typename T2 > ]] 50c  
  struct result_2 aK]H(F2#  
  { "p"~fN /I9  
  typedef T1 & result; `|e3OCU  
} ; u .,l_D_  
template < typename T > wqAj=1M\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const V%JG :'6L  
  { Q6hWHfS  
  return (T & )r; dReJ;x4  
} ?y2v?h"  
template < typename T1, typename T2 > 1{?5/F \ +  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %ql2 XAY  
  { Pvz\zRq  
  return (T1 & )r1; Y(C-o[-N  
} V?N8 ,)j  
} ; t&H3yV  
p_qJI@u8  
template <> @WICAC=  
class holder < 2 > PLhlbzcf  
  { d7qYz7=d  
public : f~{4hVA  
template < typename T > E\vW>g*W  
  struct result_1 UJk/Lxv  
  { -P-&]F5  
  typedef T & result; 4+q3 Kw  
} ; ,7ZV;f 81  
template < typename T1, typename T2 > 6HRr 4NDcj  
  struct result_2 ,L$, d  
  { o|nN0z)b4  
  typedef T2 & result; 9_l WB6  
} ; QN^AihsPi  
template < typename T > V2IurDE  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const p>= b|Qy|  
  { X*e<g=  
  return (T & )r; ;0-Y),  
} 3oMhsQz~z  
template < typename T1, typename T2 > dr]Pns9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const hYSf;cG}A  
  { `l + pk%  
  return (T2 & )r2; 3pjK`"Nmz\  
} 1hW"#>f7  
} ; M7\yEi"*  
WbGN 5?9Q  
#SqU>R  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 I3d!!L2ma  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: _ cm^Fi5  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: `R,g_{M j  
#GOL%2X  
return l(i, j) = r(i, j); !Hx[ `3  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) h9I vuv'  
v 6KRE3:V  
  return ( int & )i; L<0eIw  
  return ( int & )j; .?)gn]#  
最后执行i = j; 6 B*,Mu4A  
可见,参数被正确的选择了。 v&Oc,W  
2dnyIgi  
wOF";0EN  
rLp (}^  
F-PQ`@ZNW  
八. 中期总结 -;j ' =?  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 69$gPY'3  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 =p>IP"HJ  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Sq[LwJ  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 9_xJT^10  
h Nx#x  
1s6L]&B  
XxLauJP K  
uO5y{O2W  
;- 6   
九. 简化 kn&>4/')  
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。 T1i}D"H %  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +{au$v}  
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: I8Q!`K J  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 o e,yCdPs  
  +-*/&|^等 Xhp={p;  
2. 返回引用。 $$e"[g  
  =,各种复合赋值等 lky5%H  
3. 返回固定类型。 ]4eIhj?  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) \`Ow)t:  
4. 原样返回。 T':} p2}w+  
  operator, PIM4c  
5. 返回解引用的类型。 jP}Ix8vc=  
  operator*(单目) R?iC"s!  
6. 返回地址。 T.pc3+B8N  
  operator&(单目) THY=8&x)  
7. 下表访问返回类型。 s5J?,xu  
  operator[] GGez!?E%  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 @@d6,=  
  operator<<和operator>> &*# Obv  
bDjm:G  
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。 CqR^w(  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: odh cU5  
wf2v9.;X:<  
template < typename Left > ?g9oiOhnG  
struct value_return pB'{_{8aA  
  { \EW<;xq  
template < typename T > qu%}b>  
  struct result_1 )Y:C'*.r  
  { .qS(-7<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 8 DPn5E#M1  
} ; HwZ"l31  
@7`=0;g  
template < typename T1, typename T2 > 1"f)\FPGe  
  struct result_2 v \dP  
  { {'z(  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; A.cNOous|  
} ; Td 5yRN! ?  
