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
  • 5364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 x/*ndH  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 &z[39Q{~  
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, ?4%'6R  
bF:]MB^VK  
 nN!/  
_" 0VM >  
  class filler M`!\$D  
  { `2X~3im  
public : Ws'OJ1  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} tFLdBv!=:^  
} ; |:_WdU"Q]  
ZS51QB  
S-{3'D[Nj  
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: bl. y4  
smEKQHB  
Qhlgu!  
l]Ozy@ Ib  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); .]+Z<5Fo  
2Qg.b- C  
~IvAnwQ'  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 icW?a9b&  
'51DdT U  
]$[J_f*x  
T1TKwU8l  
二. 战前分析 %_xRS  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 .>z)6S_G  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 O>e2MT|#k  
[gm[mwZ  
,4$ZB(\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); k(|D0%#b7  
  /* --------------------------------------------- */ uJ jm50R<  
vector < int *> vp( 10 ); {KJ!rT  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); E!.>*`)?.  
/* --------------------------------------------- */ >?iL_YTX  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); K3jKOV8   
/* --------------------------------------------- */ ER0nrTlB<  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 4QbDDvRQ^  
  /* --------------------------------------------- */ yRt]i>  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 39| W(,  
/* --------------------------------------------- */ 0ut/ ')[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); YCvIB'  
*Dx&}"  
A:$Qt%c  
6Yw;@w\  
看了之后,我们可以思考一些问题: I}JC~=`j  
1._1, _2是什么? ETk4I "  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 oNHbQ&h  
2._1 = 1是在做什么? 4/Ub%t -  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 QkbXm[K.Z  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 HGqT"N Jr  
2pR+2p`  
&2-dZK  
三. 动工 wZ7Opm<nt  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: |F)BKo D  
H_gY)m  
m\QUt ;  
)}QtK+Rq  
template < typename T > ZmSe>}B=  
class assignment l-` M 9#  
  { LWG%]m|C  
T value; A1Tk6i<F1  
public : eXo7_#  
assignment( const T & v) : value(v) {}  ~DYUI#x  
template < typename T2 > ]PWK^-4P  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Wk1o H  
} ; DC?U +  
;vM&se63  
%JUD54bBt  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 (+SfDL$m  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \09m ?;^  
BYjEo  
HRX}r$  
quXL'g  
  class holder F@ Sw  
  { )anprhc  
public : } a#RX$d&  
template < typename T > u-v/`F2wN  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const sw<GlF"  
  { #0OW0:Q  
  return assignment < T > (t); tf1iRXf8  
} N %;bV@A9  
} ; D^]g`V*N  
.%~m|t+Rt  
?@n, 9!  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: }Xa1K;KM{  
pBo=omQV  
  static holder _1; e,J q<=j  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 >;wh0dBe  
,3+#?H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); KK-}&N8  
而不用手动写一个函数对象。 V{qpha4'P  
_]oNbcbt(  
ks3ydHe`  
xWC*DKV  
四. 问题分析 |aD8  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 _k'?eZB  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 8.`*O  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。  m$XMq  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 %s&"gWi  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 (:|g"8mQm  
(U`<r-n\n  
五. 问题1:一致性 t%S2D  
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?|  }BFX7X  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 CdZS"I  
]LbFh5;s  
struct holder !xD$U/%c  
  { k-CW?=  
  // ^*g= 65!1  
  template < typename T > kleE\ 8_  
T &   operator ()( const T & r) const %fJ~ 3mu  
  { >f\$~cp  
  return (T & )r; #[odjSb  
} ;Q.'u  
} ; >;s!X(6 b  
$cSmubZK  
这样的话assignment也必须相应改动: U;w| =vM  
rbw~Ml0  
template < typename Left, typename Right > +,q#'wSQG  
class assignment As>-9p>v  
  { qk}Mb_*C)  
Left l; } q?*13iy(  
Right r; FlyRcj  
public : VX6M4<8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} KFhnv`a.0  
template < typename T2 > rds 4eUxe  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } O-uf^ S4  
} ; f^]^IXzXw.  
-IE=?23Do?  
同时,holder的operator=也需要改动: -n"7G%$M  
P;bOtT --  
template < typename T > |_\q5?S  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const bbG!Fg=qQ?  
