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
  • 6928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 MfL7|b)  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 PeJ#9hI~rQ  
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, iHPsRq!  
$*0-+h  
^\}qq>_  
m4/qxm"Dx:  
  class filler Vm%G q  
  { ~F,~^r!Jtu  
public : '[ #y|  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} u9"=t  
} ; 7P<VtS  
h&'|^;FM  
O*~,L6# }  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: &ksuk9M  
D;R~!3f./b  
Y9^l|,bm5  
kE:[6reG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); zH]oAu=H  
e0P[,e*0  
~(R=3  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 5 bI :xL}  
So 1TH%  
`58%&3lp  
'gf[Wjb,%  
二. 战前分析 z8X7Y >+SA  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 .y s_'F-]0  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 n6oOk nCna  
PBn7{( x  
v5M4Rs&t  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 );  LSC[S:  
  /* --------------------------------------------- */ t W UI?\  
vector < int *> vp( 10 ); ]d1'5F][H  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); "-&K!Vfs  
/* --------------------------------------------- */ &Gt{9#  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); B'yjMY![  
/* --------------------------------------------- */ [BE_^d5&  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Q5ASN"_  
  /* --------------------------------------------- */ Q4cCg7|0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); (l99a&] t  
/* --------------------------------------------- */ MqZ"Js  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); e}uK"dl(  
@AZNF+ \W$  
,iyy2  
tc'iKJ5)  
看了之后,我们可以思考一些问题: :H&Q!\a  
1._1, _2是什么? uz!8=,DFw  
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。 p7|I>8ur.  
2._1 = 1是在做什么? d'';0[W)  
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。 }k }=e  
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。  nYx /q  
o ]*yI[\  
x {NBhq(4  
三. 动工 D)PX|xrn  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: E*YmHJ:k  
B=cA$620  
}+!"mJx@  
in1rDN%Vi  
template < typename T > D)-LZbPa  
class assignment HgY@M  
  { "&={E{pQ  
T value; b=EI?XwJ  
public : !P{ /;Q  
assignment( const T & v) : value(v) {} |Y!^E % *  
template < typename T2 > )Eozo4~  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } {bXN[=j  
} ; *ak0(yLn)  
-9dZT  
(u 7Lh>6%  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6y^ zC?  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment L/u|90) L  
+ay C 0  
Ir JSU_  
>>{):r Z  
  class holder J2Dn  
  { ?^~ZsOd8B  
public : ]H/,Q6Q  
template < typename T > g kmof^  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const U;bx^2<m  
  { N*A*\B%{x'  
  return assignment < T > (t); Iy_5k8 ]  
} :<aGZ\R5  
} ; !}6'vq  
gfggL&t(  
V(TtOuv  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: I">">  
xo@1((|z  
  static holder _1; hF-QbO  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 KiXfR\S~C  
@{@b^tk  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); h{)m}"n<R  
而不用手动写一个函数对象。 xdO3koE:  
7g*!6-W[  
HAH\ #WE  
*<^C0:i(  
四. 问题分析 &0T.o,&y  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 x@Gg fH<l  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 M5 VW1Ns  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 w,IJ44f ^%  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 --]blP7  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9Z -2MF  
5mAb9F8@  
五. 问题1:一致性 +k6` tl~*  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?|  C O6}D  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 zYaFbNi  
Q b^{`  
struct holder O]XRalkEM  
  { sNx_9pJs4  
  // e;vI XJE  
  template < typename T > ]pm/5|  
T &   operator ()( const T & r) const yq.@-]ytZ  
  { boiP_*|MY  
  return (T & )r; 4(htdn6\  
} zYM2`(Z 5B  
} ; X8tPn_`x  
h>V6}(~;.  