} ; 2Z+:^5  
8c%_R23  
7'.]fs:  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait A5go)~x\  
*AJYSa,z  
下面我们来剥离functor中的operator() 7x#."6>Dy  
首先operator里面的代码全是下面的形式: )4^Sz&\  
dy3fZ(=q^  
return l(t) op r(t) dfT  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) _~bG[lX!  
return op l(t) "Z)zKg  
return op l(t1, t2) ;k (M4?  
return l(t) op e[Jh7r>'  
return l(t1, t2) op t6Nkv;)>@  
return l(t)[r(t)] i-,_:z=J  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] zg$NrI&  
DLO2$d  
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: FD/=uIXH2  
单目: return f(l(t), r(t)); BK1I_/_!  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7 lu_E.Bv  
双目: return f(l(t)); 4wPP/`  
return f(l(t1, t2)); {J-Ojw|Y b  
下面就是f的实现,以operator/为例 H^+Znmo  
e17]{6y  
struct meta_divide  NmTo/5s  
  { ZQAiuea  
template < typename T1, typename T2 > yT[)V[}  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ,6aF~p;wI|  
  { [y"Yi PK  
  return t1 / t2; yC[Q-P*rG  
} d 9]zB-A  
} ; 9yp'-RKjw  
4P?@NJp  
这个工作可以让宏来做: bJ]blnH  
B1TWOl?d{  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ B?9"Ztb  
template < typename T1, typename T2 > \ hfpis==  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 6t3Zi:=I  
以后可以直接用 q-qz-cR  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) EP{/]T  
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 (#nB90E{*  
(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。。。) `!<#'PR  
lQpl8>  
@[bFlqs E  
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 |}Z2YDwO/  
meZZQ:eSl  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > c9Q_Qr0'  
class unary_op : public Rettype .gY=<bG/fA  
  { 2:&L|;  
    Left l; j-wKm_M#jX  
public : rW+}3] !D/  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} + aWcK6  
Li9>RY+3  
template < typename T > ;<#=|eD2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0a:@DOzT  
      { ($t;Xab  
      return FuncType::execute(l(t)); _gQ_ixu  
    } ) .W0}  
UL" M?).5  
    template < typename T1, typename T2 > !e}4>!L,(^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o_&Qb^W  
      { |k]fY*z(  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); [<X ~m  
    } s?PB ]Tr  
} ; =z\/xzAwX  
B^C 5?  
mt4X  
同样还可以申明一个binary_op czH# ~  
_z>%h>L|g  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zZP&`#TAy  
class binary_op : public Rettype .>p.k*vU  
  { R#!Urhh  
    Left l; 7,Y+FZ  
Right r; 7V&ly{</  
public : luJNdA:t&  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} De<i 8/^=  
GjbOc   
template < typename T > Kf`/ Gc!  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [Xww`OUsh  
      { 3e1%G#fu  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [^gb6W9Y  
    } o90[,  
N'Vj& DWC  
    template < typename T1, typename T2 > r`e6B!p  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?=b#H6vs  
      { 9r ](/"=f  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'rrnTd c  
    } AI-ZZ6lzR  
} ; fJ+4H4K  
lXXWQ=  
M,we,!B0  
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 !\\OMAf7  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 *!yA'z<  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3*-!0  
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。 yUs/lI, Q  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! h;A~:}c,  
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。。。 kb!W|l"PN  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 H=9{|%iS  
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) l@`n4U.Gwl  
下面是修改过的unary_op {dlG3P='`f  
q><wzCnRu~  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ;A0ZcgF  
class unary_op ={50>WXE  
  { P>Ru  
Left l; ;8w CQ  
  N!<X% Ym  