  { :"Gd;~p.  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 2=RQ,@s  
} p)c"xaTP#F  
.22}= z  
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。 ALi3JU  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 X,`^z,M%I  
(.~,I+Cz'  
return l(rhs) = r; y.aeXlc[  
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。 ijeas<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: h[& \ OD,P  
?WBA:?=$58  
template < typename Tp > V8947h|&  
class constant_t {C'9?4&  
  { )U +Pt98"  
  const Tp t; ;\54(x}|K  
public : KBa   
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} GcHZ&m4  
template < typename T > oF=UjA  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const (T8dh|  
  { :M\3.7q  
  return t; T UO*w  
} ,H:{twc   
} ; @WO>F G3  
DS>qth  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &/{x7;e  
下面就可以修改holder的operator=了 +^V%D!.$@  
_?~)B\@~0  
template < typename T > &?#!%Ds  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ehr,+GX  
  { gs9VCaIa  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Q2RO&dL 9  
} [LrA_N  
6dQ]=];  
同时也要修改assignment的operator() )d"s6i  
8~eYN- #W&  
template < typename T2 > "&N1$$  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } v@;!fBUt  
现在代码看起来就很一致了。 mFeoeI,Jv  
NiO|Aki{  
六. 问题2:链式操作 [cvtF(,  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 WJ m:?,  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 _do(   
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 "%fvA;  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 -40OS=wpA  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X)k+BJ  
g9oY K  
template < typename T > 4Q5 c'  
struct result_1 Sp^jC Xu  
  { d}_%xkC  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; u|uPvbM  
} ; \<4Hp_2?  
KvfZj  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: q+}Er*r  
XbL\l  
template < typename T > +Rb0:r>kU  
struct   ref  p@bcf5'  
  { +oe%bk|A  
typedef T & reference; Ceco^Mw  
} ; (v$$`zh  
template < typename T > Lyj0$wbH`  
struct   ref < T &> L !V6 Rfy  
  { Q ^z&;%q1  
typedef T & reference; Fu6~8uDV{{  
} ; ~f:jI1(}  
ECF \/12  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: -+w^"RBV  
K3($,aB}  
template < typename T >  LAfv1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const KD)+& 69  
  { X__>r ?oJ  
  return l(t) = r(t); -L)b;0%  
} b+qdl`V 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。 m_n*_tX  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 /vG)n9Rc  
FZW:dsm  
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 {^qp~0  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: L4C_qb k;:  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0nV|(M0lu?  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {Y#$  
最后的布局是: U)g2 7*7  
                Add 4:S?m(ah/  
              /   \ J SOgq/\  
            Divide   5 F"*.Qq  
            /   \ 3~&h9#7 Ke  
          _1     3 ,F)9{ <r]  
似乎一切都解决了?不。 _>"f&nb O  
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。 c5e  wG  
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。 GDMg.w 4Yk  
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: $7bl,~Z  
I||4.YT  
template < typename Right > Z?}yPs Ob  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const a1n j}1M%  
Right & rt) const DD]e0 pa  
  { WFBVAD  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @|c fFT W  
} 4v("qNw#  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 I/ q>c2Pw$  
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。 h72#AN  
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。 MPg"n-g*  
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。 ozr82  
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。 3?rYt:Uf!  