这样的话assignment也必须相应改动: w~6/p  
le^Fik   
template < typename Left, typename Right > ZW?h\0Hh  
class assignment Nd( I RsH(  
  { ILCh1=?{9r  
Left l; al#(<4sJ  
Right r; ?J$k 5;  
public : #_ulmB;  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ho(M O!(  
template < typename T2 > \L>XF'o  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } #eYYu2ND  
} ; 'Qt[cW  
D<v< :  
同时,holder的operator=也需要改动: { 5r]G  
|gV~U~A]  
template < typename T > 3\Amj}RJ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 5%D`y|  
  { l8E))oz1T  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); t5 >ma:^j  
} q2#Ebw %]  
%rB,Gl:)g  
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。 1a9' *[  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 1!1,{\9%  
8@vq.z}  
return l(rhs) = r; GQg 2!s(  
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。 DvhF CA}z  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: W.4R+kF<  
"#Z e3Uy\  
template < typename Tp > :[l}Bb,  
class constant_t G!`%.tH  
  { zji9\  
  const Tp t; 'sAkrl8kt  
public : ty!DMg#  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 6\l F  
template < typename T > t _ CMsp  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const nGGw(6c%>  
  { >c@! EPS  
  return t; t[k ['<G  
} h<3bv&oI .  
} ; Hd4 ~v0eS  
iM!V4Wih6  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 7r,GdP.  
下面就可以修改holder的operator=了 !_Y%+Rkp0  
b w1s?_P  
template < typename T > {31X  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Z^]Oic/0Oa  
  { bh" Caz.(t  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); zk }SEt-  
} \>su97  
,ng/T**@G  
同时也要修改assignment的operator() fBTNI`#  
Nj4r[5K  
template < typename T2 > "viZ"/ ~6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } xe OfofC(l  
现在代码看起来就很一致了。 @/aJi6d"^E  
MuO(%.H  
六. 问题2:链式操作 j^/<:e c.  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `!N.1RP _  
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。 Wv5=$y  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 >mQD/U  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 a%y*e+oM  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ?/}IDwuh  
/  !h<+  
template < typename T > pV<K=;:x>  
struct result_1 rSDI.m   
  { 860y9wzU  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; =Q;dYx%I5  
} ; 3I'7+?@@l  
`0s3to%7  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: xz:  
xNY&*jI  
template < typename T > |1kA6/  
struct   ref hRKJKQ@7  
  { CZy!nR!  
typedef T & reference; _7v4S/V  
} ; R(> oyxA[F  
template < typename T > X$%[%q8qg  
struct   ref < T &> Hj-n 'XZ  
  { y[f%0*\B  
typedef T & reference; U&^(%W#  
} ; @0:Eg1-  
C^JtJv  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: U0|wC,7"  
<_8eOL<X  
template < typename T > 1Xcj=I- 4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const NxH%%>o>  
  { xE_~.EoB  
  return l(t) = r(t); </9c=GoJ  
} BDL[C<d(  
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。 s Wj:m)  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {o'(_.{  
4D.h~X4  
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 iMYJVB=  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: , Sf:R4=  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 " u]X/ {L  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 j`u2\ ;  
最后的布局是: D(_j;?i  
                Add f#38QP-T  
              /   \ <@>icDFEHn  
            Divide   5 gBgaVG  
            /   \ G #$r)S  
          _1     3 ?S)Pv53>}  
似乎一切都解决了?不。 4fL>Ou[YuX  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 TD;u"  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 OS~Z@'Eg  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: BMzS3;1_  
d^Cv9%X  
template < typename Right > 8N<2RT8W  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const .4z_ohe  
Right & rt) const ^6UE/4x!y  
  { fob.?ID-;  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); &)Vuh=  
} T~lHm  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _y[B/C,q  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 #cl|5jm+m#  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 V#&S&dn  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Y,KSr|vG  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 q\s>Oe6$  
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? 1N.weey}W  
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: (^|vN ;  
0;5qo~1  
template < class Action > utdus:B#0  
class picker : public Action 0d,&)  
  { |@D%y&  
public : 0VgsV;  
picker( const Action & act) : Action(act) {}  *% ]&5  