public : 6\? 2=dNX  
f;!L\$yKy  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} (^m~UN2@~m  
eF?jNO3  
template < typename T > K6,d{n  
  struct result_1 !8tqYY?>@\  
  { VUD9ZyPw  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; " s/ws  
} ; _~;K]  
-i]2 b  
template < typename T1, typename T2 > ? 8)k6:  
  struct result_2 uM9Gj@_  
  { [K1z/ea)V  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /a s+ TU`A  
} ; _5o5/@  
**c"}S6:mC  
template < typename T1, typename T2 > :wfN+g=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const uCgJ F@  
  { be [E^%  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); i]& >+R<6  
} I p|[  
4^!%>V"d/  
template < typename T > |#Q0UM|'Q  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EmyE%$*T  
  { [_*?~  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7gREcL2  
} @B!gxW\C  
>^g\s]c[  
} ; .-1'#Z1T  
4}0Ry\ 6  
%0vWyU:K9  
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 ~SI G0U8  
好啦,现在才真正完美了。 ;8b!T -K  
现在在picker里面就可以这么添加了: 3!8u  
$5DlCN  
template < typename Right > M2nUY`%#v  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const w`atk=K  
  { L#fK ,r8  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); mNJCV8 <  
} 6UU<:KH  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 0JW =RW  
u.}H)wt  
<(1[n pS&+  
(Mw+SM3<  
^_BjO(b'e  
十. bind 9zm2}6r4  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 QkYKm<b  
先来分析一下一段例子 NTVaz.  
9)uJ\NMy  
At&kW3(  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ,lVQ-qw5  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 FJB B@<>:  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 csV3mzP  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 % zO>]f&  
我们来写个简单的。 z6|kEc"{  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: z&\N^tBv  
对于函数对象类的版本: Y/ %XkDC~  
TY?O$d2b3  
template < typename Func >  m=a^t  
struct functor_trait a'O-0]g,  
  { JW"n#sR4  
typedef typename Func::result_type result_type; w8zr0z  
} ; }|wC7*^)  
对于无参数函数的版本: *d31fBCk%  
Zh_3ydMD1  
template < typename Ret > 5ka6=R(r  
struct functor_trait < Ret ( * )() > WT}x Cni  
  { un}!&*+  
typedef Ret result_type; D'#,%4P,e\  
} ; [kMWsiZ  
对于单参数函数的版本: 3E}j*lo  
1v*N]}`HU  
template < typename Ret, typename V1 > 5uJ!)Q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > -?-yeJP2  
  { \y+^r|IL  
typedef Ret result_type; ZuKOscVS#T  
} ; &#OF,_6"m  
对于双参数函数的版本: [MD"JW?4B  
AqH GBH0  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > w*X(bua@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *nEG<Y)  
  { (px3o'lsh  
typedef Ret result_type; ^2i$AM1t  
} ; 7cO1(yE#vr  
等等。。。 {7` 1m!R  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ;D@F  
gUYTVp Vf  
template < typename Func > a%`L+b5-$  
struct func_return @9l$j Z~x  
  { 2nCHL '8N  
template < typename T > w|4CBll  
  struct result_1 :_Iz( 2hV  
  { 3N4kW[J2i  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [WXcp1p  
} ; S'`RP2P  
=F_j})O5  
template < typename T1, typename T2 > Ox@$ }  
  struct result_2 !E,|EdIr  
  { 7/K'nA  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n*TKzn4E  
} ; ~*`wRiUhis  
} ; O{Q+<fBC9  
VBW][f  
g[;&_gL  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;u<F,o(  
Swgvj(y;!A  
template < typename Func, typename aPicker > V7vojm4 O  
class binder_1 ] #7baZ  
  { w:](F^<s,  
Func fn; bAUYJPRpy  
aPicker pk; ,^jQBD4={  
public : 65tsJ"a<  
#A:^XAU1Z@  
template < typename T > F4:5 >*:  
  struct result_1 !/1 ~  
  { -6^Ee?"  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ony;U#^T  
} ; Z=l2Po n  
WGo ryvEx  
template < typename T1, typename T2 > ?P}) Qa  
  struct result_2 X>Z83qV5d!  