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? ZXR#t?D  
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: n6f  
HI}9 "(t}  
template < class Action > uK5&HdoM  
class picker : public Action RXF%A5FXh  
  { P b(XR+  
public : l5R0^!t  
picker( const Action & act) : Action(act) {} D'! v9}  
  // all the operator overloaded S)h0@;q  
} ; )GpH5N'EI  
?B!=DC@?H  
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。 ic4mD:-up  
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: '.mHx#?7  
uuA q\YZy/  
template < typename Right > U0Y;*_>4  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const U(jZf{`Mz  
  { \~:Uj~  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); :+m8~n$/  
} wCwJ#-z.=  
+?!x;qS^  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > .1&~@e%=-  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ba-J-G@YW  
xp4w9.X5(  
template < typename T >   struct picker_maker lOc!KZHUp  
  { 5:o$]LkOWC  
typedef picker < constant_t < T >   > result; EM.7,;|N  
} ; .|pyloL.  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hLZ<h7:  
  { *XCid_{(  
typedef picker < T > result; Gw0_M&  
} ; 6U`<+[K7  
:RH0.5)  
下面总的结构就有了: z`^DQ8+\j  
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。 5yHarC  
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。 Pa{)@xT  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 nS53mLU)  
至此链式操作完美实现。 7HpfHqJ7  
)<kI d4E  
0x-58i0  
七. 问题3 [CBhipoc  
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。 Gg\805L@  
Kc>C$}/}$  
template < typename T1, typename T2 > y~w -z4  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vtv^l 3  
  { /%#LA  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Z]1=nSv  
} %SwN/rna  
scff WqEo  
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: :< )"G&  
v[aFSXGj)  
template < typename T1, typename T2 > Z=B6fu*  
struct result_2 q\B048~KK  
  { vBM uVpzO  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ># q2KXh  
} ; GAZw4 dz  
nZfU:N  
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? < O5r|  
这个差事就留给了holder自己。 a^ vXwY  
    X_7cwPY  
Tr^Egw]  
template < int Order > ;>eD`Wh  
class holder; tA?cHDp4E  
template <> PP{CK4  
class holder < 1 > yU-^w^4  
  { "!9hcv- ;  
public : !Od?69W, $  
template < typename T > \k#|5W  
  struct result_1 92@/8,[  
  { P <$)v5f  
  typedef T & result; ndSM*Fq  
} ; 6z/ct|n  
template < typename T1, typename T2 > Zy}Qc")Z  
  struct result_2 8sDbvVh1F  
  { -:hiLZJ7-  
  typedef T1 & result; _h% :Tu  
} ; d6$,iw@>^  
template < typename T > \(nb >K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const jm-J_o;}z6  
  { fZ9EE3  
  return (T & )r; -+'fn$  
} %:v59:i}  
template < typename T1, typename T2 > }Htnhom0n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0{ZYYB&"~J  
  { B!`Dj,_  
  return (T1 & )r1; 4Y):d!'b  
} v^Eg ,&(  
} ; %idn7STJ}  
cTA8F"UGD  
template <> I)xB I~x  
class holder < 2 > Mp*S+Plp  
  { Ywj=6 +;  
public : >m}U|#;W  
template < typename T > Q9(J$_:  
  struct result_1 bYuQ"K A$  
  { HF9\SVR B  
  typedef T & result; }Yi)r*LI3  
} ; 6GxQ<  
template < typename T1, typename T2 > AN!MFsk  
  struct result_2 S?X2MX  
  { hEO#uAR^Z  
  typedef T2 & result; y8Q96zi  
} ; 59?@55  
template < typename T > ?[$=5?  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2?",2x09  
  { 2v!ucd}  
  return (T & )r; <@B zF0  
} hjuzVOE|W  
template < typename T1, typename T2 > 8+m[ %5lu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  u/ Os  
  { MA:2]l3e  
  return (T2 & )r2; qz|`\^  
} rsbd DTy  
} ; '64&'.{#>r  
 &cjE+  
?)B"\#`t  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 ?e? mg  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: oDyrf"dl  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ya81z4?  
cJEO wAN  
return l(i, j) = r(i, j); ^*;{Uj+O~Y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) DVu_KT[Hd  
!i0jk,[B=  
  return ( int & )i; ~|j:xM(i  
  return ( int & )j; t@GPB]3[  
最后执行i = j; GCxtWFXH  
可见,参数被正确的选择了。 m6%csh-N1  
{HV$hU+_)Q  
9/lCW  
O[p;IG`  
KRS_6G],{  
八. 中期总结 zj!&12w%3  
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: }*!7 Vrep  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [OI&_WIw  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ?Rc+H;x=f  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ^*7~ Wxk5  
JPS7L}Kv  
zu<8%  
Q AJX7  
o C]tEXJ  
SrV+Ox  
九. 简化 R jO9E.nm  
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。 ZeD""vJRY  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |Rr^K5hmD  
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: o.tCw\M$g  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 KKm0@Y   
  +-*/&|^等 !XjvvX"j  
2. 返回引用。 kl.)A-6V  
  =,各种复合赋值等 M\wIpRD,  
3. 返回固定类型。 RUTlwTdv  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 0NLoqq  
4. 原样返回。 0G/VbS  
  operator, #C?T  
5. 返回解引用的类型。 [/#c9RA  
  operator*(单目) i2{xW`AcUh  
6. 返回地址。 %?^T^P  
  operator&(单目) $tyF(RybG  
7. 下表访问返回类型。 KWU ~QAc  
  operator[] 9Vx2VjK2'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 M.K-)r,  
  operator<<和operator>> jB]tq2i  
gWp\?La  
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。 7%Zl^c>q  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: daT[2M  
Sf>R7.lpP  
template < typename Left > 6JWCB9$4  
struct value_return iw<#V&([ J  
  { U^4 /rbQ  
template < typename T > Dm/# \y3  
  struct result_1 #n^P[Zw  
  { 66<3zadJZU  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; .3Nd[+[  
} ; UhCE.# U  
@Md%gEh;&  
template < typename T1, typename T2 > {aI8p}T  
  struct result_2 "}UJ~ j).  