  // all the operator overloaded w`Cs,  
} ; mnYzn[d3U  
*]S&V'Di  
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。 HvG~bZN  
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: ,7Q b24A  
mj& 4FQ#O*  
template < typename Right > Wh?3vZ^  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const T ^`R  
  { ti ic>j\D  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); |r`0< `  
} F PAj}as  
XJ1<!tl  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ;:~-=\  
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。 yD^Q&1  
c_6~zb?k+m  
template < typename T >   struct picker_maker QlnI&o  
  { $=!_ !tr  
typedef picker < constant_t < T >   > result; OLJ|gunA#  
} ; !y;xt?  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > vcp[$-$QGJ  
  { KFHcHz  
typedef picker < T > result; l !R >I7  
} ; /pgn?e'lk  
yMe;  
下面总的结构就有了: ?h-:,icR  
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。 $2v{4WP7G  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Y7@$#/1  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 fXx !_Z  
至此链式操作完美实现。 u85Uy yN  
&(X-b"2  
Z2{G{]EV(  
七. 问题3 G4K3qD#+H  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 WaDdZIz4  
";/,FUJJ  
template < typename T1, typename T2 > 8|S}!P"  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ARJ}h  
  { yex0rnQ|  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); BWG#W C  
} FJ V!B&  
p M_oIH'8:  
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: -* piC(  
{# TZFB  
template < typename T1, typename T2 > X2C&q$8  
struct result_2 } |? W  
  { K2oyHw<mk  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; s#C~HK  
} ; 05[k@f$n  
b~EA&dc  
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? 9d >AnTf&H  
这个差事就留给了holder自己。 :LMLY<8>9  
    6+_qGV  
 5wy3C  
template < int Order > `Ct fe8  
class holder; t8z=R6zX  
template <> (Q][d+} /  
class holder < 1 > 6n Hyd<o  
  { *gL-v]V  
public : `RL n)a  
template < typename T > !:<n]-U  
  struct result_1 Hyz:i)2  
  { + Awo\;@,  
  typedef T & result; ~&T%u.u 7  
} ; kmF@u@5M  
template < typename T1, typename T2 > >_LZD4v! <  
  struct result_2 H6%%n X  
  { CUZ ;<Pn  
  typedef T1 & result; #TKByOcD2!  
} ; _(J/$D  
template < typename T > EPGp8VGXp~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +G?nmXG[vj  
  { /4#A|;d_  
  return (T & )r; z(_#C s  
} ;UDd4@3`S"  
template < typename T1, typename T2 > ^,N=GZRWW  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const dG*2-v^G  
  { =?gDM[t^  
  return (T1 & )r1; B|6_4ry0U  
} QwgP+ M+  
} ; 3!0~/8!f@  
e?)ic\K  
template <> 6]5e(J{Fz  
class holder < 2 > YO`V'6\  
  { ?'r=>'6D  
public : |$a!Zx94^  
template < typename T > H m Z*  
  struct result_1 QcG-/_,'}  
  { We*&\e+"T  
  typedef T & result; *B1%-  
} ; 0GP\*Y8  
template < typename T1, typename T2 > "jMSF@lr  
  struct result_2 k_hs g6Ur.  
  { Ij9ezNZT=  
  typedef T2 & result;  hNF.  
} ; ^OnZ9?C{R  
template < typename T > &3%V%_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const MY" 8!  
  { JUlCj #%  
  return (T & )r; 4vbtB2  
} G [$u`mxV^  
template < typename T1, typename T2 > Bi$nYV)-l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const = & =#G3f  
  { y?@(%PTp  
  return (T2 & )r2; ?0k4l8R  
} nH7i)!cI~  
} ; Rt2<F-gY  
af<wUxM0  
-Ay=*c.4  
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> >。 ^4 ?LQ[t'  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: - TU^*  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ]3bXJE  
W$ag |WV  
return l(i, j) = r(i, j); QC^ #ns&  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) *wD| e K7  
xY94v  
  return ( int & )i; OX[pK_:`l  
  return ( int & )j; $~FnBD%|{  
最后执行i = j; "-a CF  
可见,参数被正确的选择了。 C)xM>M_CB  
[/IN820t  
yEB1gYJB  
+ tza]r:  
}SZU'lYHoM  
八. 中期总结 c6_i~0W56  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: oZSPdk  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 a1yGgT a?D  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 95%QF;h  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor }{( J *T  
+JrbC/&  
(n0h#%  
mcqLN5  
.*W_;Fo  
!au%D?w  
九. 简化 ?3|jB?:k  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 0;  BX  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 qGrUS_~q*  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: .T|1l$Jn  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 i_M0P12  
  +-*/&|^等 VYC$Q;Z  
2. 返回引用。 QdtGFY4f,  
  =,各种复合赋值等 GB\1'  
3. 返回固定类型。 [) S&PK  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) MWZH-aA(.  
