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
  • 8028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 NZCPmst  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 cjp H hoW  
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, S}mqK|!  
 {|a=  
.r$d 8J  
&E0P`F,GQA  
  class filler yKgA"NaM  
  { |cUTP!iy  
public : N"@aisi)  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} yMB*/vs  
} ; xXQDHc -Ba  
kg1z"EE  
@.@O#  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: U TC|8  
<S <@V?h  
XhhV 7J_F  
oYI7 .w  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); )w=ehjV^m  
*\L\Bzm  
ncjtv"2R  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 z^'3f!:3  
:  *k   
V]&0"HX2r!  
<XDYnWz  
二. 战前分析 &3#19v7/  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ===M/}r  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 \c(R#*0,  
rI23e[  
{d|e@`"T  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2guWWFS  
  /* --------------------------------------------- */ 2M1}`H\  
vector < int *> vp( 10 ); "Y-_83  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Yi:@>A<#  
/* --------------------------------------------- */ =^%#F~o:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); YEqZ((H  
/* --------------------------------------------- */ -C1,$mkj  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); sT ]JDC6  
  /* --------------------------------------------- */ { )=h  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); s"gNHp.oF  
/* --------------------------------------------- */ A 0~uv4MC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); AXFQd@#  
^~XsHmcQ  
cdY|z]B  
> PHin%#  
看了之后,我们可以思考一些问题: z3>ldT  
1._1, _2是什么? MROe"Xj  
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。 W:VRLT>w>  
2._1 = 1是在做什么? 41dB4Td5t  
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。 3V2dN )\  
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。 D;nm~O%  
Okxuhzn>"  
F5s Pd  
三. 动工 X2\1OWR0  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: AYb-BaIc  
a/p} ?!\  
Q#M@!&  
Pr|BhX  
template < typename T > $z[FL=h)?+  
class assignment O1xK\ogv  
  { W w\M3Q`h  
T value; *5T^wZpj)  
public : H;D 5)eJ90  
assignment( const T & v) : value(v) {} 7\.{O$Q  
template < typename T2 > x)GpNkx:  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } xw2dNJL  
} ; CvkZ<i){  
b%A+k"d  
$DS|jnpV  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 meJ%mY  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment X3mHg5zt  
csK;GSp}  
Qze.1h  
P-]u&m/6  
  class holder :yFUlO:  
  { ,#?iu?i/  
public : ^W#161&  
template < typename T > Z/G`8|A  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7H=V|Btnc  
  { ;8Qx~:c  
  return assignment < T > (t); |[./jg"  
} m-u3^\'  
} ; :LrB9Cf$n  
:[\M|iAo  
v=8sj{g3,3  
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: HAKB@h)  
"@ 1+l&  
  static holder _1; FW=`Fm@z%%  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?cur}`  
r{mj[N'@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }+] l_!v*  
而不用手动写一个函数对象。 ?q{HS&k  
% H/V iC  
u7(<YSOs  
]Y;5U  
四. 问题分析 *TyLB&<t  
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。 $Sls9H+.  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ;]vJ[mi~  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 9u0<$UY%  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Ie"eqO!  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 aWS_z6[t#6  
u,~/oTg O  
五. 问题1:一致性 nF1}?  
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?| +Hd'*'c  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ?Z(xu~^/  
fug F k  
struct holder BZP{{  
  { Ht4A   
  // P!xN]or]u  
  template < typename T > Wd>gOE  
T &   operator ()( const T & r) const SPu+t3  
  { eHE?#r16Z  
  return (T & )r; )i/x%^ca$  
} IoKN.#;^  
} ; W!Fu7a  
taBCE?{  
这样的话assignment也必须相应改动: ihp>cl?  