  { ODK$G [-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ^4^1)' %  
} ; 8~?3: IZ  
} ; u-Pa:wm0-  
THirh6  
;crQ7}k  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ud K)F$7  
I0 a,mO;m  
下面我们来剥离functor中的operator() d3h2$EDD  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Ev;HV}G  
FL!W oTB  
return l(t) op r(t) $X_JUzb  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Uw^`_\si  
return op l(t) LRBcW;.Su  
return op l(t1, t2) >*H>'O4  
return l(t) op <}-[9fW  
return l(t1, t2) op |du@iA]dP  
return l(t)[r(t)] UKp- *YukT  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] W HO;;j  
z]ZhvH7-  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 7''l\3mIn  
单目: return f(l(t), r(t)); \B"5 Kp<  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); iph>"b$D  
双目: return f(l(t)); 98h,VuKVaB  
return f(l(t1, t2)); %pgie"k   
下面就是f的实现,以operator/为例 !)RND 6.  
Eq^k @  
struct meta_divide v!?bEM3D  
  { <b>@'\w9  
template < typename T1, typename T2 > 'M185wDdAl  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?-0k3  
  { AEx I!  
  return t1 / t2; r  H;@N  
} j?%^N\9  
} ; w\k|^  
fv_}7t7  
这个工作可以让宏来做: /%|JP{   
|WH'aGG  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 3}=r.\]U  
template < typename T1, typename T2 > \ e>~g!S}G  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *T j(IN  
以后可以直接用 !TY9\8JzV  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) GqumH/;  
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 zF6 R\w  
(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。。。) S-{[3$  
=3OK 3|  
Vrn. #d  
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 u Jy1vI  
;]zV ?9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zvV<0 Z  
class unary_op : public Rettype eqbQ,, &  
  { \MBbZB9@  
    Left l; ST$~l7p  
public : {Q],rv|;  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} rx2?y3pv  
3/c3e{,!  
template < typename T > |{ W4JFKJ  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G2 A#&86J{  
      { +v.uP [H  
      return FuncType::execute(l(t)); "%fh`4y3\  
    } ws8@y r<R  
/j l{~R#1  
    template < typename T1, typename T2 > nZZNx  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V/|).YG2  
      { FjRt'  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ~hK7(K  
    } \7rAQ[\#V  
} ; ~C[p}MED  
+UbSqp1BS  
*69{#qN  
同样还可以申明一个binary_op ZrY #B8  
oSVo~F  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,/0Q($oz  
class binary_op : public Rettype Qn= 3b:S-  
  { t8X$M;$  
    Left l; ;pe1tp  
Right r; yg({g "  
public : ;fomc<  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DUH\/<^g  
9R_2>BDn  
template < typename T > ]xGo[:k|E  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const y cYT1Sg 8  
      { _vOV(#q2a  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ;:<z hO  
    } dRw O t  
AI KLJvte  
    template < typename T1, typename T2 > !ieMhJ5r  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eC%uu  
      { ,TeJx+z^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); x_za R}WI  
    } kk|7{83O  
} ; OAigq6[,  
t][U`1>i  
]vj.s/F~  
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 K:!){a[  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 'Br:f_}  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)  R&oC9<  
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。 Y~I$goT  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! }YV,uJH[  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 5x$/.U  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 \YUl$d0  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) l^`& Tnzv  