4. 原样返回。 y|(C L^(  
  operator, eB,eu4+-  
5. 返回解引用的类型。 ? vr9l7VOi  
  operator*(单目) hX&Jq%{oa  
6. 返回地址。 U,2H) {l/  
  operator&(单目) (&^k''f  
7. 下表访问返回类型。 ;N;['xcx;  
  operator[] y$6~&X  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }G53"  
  operator<<和operator>> `D~wY^q{  
 "yA=Tw  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 I@jXW>$  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ,wPvv(b]a  
ZtPnHs.x  
template < typename Left > yHIZpU|(j  
struct value_return Zm+QhnY|  
  { iz @LS  
template < typename T > O/1:2G/`  
  struct result_1 `_Fxb@"R  
  { z3l(4WP  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; u/>+cT6}  
} ; NGq@x%T  
lz >>{  
template < typename T1, typename T2 > )E>nr Z  
  struct result_2 <yxy ;o  
  { K 0Gm ?(  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 6Ud6F t6  
} ; [ 30ta<-  
} ; yZcnky  
lZ>j:/R8^&  
|O4LR,{G.w  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait rf=ndjrH  
[JyhzYf\   
下面我们来剥离functor中的operator() o~J~-$T{  
首先operator里面的代码全是下面的形式: q88;{?T1  
TQ&1!~L*  
return l(t) op r(t) '%y5Dh  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Q$lgC v^M  
return op l(t) ]**h`9MF  
return op l(t1, t2) ayK?\srw  
return l(t) op q\]"}M 8  
return l(t1, t2) op vn(ji=  
return l(t)[r(t)] }Md5a%s<  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] fs,]%g^  
o<Y[GW1pg  
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: & @rXt!  
单目: return f(l(t), r(t)); J_eu(d[9  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); On*pI37(\  
双目: return f(l(t)); kX)QHNzP  
return f(l(t1, t2)); Um2RLM%  
下面就是f的实现,以operator/为例 _6!@>`u~  
&$L6*+`h#  
struct meta_divide N3$%!\~O  
  { poU1Q#+4p*  
template < typename T1, typename T2 > V''?kVJ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) DqN<bu2  
  { " .<>(bE  
  return t1 / t2; s=[T,:Z  
} ^sqTgrG  
} ; AJ"a  
%ZbdWHO#  
这个工作可以让宏来做: ,:=g}i  
vp|'Yy(9z  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ h#JX$9  
template < typename T1, typename T2 > \ 67D{^K"KT  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Ahf71YP  
以后可以直接用 &@[pJ2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) nBkzNb{"AZ  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 LTlbrB  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) r<9G}9  
8_:j.(n  
=V>inH  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 )&vuT q'7'  
e<+$E%"7hS  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Rx,5?*b$  
class unary_op : public Rettype g)L<xN8  
  { [M/0Qx[,  
    Left l; f(UB$^4  
public : ?mn&b G  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 57( 5+Zme  
=lZtI6tZ  
template < typename T > x +]ek  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Rv)*Wo!L  
      { dC(5I{I|  
      return FuncType::execute(l(t)); =)YDjd_=z  
    } FaQz03N\  
z0T9tN!(  
    template < typename T1, typename T2 > E]dc4US  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const C'.^2s#e8  
      { *)D$w_06S  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); JA2oy09G  
    } 7KJ%-&L^  
} ; ^@HWw@GA  
31 &;3?3>  
-^ R?O  
同样还可以申明一个binary_op )K!!Zq3;|  
DI0Wk^m  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > f<y-{.VnN$  
class binary_op : public Rettype '_B;e=v`  
  { ?*L{xNC#  
    Left l; Z>PS>6  
Right r; 4QBPN@~t  
public : 6Wk9"?+1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} noZ!j>f{@l  
SQT]'  
template < typename T > l1%ubu  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MGLcM&oR  
      { J b?x-%Za  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &t,"k'p  
    } $bFH%EA.  
"@YtxYTW-  
    template < typename T1, typename T2 > tSVU,m  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !QlCt>{  
      { 9Ecc~'f  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); pmc)$3u  
    } ib%'{?Q.  