*e,GXU@  
template < typename Left, typename Right > {ovW6#  
class assignment bDtb"V8e  
  { %LjhK,'h  
Left l; .dPy<6E  
Right r; XlJA}^e  
public : @V=HY  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} L)"E_  
template < typename T2 > FE'F@aS\  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } h?7@]&VJ  
} ; ^~` t q+  
CNM pyr  
同时,holder的operator=也需要改动: Vw";< <0HZ  
S;tv4JY  
template < typename T > lvp8{]I<  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const >Q#\X=a>  
  { fx=HKt  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Qv B%X)J  
} *f-8egt-  
s;W1YN  
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。 6Eu"T9 (  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 W[B;;"ro  
R>B4v+b  
return l(rhs) = r; K<E|29t^k  
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。 -'Oq.$Qq  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: N$! Vm(S  
q?$<{Z"  
template < typename Tp > } m&La4E  
class constant_t ~y" ^t@!E  
  { !SAR/sdXf  
  const Tp t; St|B9V?eEB  
public : ? t_$C,A+  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} :9]"4ktoJ  
template < typename T > 5Y#~+Im=[@  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const >5MHn@  
  { }J+ \o~  
  return t; ^oXLk&d  
} oGKk2oP  
} ; el3lR((H  
u.ub:  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 h(gpq SN  
下面就可以修改holder的operator=了 mw fl x8  
4l~B/"}  
template < typename T > }ZB :nnG  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const glUf. :]  
  { O Ce;8^  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ZIp"X  
} #xNXCBl]O  
\9%RY]TK3  
同时也要修改assignment的operator() d)'J:  
`KHP?lX  
template < typename T2 > JXAH/N& i  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } (( {4)5}  
现在代码看起来就很一致了。 XAb-K?)   
\[Q*d  
六. 问题2:链式操作 |m>{< :  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Uu(FFd~3  
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。 "zx4k8  
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。 h ngdeGa  
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。 L@x#:s=  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct &uLC{Ik}  
7thB1cOJ  
template < typename T > 'eg;)e:`b+  
struct result_1 w ;]~2$  
  { 2>'/!/+R  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; p -wEPC0  
} ; BkJNu_{m?  
0Q5fX}  
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: SwdUElEp  
Av,E|C  
template < typename T > UlH;0P?  
struct   ref vI0::ah/  
  { Y~g*"J5j  
typedef T & reference; P<MNwdf(+  
} ; dZ{yNh.]  
template < typename T > ,+o*>fD  
struct   ref < T &> >*e,+ok  
  { %Kc2n9W  
typedef T & reference; {i|$^A3  
} ; b$/ 'dnx  
<}t<A  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: e!p?~70  
>?)Df(n(9  
template < typename T > @DniYt/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const FWl'='5L  
  { m8NKuhu  
  return l(t) = r(t); :uQ~?amM  
} MtXTh*4  
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。 xy Pz_9  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 C?fa-i0l^  
xSL%1>MrN  
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 lbnH|;`$]m  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: G !;<#|a  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 5|Hz$oU  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 '/~j!H4q9  
最后的布局是: B,avI&7M;S  
                Add Jwe9L^gL  
              /   \ KV]8o'  
            Divide   5 /><+[\q4LM  
            /   \ d!#qBn$*[  
          _1     3 Gb_y"rx?0  
似乎一切都解决了?不。 Hl b%/&  
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。 $|n#L6k  
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。 +9[s(E?SY  
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: k/mO(i%qi  
} 0x'm  
template < typename Right > >'e(|P4  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const yp\s Jc`  
Right & rt) const )Y 9JP@}T  
  { g!.k>  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |}2X|4&X  
} HZEDr}RN  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ,{VC(/d  
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。 I+g[ p  
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。 7FvtWE*  
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。 ar[*!:!  
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。 =6^phZ(  
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? tZqy \_G  
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: fLR\@f  
a534@U4,  
template < class Action > f]37Xl%I  
class picker : public Action C">w3#M%  
  { %VmHw~xyF:  
public : 0 V3`rK  
picker( const Action & act) : Action(act) {} e QGhX(  
  // all the operator overloaded t%Hy#z1W_  
} ; 9~6)u=4sS"  
N_eZz#);  
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。 a^QyYX}\qR  
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: c0Oc-,6J  
j_Q kw ?   
template < typename Right > Jrm 9,7/  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const X0e#w?  