下面是修改过的unary_op "53'FRj_\  
t<~WDI|AN  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > j /d? c5  
class unary_op m7<HK,d  
  { j^4KczJl  
Left l; un*Ptc2%  
  8H2zM IB  
public : g%C!)UbT  
2Y~UeJ_\Lq  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} kg,t[Jl  
@|I:A  
template < typename T > jM <=>P  
  struct result_1 bx!uHL=  
  { 48}L!m @  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; L >* F8|g  
} ; T6/d[SH>  
+f5|qbX/\  
template < typename T1, typename T2 > f/1soGA  
  struct result_2 0QzUcr)3+  
  { @B.;V=8wJ  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3K{XT),  
} ; g(X-]/C{  
j@w+>h  
template < typename T1, typename T2 > :eK(9o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `/|S.a#g  
  { Kmk}Yz  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 8}B*a;d  
} 2/*F}w/  
?nVwT[  
template < typename T > iCz0T,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7z.(pg=  
  { /KL;%:7  
  return OpClass::execute(lt(t)); ^*6So3  
} ]'L#'"@  
{"^LUw8fd  
} ; Z`FEB0$  
Lg;b17  
`5HFRgL`.  
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}$$<i2o  
好啦,现在才真正完美了。 tEU}?k+:j)  
现在在picker里面就可以这么添加了: E?VPCx  
L9lNAiOH  
template < typename Right > Ffv v8x  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const v jTs[eq>  
  { \+?>KpE,b  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); J 8!D."'Q0  
} 2s^9q9NS"  
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。 .Lwp`{F/  
 +*W9*gl  
#!A'6SgbkM  
:,<G6"i  
`[OJ)tHE  
十. bind Sckt gp8  
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。 &-S;.}  
先来分析一下一段例子 O#}d!}SIp  
T[ ~8u9/  
g6s&nH`Z2  
int foo( int x, int y) { return x - y;} !!{!T;)l  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 {r.KY  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 d`XC._%^J  
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。 B% ]yLJ  
我们来写个简单的。 #5Q?Q~E@  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: =XRTeIZ  
对于函数对象类的版本: tom1u>1n  
-a[[1  
template < typename Func > m'!smS x8  
struct functor_trait |9fvj6?Y  
  { B}:/2?gQ  
typedef typename Func::result_type result_type; ?k|}\l[X1  
} ; 3d1$w  
对于无参数函数的版本: =7e|e6  
%2S+G?$M?  
template < typename Ret > ~.:9~(2;  
struct functor_trait < Ret ( * )() > `<?{%ja  
  { Fm{/&U^  
typedef Ret result_type; eU*0;#  
} ; 9<" .1  
对于单参数函数的版本: Dc1tND$X3g  
MV(Sb:RZ  
template < typename Ret, typename V1 > #NvL@bH  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  Y ,  
  { Mnv2tnU]  
typedef Ret result_type; Yn~N;VUA  
} ; Au=9<WB%H  
对于双参数函数的版本: bG|aQ2HW  
~xp(k  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > G*`H2-,  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > QE#Ar8tU  
  { hoLQuh%2%  
typedef Ret result_type; Uo~-^w}  
} ; nt5x[xa  
等等。。。 cn3F3@_"\  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy xn &$qLB  
YF4?3K0F:k  
template < typename Func > |e%o  
struct func_return _MI8P/  
  { +H4H$H  
template < typename T > 2 omKP,9,2  
  struct result_1 Sc?UjEs  
  { Cj +{%^#  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; #Bih=A #  
} ; $;V?xZm[  
a*D])Lu[  
template < typename T1, typename T2 > 2VZdtz  
  struct result_2 Ch;wvoy  
  { j-CSf(qIj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; f6*6*=  
} ; %77X/%.Y  
} ; !Z}d^$  
 45qSt2  
GdlzpBl  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 2X)n.%4g$;  
J?1U'/Wx2  
template < typename Func, typename aPicker > KT9!R  
class binder_1 W74Y.zQ  
  { H?a1XEY/  
Func fn; `Vf k.OP  
aPicker pk; en?J#fz  
public : "dItv#<:}  
e{}oQK  
template < typename T > vUNmN2pRJ  
  struct result_1 JK/VIu&!  