} ; k2/t~|5  
h{ T{3  
Vl/fkd,Z  
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 3FG'A[x3O  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Nnq r{ub  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) )(+q~KA}  
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。 rEwd76?  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Zx Ak  
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。。。 _[h!r;DsG  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 t~%(Zu>S  
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}gM2Ia'vY  
下面是修改过的unary_op L~("C  
M'nzoRk  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > I{i6e'.jP  
class unary_op a[jNT$8  
  { *nB-] w/  
Left l; "#P#;]\`  
  x}~Z[bx  
public : :Z.P0=  
zNM*xPgS  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} L, 2;-b|  
\3T[Cy|5|  
template < typename T > d >O/Zal  
  struct result_1 89UR w9  
  { 49=L9:  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Nz>xilU'  
} ; vLpIVNA]]Y  
|]eWO#vs  
template < typename T1, typename T2 > >{[  
  struct result_2  Y-+JDrK  
  { Z5eM  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; DfX~}km  
} ; y#FFxSH>  
@$1jp4c   
template < typename T1, typename T2 > G^:?)WRG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const afE8Kqa:H  
  { 7LsVlT[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); "dHo6CT,y_  
} )cU$I)  
w\a6ga!xt"  
template < typename T > S 59^$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tA^CuJR  
  { l[^0Ik-G  
  return OpClass::execute(lt(t)); Q_`EKz;N{  
} :}CcWfbT  
T%aM~dp  
} ; [e o=  
a5pXn v]A  
%WPy c%I  
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 ;Kh?iq n^  
好啦,现在才真正完美了。 qfqL"G  
现在在picker里面就可以这么添加了: 8x-(7[#e<g  
0xH&^Ia1B  
template < typename Right > Y8c,+D,Ww  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const [8&+4 <  
  { K^I B1U$  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 4'"WD0  
} =R)w=ce  
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。 8?ip,Q\  
&t6:1T  
vXg^K}a#  
_<'?s>(U'  
T1%}H3  
十. bind xT-`dS0u  
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。 ^ywDa^;-  
先来分析一下一段例子 zU'7x U-  
Y]!&, e,  
 r}}2 Kl  
int foo( int x, int y) { return x - y;} GK [Hs 1/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 T.W^L'L `  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 o .V JnrJ  
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。 n. vrq-  
我们来写个简单的。 Rm`P.;%  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: TW}].A_-  
对于函数对象类的版本: ^fE8|/]nG9  
IY|`$sHb  
template < typename Func > _na/&J 6  
struct functor_trait :KqSMuKR  
  { <sSH^J4QqX  
typedef typename Func::result_type result_type; Tj}%G  
} ; FiSx"o  
对于无参数函数的版本: &?5me:aU  
Mkr &30il[  
template < typename Ret > aq\Fh7  
struct functor_trait < Ret ( * )() > {^k7}`7,  
  { o#>Mf464I  
typedef Ret result_type; l| y.6v  
} ; DVf}='en8  
对于单参数函数的版本: < <F  
O:ACp<@  
template < typename Ret, typename V1 > 8#[2]1X^8  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Zu 4au<  
  { gf}*}8D  
typedef Ret result_type; Wiw~oXo  
} ; >!%+9@a}  
对于双参数函数的版本: B>c2 *+Bk  
Q(O0z3b  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Tp.:2[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > _# cM vl k  
  { KD]`pqN9  
typedef Ret result_type; U;0:@.q  
} ; db@^CS[P  
等等。。。 0O>M/ *W  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy QEMT'Cs  
*j=58d`n  
template < typename Func > ]wfY<Z  
struct func_return PPh<9$1\g  
  { =RZ PDu  
template < typename T > ZXXJ!9-&+J  
  struct result_1 ]Inu'p\  
  { ))<vCfuz2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %gWQ}QF  
} ; YW"uC\kg|  
'Ydr_Ses  
template < typename T1, typename T2 > JSID@ n<b?  