  { ?/ Cl  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); )ND%MYJSq  
} g}Esj"7  
< rqFBq 8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > "*N=aHsj  
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。 Y1Sfhs )  
> nOU 8  
template < typename T >   struct picker_maker LJ+Qe%|  
  { /`vn/X^?^  
typedef picker < constant_t < T >   > result; F3pBk)>a\  
} ; L-QzC<[F/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > M8}t`q[-&  
  { M->$ 'Zgh`  
typedef picker < T > result; AV:P/M^B  
} ; 6|AD]/t^K  
YH^h ?s  
下面总的结构就有了: mH\eJ  
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。 "JJEF2e@Z  
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。 @EV*QC2l;Y  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 e SlZAdK  
至此链式操作完美实现。 S=.7$PY  
*eb2()B%  
[K4wd%+  
七. 问题3 afNqK~  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 L] ce13K  
}Rx`uRx\  
template < typename T1, typename T2 > y1@*)| r  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const oGXndfd"  
  { oP 4z>  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); M9scZuj  
} %}0B7_6B+@  
4A@77#:J5  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: /yn%0Wish  
xhmrep6+<  
template < typename T1, typename T2 > _)6N&u8  
struct result_2 { i2QLS  
  { L}x,>hbT  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Fy8$'oc  
} ; #FQkwX'g  
!.}ZlA  
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? 4<{]_S6"0y  
这个差事就留给了holder自己。 i9 Tq h  
    N +M^e`H  
1YxG<K]  
template < int Order > W{z{AxS  
class holder; 4IH,:w=ofN  
template <> t/`~(0F  
class holder < 1 > H:jx_  
  { {ICW"R lcs  
public : d?Y|w3lB  
template < typename T > EBl?oN7E  
  struct result_1 QaYUcma~n  
  { j68_3zpl  
  typedef T & result; 7\xGMCctM  
} ; cEc_S42Z  
template < typename T1, typename T2 > LqA&@  
  struct result_2 U'K{>"~1a  
  { !CO1I-yL  
  typedef T1 & result; HX&G  k  
} ; ~R!M.gY[rK  
template < typename T > /-v6jiM  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |{en) {:  
  { mtunD;_Dek  
  return (T & )r; 2MQ XtK  
} bxrT[]  
template < typename T1, typename T2 > N(W;\>P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const `HO_t ek  
  { <g4[p^A  
  return (T1 & )r1; @V>BG8Y  
} jFr[T  
} ; d%wy@h  
bh&Wy<Y  
template <> 8M,AFZ>F  
class holder < 2 > ZJ Ke}F`l  
  { N ">4I)  
public : C ks;f6G  
template < typename T > tW)K pX  
  struct result_1 yur5" $n  
  { a6<UMJ  
  typedef T & result; fC7rs5  
} ; $t{;- DpNB  
template < typename T1, typename T2 > :fx^{N!T  
  struct result_2 >L_nu.x  
  { *\!>22*  
  typedef T2 & result; RcG 1J7#i  
} ; xxS>O%  
template < typename T > Pn|;VCh  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :{Mr~Co*  
  { }\$CU N  
  return (T & )r; BD.>aAi!  
} Q%*987i  
template < typename T1, typename T2 > d(X/N2~g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const HkL`- c0  
  { vv FH (W  
  return (T2 & )r2; a F!Im}  
} \Hs*46@TC  
} ; &h<\jqN/  
F).7%YfY  
BGOajYD  
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> >。 _yN&+]c  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: hq|I%>y  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: hzcSKRm  
L%Mj{fJ>Wm  
return l(i, j) = r(i, j); \)'5V!B|s  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) u"s@eN  
4A {6)<e  
  return ( int & )i; q4y sTm  
  return ( int & )j; )kpNg:2p  
最后执行i = j; T?+%3z}8  
可见,参数被正确的选择了。 f'WRszrF  
bCL/"OB  
x=VLTH/oo  
RoLN#  
089 <B& <  
八. 中期总结 ]p-x ds#d  
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: ZR8%h<  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 q*'-G]tH=  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \~BYY|UB;W  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor r >;(\_@  
XEe$Wh  
# H)\ts  
-%)S~ R  
/:.p{y  
r"&uW !~0  
九. 简化 b'1m 9T780  
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。 %+ : $uk[  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 _fM=J+  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: f>zd,|)At  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 P|tNmv[;  
  +-*/&|^等 3'z L,WW  
2. 返回引用。 nIEIb.-  
  =,各种复合赋值等 4L_AhX7  
3. 返回固定类型。 'A{B[  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) `P/87=h  
4. 原样返回。 ^9zlxs`<d  
  operator, ZuNUha&a  
5. 返回解引用的类型。 9  M90X8  
  operator*(单目) cES8%UC^i  
6. 返回地址。 EL^j}P  
  operator&(单目) Ov~vK\  
7. 下表访问返回类型。 "UUoT  
  operator[] +|6E~#zklY  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }Dx5W9Ri"  
  operator<<和operator>> fJK;[*&Y  
;;}}uW=  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 c yH=LjgJf  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: c1M *w9o  
ZYLPk<<  
template < typename Left > AvZO R  
struct value_return %zYTTPLZ  
  { t3<HE_B|  
template < typename T > P%y9fU2[  
  struct result_1 U&o ~U] rm  
  { hH]oJ}H \  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; t;b1<TLn0  
} ; ;-quK%VO!  