  { T!F0_<  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 2x<A7l)6  
} ; knS(\51A  
V:Lq>rs#  
template < typename T1, typename T2 > ~M !9E])  
  struct result_2 +! F+m V9  
  { ~TvKMW6/#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4]P5k6 nV  
} ; MKPw;@-  
<5t2+D]]}  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} v|K'M,E  
p "Cxe  
template < typename T > q[ -YXO  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const WW&ag r  
  { v&]k8Hc-  
  return fn(pk(t)); oWP3Y.  
} = 9K5f# ;e  
template < typename T1, typename T2 > =uil3:,[S  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0hB9D{`,{  
  { z=[?&X]O9b  
  return fn(pk(t1, t2)); 5?=haGn  
} ,g~Iup  
} ; /T\'&s3D+  
">|G^ @|:A  
)&F]j  
一目了然不是么? Q8GI;`Rb  
最后实现bind 62D UF  
z^z,_?q;  
\|f3\4;!  
template < typename Func, typename aPicker > !$Whftg  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) nb|KIW  
  { :+? w>  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); y8e'weK  
} 0vjlSHS;`.  
A}l+BIt  
2个以上参数的bind可以同理实现。 fP>~ @^  
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。 5fjL  
]; Z[V  
十一. phoenix HD~o]l=H  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: g)`;m%DG6  
G4jyi&]  
for_each(v.begin(), v.end(), sogdM{tz\  
( 3X:)r<  
do_ F~Sw-b kSf  
[ 3bBCA9^se  
  cout << _1 <<   " , " O]cuJp  
] w'Vm'zo  
.while_( -- _1), 3k_bhK zI  
cout << var( " \n " ) +L hV4@zC  
) I3^}$#>  
); S-2@:E  
A9 ;!\Wo  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: S9kA69O  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor yLgv<%8f  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 - U Elu4n&  
那么我们就照着这个思路来实现吧: nmWo:ox4;(  
Em]2K:  
C;\R 62'  
template < typename Cond, typename Actor > MG-#p8  
class do_while `)TuZP_)  
  { >`=9So_J  
Cond cd; ,vcd>"PK  
Actor act; pZ)N,O3  
public : t$EL3U/(  
template < typename T > ,TlYQ/j%h  
  struct result_1 aQHB  
  { E@/* eJ  
  typedef int result_type; PdqyNn=  
} ; S.R|Bwj}(Y  
k{C03=xk  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ;)23@6{R%  
z]HaE|j}S  
template < typename T > wO&+Bb\=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Id^)WEK4  
  { %Xe 74C"  
  do xU;/LJ6  
    { $nqVE{ksV  
  act(t); MG:eI?G/'  
  } RMs+pN<5  
  while (cd(t)); +5"Pm]oRbx  
  return   0 ; :6jh*,OHZl  
} U28frRa  
} ; a\B'Qe+  
nduUuCIY.  
w&x$RP  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ^i!I0Q2yd  
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。 ,FL*Z9wA  
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。 Mhu|S)hn  
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。 |ngv{g  
下面就是产生这个functor的类: jidRh}>a=  
^4Tf6Fw#  
x5R|,bY  
template < typename Actor > 88On{Kk.v  
class do_while_actor Jd28/X5&  
  { %[x PyqX  
Actor act; Gz:ell$  
public : . "Q}2  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} s"~3.J  
-"6Z@8=  
template < typename Cond > +1nzyD_E  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; a FL; E  
} ; 1#KBf[0  
zs.@=Z"  
&3 *#h  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 t"?)x&dS  
最后,是那个do_ dWP<,Z>  
M{g.x4M@W  
}H:wgy`  
class do_while_invoker U+,RP$r@  
  { Sq]QRI/  
public : 2  ZyO  
template < typename Actor > "V`5 $ur  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const dP?QPky{9  
  { D2I|Z  
  return do_while_actor < Actor > (act); QzxEkTc;  
} JnLF61   
} do_; 1E=E ?$9sg  
O9rA3qv B  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? S0`u!l89(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 1Gy [^  
最后来说说怎么处理break和continue 06z+xxCo  
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。 W3jwc{lj  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五