  struct result_2 *IIA"tC  
  { ju07gzz  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &%g$Bi,G  
} ; #XG3{MGX[  
} ; *rB@[ (/  
!yr4B "kz  
f'*/IG  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  P1)87P  
tx)$4v  
template < typename Func, typename aPicker > ya[f? 0b0  
class binder_1 *.KVrS<B1  
  { eI-SWwmv/u  
Func fn; #f%fY%5q  
aPicker pk; mwsdl^c  
public : apt$e$g  
:X:s'I4J D  
template < typename T > K;w2qc.+  
  struct result_1 T8%!l40v  
  { EhW"s%Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; q8n@fi6  
} ; y#8 W1%{x  
i`W~-J  
template < typename T1, typename T2 > QcJC:sP\>  
  struct result_2 C%{2 sMJz  
  { ?\(qA+iP0  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ^Wn+G8n  
} ; jatlv/,  
 \S1W,H|  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} sKJr34  
0-;>O|U3  
template < typename T > a)c;z@r  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =F}qT|K  
  { sI h5cT  
  return fn(pk(t)); UFu0{rY_  
} r=SC bv  
template < typename T1, typename T2 > q2'}S A/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !^s -~`'\~  
  { cP\z*\dS  
  return fn(pk(t1, t2)); @vXXf/  
} ew~?&=  
} ; &328pOT4  
"6U@e0ht  
<QC7HR  
一目了然不是么? uPapINj  
最后实现bind &:u3-:$:9  
#I*{_|}=  
9Kg yt  
template < typename Func, typename aPicker > *SIYZE'  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Vh2uzG  
  { >B=s+ }/ME  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7l[ @c|e  
} i$`o,m#  
ZJc{P5a1J  
2个以上参数的bind可以同理实现。 r:$*pC&{  
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。 xx|D#Z}G  
|yz o|%]3  
十一. phoenix -iY-rzW  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: mEu2@3^E }  
N ~fE&@-  
for_each(v.begin(), v.end(), ULBEe@ s  
( =wW M\f`=  
do_ |=0w_)Fa]  
[ </@5>hx/  
  cout << _1 <<   " , " x DN u'  
] 43-Bx`6\  
.while_( -- _1), Bg[yn<) ]  
cout << var( " \n " ) $Dx*[.M3>  
) zi_$roq=)  
); ARt{ 2|  
8 hhMuh  
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: z5 @i"%f  
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 _+nk3-yQw  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Tx]p4wY:D  
那么我们就照着这个思路来实现吧: w{ |`F>f9  
b 9"t%R9/Q  
UN F\k1[  
template < typename Cond, typename Actor > ^Ifm1$X}  
class do_while U<Qi`uoj!  
  { +N7<[hE;  
Cond cd; cWZ uph\  
Actor act; tm1&OY  
public : u\= 05N6G  
template < typename T > F?"Gln~;  
  struct result_1 n4M Xa()P1  
  { 3e47UquZ  
  typedef int result_type; d>W#c8X>  
} ; {.p;V  
?U[6X| 1  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} i2rSP$j  
?e4H{Y/M  
template < typename T > @: =vK?8L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8~t8^eBg  
  { maY.Z<lN  
  do 7l/lY-zO  
    { !lL `L \  
  act(t); a^|9rho<  
  } qyFeq])  
  while (cd(t)); 4c{j9mh  
  return   0 ; ]0 = |?n$7  
} o<txm?+N  
} ; [KHlApL  
s]6;*mI2  
"crp/Bj?  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 2Xk;]-T!  
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。 r|*_KQq  
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。 9` UbsxFl  
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。 @t1pB]O:  
下面就是产生这个functor的类: q5hE S  
+se OoTKR  
\'[tfSB  
template < typename Actor > tP*GYWI48  
class do_while_actor <2%9O;bV[  
  { F[%k ;aJ  
Actor act; \P9ms?((A  
public : =)c-Xz  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} _?cum ~A@  
)g^qgxnnV  
template < typename Cond > mD ZA\P_  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; qm_m8   
} ; lw}7kp4 2F  
E R~RBzp  
k'N``.  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 S ~h*U2  
最后,是那个do_ yocFdI  
4e eh+T  
RXcN<Y&  
class do_while_invoker ~/)]`w  
  { dI%ho<zm]  
public : H~vrCi~t"  
template < typename Actor > + jeOZ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const E@xrn+L>-  
  { & fWC-|  
  return do_while_actor < Actor > (act); i^iu #WC  
} CadIu x^  
} do_; eD2eDxN2  
 <)~-]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _izjvg  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 g] }!  
最后来说说怎么处理break和continue dR< d7  
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。 EmrkaV-?k  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五