Z \S'HNU  
template < typename T1, typename T2 > #Fckev4  
  struct result_2 B,4 3b O  
  { jP31K{G?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; MZ:Ty,pw:O  
} ; lGXr-K?+Y  
} ; f3SAK!V+s  
8E|FFHNK<2  
^%t{:\  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait {`+:!X   
q rF:=?`E  
下面我们来剥离functor中的operator() 7e:7RAX  
首先operator里面的代码全是下面的形式: }+fBJ$  
,T8fo\a4  
return l(t) op r(t) ow7*HN*  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) c8oE,-~  
return op l(t) +:3p*x%1H  
return op l(t1, t2) 6Tg'9|g  
return l(t) op asJt 6C  
return l(t1, t2) op }w5`Oig[  
return l(t)[r(t)] yHs'E4V`$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] GiKmB-HO  
l:(?|1_  
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: v M $Tn  
单目: return f(l(t), r(t)); vpP8'f.  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); :auq#$B  
双目: return f(l(t)); -ze@~Z@  
return f(l(t1, t2)); NC%)SG \  
下面就是f的实现,以operator/为例 OyATb{`'  
yJ2A!id  
struct meta_divide rW[7 _4  
  { )AXa.y  
template < typename T1, typename T2 > 2$O6%0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) :9W)CwZ)V  
  { W:1GY#Pe  
  return t1 / t2; jF 6[+bW<  
} :o_6  
} ; ~-BIU Z;  
r1zuc:W 1  
这个工作可以让宏来做: x?2y^3<5  
(P 9$Ei0fv  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ TB#oauJm,  
template < typename T1, typename T2 > \ 0c]3 ,#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; $Hal]  
以后可以直接用 24I~{Qy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) yG:Pg MrB  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 "FXT8Qxg  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) '_%`0p1  
k7=mxXF  
3M[5_OK   
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 rlSflcK\\(  
ol@LLT_m  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > TN.&FDqC9  
class unary_op : public Rettype N=;VS-  
  { N  Bpf  
    Left l; iYz!:TxP  
public : L7B(abT9e  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} t**o<p#)f  
9 [wR/8Xm  
template < typename T > F2Co Xe7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NplkhgSj  
      { jHpFl4VPz  
      return FuncType::execute(l(t)); *h2)$^P%  
    } pd oCV  
^vr`t9EE  
    template < typename T1, typename T2 > -MItZ  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~ MW_=6U  
      { "%)^:('Ki  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); v DVE#Nm_  
    } Ks.kn7<l  
} ; J@Qw6J  
5# $5ct  
av}pT)]\  
同样还可以申明一个binary_op ]y<<zQ_fhY  
zP#%ya :I  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1}jwv_0lL  
class binary_op : public Rettype &g5+ |g (  
  { y%xn(Bn  
    Left l; dS"%( ?o  
Right r; ntEf-x<  
public : Oz7WtN  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} H8?Kgaj~vf  
ccJ!N  
template < typename T > y3pr(w9A  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &#qy:  
      { ~U_,z)<`)c  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Qh@A7N/L  
    } e X q}0-*f  
kV3Zt@+  
    template < typename T1, typename T2 > /WE1afe_R  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const l} UOg   
      { K;#9: Z^+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));  XV*uu "F  
    } tS&rR0<OW  
} ; 4O'X+dv^I  
Dl95Vo=1  
\ D,c*I|p7  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮  d`&F  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ,MdK "Qa>  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ET}Dh3A  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 4^Ghn  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :,BKB*a\  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 l*z.20^P  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 >6"u{Qmr  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) q$ 6Tb  
下面是修改过的unary_op WZJ}HHePr  
pt+[BF6P  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > "8h7"WR  
class unary_op 2^C>orKQ0  
  { `+O7IyTM A  
Left l; 7iBN!"G0  
  p@+r&Mg%W"  
public : a'2^kds  
#Jqa_$\.  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} o `N /w  
&o$Pwk\p/  
template < typename T > enJgk(  
  struct result_1 6!^&]4  
  { QSq0{  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; v\:P _J  
} ; m'P,:S)=  
`@07n]KB  
template < typename T1, typename T2 > I?!7]Sn$  
  struct result_2 k(.6K[ b  
  { dCkk5&2n  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; PhOtSml0  
} ; y,QJy=?  