  { IvI;Q0E-3  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z/:W.*u  
} ; ?.ofs}  
;zSV~G6-  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}  < B!f;  
waG &3m  
template < typename T > c~d*SDca  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .5tXwxad"  
  { W k"_lJ  
  return fn(pk(t)); P<9T.l  
} )=5*iWe  
template < typename T1, typename T2 > }ee3'LUPX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j`_Z`eG  
  { 9h<iw\ $'  
  return fn(pk(t1, t2)); iztgk/(+G  
} !Wy&+H*0  
} ; mn(MgJKQ\  
|=W>4>  
[P]M)vJ**  
一目了然不是么? z; >O5a>z  
最后实现bind {@s6ly].  
$>Gf;k  
]ed7Q3lq  
template < typename Func, typename aPicker > [?da BXS  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :ra[e(l9  
  { [p )2!]y  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); y }h2  
} YL[y3&K  
2(GLc*B>  
2个以上参数的bind可以同理实现。 =wa5\p/  
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。 e)i-$0L"  
K%SfTA1TCB  
十一. phoenix u@zT~\ h*  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "T}HH  
M[e{(iQ:  
for_each(v.begin(), v.end(), luz,z( v  
( !m9g\8tE  
do_ ul"Z% 1]  
[ QdIoK7J 9  
  cout << _1 <<   " , " 4Cvo^k/I  
] "eI">`!g  
.while_( -- _1), l_fERp#y  
cout << var( " \n " ) W61:$y}8  
) 0b2;  
); 5'xZ9K  
^!O2Fw  
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: !V/p.O  
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 X4"[,:Tw  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 myB!\ WY   
那么我们就照着这个思路来实现吧: :m("oC@}  
! n?j)p.  
prxmDI   
template < typename Cond, typename Actor > k7z{q/]M  
class do_while 4Q\~l(  
  { ;kVo? W]  
Cond cd; pf0uwXo  
Actor act; > !HC ?  
public : ry4:i4/[  
template < typename T > JZ-M<rcC  
  struct result_1 > 'JWW*Y!  
  { k59.O~0V  
  typedef int result_type; 6<UI%X  
} ; [wJl]i  
$U%N$_k?  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} .r@'9W^8  
fXkemB^)_  
template < typename T > C}]rx{xC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b*< *,Ds/G  
  { 5}_,rF?cX  
  do PmDar<m  
    { |>nVp:t^  
  act(t); ,q Bu5t  
  } uL@'Hv A  
  while (cd(t)); $7\hszjZ  
  return   0 ; iLFhm4.PO  
} xCm`g {  
} ; iHyA;'!Os  
qV@Hu/;  
3. g-V  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). `Y7&}/OM  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 +]{PEnJ  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Rs 0Gqx  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 .eDI ZX  
下面就是产生这个functor的类: &E!-~'|z  
, p r ",=  
U,$^| Iz  
template < typename Actor > =v=H{*dWA  
class do_while_actor [0n&?<<  
  { fOO[`"'Pq  
Actor act; \"A~ks~  
public : 'gz@UE1  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} @nF#\  
%MN>b[z  
template < typename Cond > fehM{)x2:  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 2lBu"R6}  
} ; rjT!S1Hs  
4_?*@L1  
zMN4cBL9m  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 TM$`J  
最后,是那个do_ 6.GIUM%D  
!rgdOlTR^  
m2Q#ATLW  
class do_while_invoker ,vUMy&AV  
  { n!\&X9%[8  
public : i52:<< 8a  
template < typename Actor > "8`f x  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Z9 tjo1X  
  { {2%@I~US  
  return do_while_actor < Actor > (act); _{'HY+M  
} G(y@Tor+  
} do_; xBMhk9b^0  
las|ougLy  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? dD"o~iEC  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 (g]J hG  
最后来说说怎么处理break和continue uEkUK|  
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。 gkNvvuQXc  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八