:gJ?3LwTf  
template < typename T1, typename T2 > I@<\DltPi  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;VAHgIpx;  
  { zwa%$U  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); K6l{wyMb|  
} ~t-!{F  
Vy7o}z`  
template < typename T > `gFE/i18  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~'<ca<Go|  
  { o)pso\;  
  return OpClass::execute(lt(t)); >l3iAy!sZ  
} j6_tFJT  
=xq+r]g6  
} ; O^,%V{]6\  
r1)@ 7Nt  
BQfq]ti  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug t/TWLhx/  
好啦,现在才真正完美了。 +__PT4ps  
现在在picker里面就可以这么添加了: ^<VJ8jk<  
[|!A3o  
template < typename Right > K7CrRT3>6  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const IDIok~B=e  
  { M'D l_dx-  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); z[`O YwsW  
} -]K9sy)I  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 FELDz7DYya  
3</gK$f2  
ecRY,MN  
#{BHH;J+  
QwSYjR:K  
十. bind d^sm;f  
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。 iYk4=l  
先来分析一下一段例子 6,q}1-  
6*\WH%  
5m]N%{<jAB  
int foo( int x, int y) { return x - y;} iir]M`A.-  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 <_N<L\  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 tr t^o  
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。 e 1$<,.>  
我们来写个简单的。 aF41?.s  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: }pMd/|A,  
对于函数对象类的版本: 2`;&Uwt  
:K)7_]y  
template < typename Func > \_w>I_=F  
struct functor_trait 34gC[G=  
  { 74p=uQ  
typedef typename Func::result_type result_type; 5SNa~ kC&  
} ; "A]Xe[oS  
对于无参数函数的版本: %qYiE!%&  
-E(0}\  
template < typename Ret > Glw_<ag[  
struct functor_trait < Ret ( * )() > qTuQ]*[-  
  { miTySY6 ^  
typedef Ret result_type;  e#t7  
} ; zvgy$]y'\  
对于单参数函数的版本: !Enq2  
3~o#1*->  
template < typename Ret, typename V1 > (/a#1Pd&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ;LXwW(_6d  
  { 0Kytg\p}  
typedef Ret result_type; lIUaGz|  
} ; 2]}4)_&d<e  
对于双参数函数的版本: s1GR!*z>  
T{:~v+I=  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > r&/M')}?Lw  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 9{KL^O?g  
  { \~!!h.xR  
typedef Ret result_type; N7 FndB5%  
} ; ]~K&b96(  
等等。。。 ~EL3I  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy MOia] 5  
rijavZS6  
template < typename Func > !K[UJQ s\  
struct func_return qbsmB8rh  
  { y<5RV>"Vg  
template < typename T > $~+(si2  
  struct result_1 a-bj! Rs  
  { Pb`Uxv  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;  B8~JUGD  
} ; X;&Iu{&=  
<c77GimD?  
template < typename T1, typename T2 > QB.QG!@  
  struct result_2 K!,T.qA&=  
  { rLpfybu  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A+w'quXn  
} ; }B e;YIhG  
} ; h0O t>e"  
ZO#f)>s2  
L}a-c(G+8  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 &pzf*|}  
}NJKkj?  
template < typename Func, typename aPicker > 'w z6Zt  
class binder_1 YT`,f*t  
  { {Z,_/@}N  
Func fn; .C*mDi)wZ  
aPicker pk; %;eD.If}  
public : -^aJ}[uaI  
[o"<DP6w  
template < typename T > ?:$\ t?e^  
  struct result_1 , UsY0YC  
  { i$5<>\g  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; OU esL9  
} ; &.l^>#  
hGy[L3 {  
template < typename T1, typename T2 > 1.tAl6]  
  struct result_2 vvI23!H  
  { 2Onp{,'}  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; vR3\E"Zi  
} ; f OasX!=  
IE|? &O  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2O 2HmL  
21$E.x 6  
template < typename T > hm*cGYV/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *\(MG|S  
  { ~ \]?5 nj  
  return fn(pk(t)); l+a1`O  
} -tZ~&1"  
template < typename T1, typename T2 > GoLK 95"]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .He}f,!f<  
  { ^6On^k[|fw  
  return fn(pk(t1, t2)); l0 8vF$k|d  
} 02_+{vk!  
} ; bu9.Hv T'  
GXp`yK9c  
J= [D'h  
一目了然不是么? T-LX>*  
最后实现bind kV+%(Gl8  
Mbp7%^E"A  
6CCm1F{`  
template < typename Func, typename aPicker > AP1&TQ,&  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 5-hnk' ~  
  { Z)}UCi+/".  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); r7,}"Pl  
} e\em;GTy  
.* )e24`  
2个以上参数的bind可以同理实现。 .P <3+  
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。 *`q?`#1&&.  
", p5}}/  
十一. phoenix %tMx48'N  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: lSg[7lt  
!:PiQ19 'u  
for_each(v.begin(), v.end(), FUarI5#fwF  
( h 8xcq#  
do_ {h=gnR-9  
[ ?P}bl_  
  cout << _1 <<   " , " >J5C.hx  
] T]JmnCX>:  
.while_( -- _1), \h"U+Bv7  
cout << var( " \n " ) \_  V*Cs  
) _u+ 7>  
); Mj{w/'  
Pa6pq;4St  
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: [#9i@40  
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 * bd3^mP  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 $J^fpXO  
那么我们就照着这个思路来实现吧: t/}NX[q  
^v `naA(  
$AT@r"  
template < typename Cond, typename Actor > o] Xt2E  
class do_while 41x"Q?.bY  
  { /O5&)%N  
Cond cd; e P,bFc  
Actor act; Wqkzj^;"G  
public : Wqkb1~]#Y  
template < typename T > o{6q>Jm  
  struct result_1 |his8\C+x  
  { B>W8pZu-J  
  typedef int result_type; 0-uw3U<  
} ; XZ . T%g  
?!K6")SE  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 9b&|'BBW  
P}]o$nWT  
template < typename T > xbBqR _ H_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4-t^?T: qF  
  { 5f{P% x(  
  do :\vs kk),  
    { cT(6>@9@  
  act(t); 2j: 0!%  
  } `sCn4-$8  
  while (cd(t)); ,sIC=V +  
  return   0 ; @AF<Xp{  
} V^,eW!  
} ; gfs;?vP  
zGFD71=#  
Z4EmRa30 p  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Kp6 @?  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 fz\Q>u'T  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 UXlZI'|He  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 puJB&u"4L  
下面就是产生这个functor的类: >v%js!`f  
J09jBQ] R  
p"#\E0GM  
template < typename Actor > %rMCiz  
class do_while_actor =KUmvV*\  
  { a3>/B$pE  
Actor act; :{#O   
public : +]s,VSL5`  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} S~i9~jA  
>UMxlvTg&  
template < typename Cond > 0muC4  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; B ytx.[zbX  
} ; {Q3OT  
+?Ii=*7n  
X3\PVsH$K  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 !+Xul_XG  
最后,是那个do_ cf88Fd6l/  
Oj;*Gi9E  
{YgU23;q  
class do_while_invoker FDQ=$w}' >  
  { U\p`YZ  
public : MzD1sWmK  
template < typename Actor > u0h%4f!X  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Td'Mc-/  
  { Cjx4vP  
  return do_while_actor < Actor > (act); B=!!R]dxA  
} $G-<kC}8:  
} do_; KGYbPty}  
?1D!%jfi  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? B S*79heY  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 $ ]s^M=8  
最后来说说怎么处理break和continue N<9 c/V  
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。 y)fMVD"(  
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 或 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:
10+5=?,请输入中文答案:十五