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
  • 6131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 6`$z*C2{  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -3XnK5  
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, P9HPr2  
j~j V`>A  
ojs/yjvx  
%KVRiX  
  class filler 0BwQ!B.  
  { 9mtC"M<   
public : { dx yBDK  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} _"e( ^yiK  
} ; vH:+  
KB-#):'  
9(Xch2tpO!  
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: Uc;IPS  
|P?B AWYeQ  
-`<N,  
X/D9%[{&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Dg4^ C  
bX1! fa  
#[ rFep  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 u6&Ixi/s'  
j:<T<8 .o  
sU3V)7"  
Yy:sZJ  
二. 战前分析 = |zyi|  
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。 us *l+Jw,m  
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 K?<Odw'k  
ov.rHVeI  
L7'X7WYf&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 4 6JP1  
  /* --------------------------------------------- */ \}&w/.T  
vector < int *> vp( 10 ); dufHd  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); F,$$N>  
/* --------------------------------------------- */ AyXKhj#Ml  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 5N}|VGN  
/* --------------------------------------------- */ 0 #; s{7k  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); d~s-;T  
  /* --------------------------------------------- */ \e vgDZf  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); uPD_s[  
/* --------------------------------------------- */ \nt'I;f  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); WED7]2>  
gM]/Y6 *$b  
\FX3=WW  
xg!\C@$  
看了之后,我们可以思考一些问题: VH*(>^Of F  
1._1, _2是什么? 5 `mVe0uI  
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。 ^Q:`2C5  
2._1 = 1是在做什么? 'n`$c{N<tM  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 , Vr6  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 w0OK. fj  
lcLxqnv  
m/c~2?-;  
三. 动工 T>?1+mruM  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: u"3cSuqy  
lw lW.C  
:7]R2JP  
BU .G~0  
template < typename T > M4]|(A  
class assignment 1Ee>pbd  
  { C8SNSeg  
T value; dNmX<WXG  
public : n m$G4Q  
assignment( const T & v) : value(v) {} 6/C  
template < typename T2 > J)~=b_'<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } g4932_tC  
} ; N^>g= Ub  
3Sb%]f5(  
:zZM&r>  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 z>q_]U0  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment gC:E38u  
"A$Y)j<#G  
^E8Hv  
L^Af3]]2  
  class holder D7oV&vXg  
  { Eu}A{[^\  
public : !SNtJi$;v  
template < typename T > p_N=V. w  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const oz r+6z  
  { sVf7g?  
  return assignment < T > (t); r F - yD1  
} e6/} M3B  
} ; 3<SC`6'?  
m)2U-3*iX  
-M9 4 F  
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 df1)<}U-  
%iML??S  
  static holder _1; ~nlY8B(  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 &wvv5Vd  
AY]nc# zz  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 79fg%cSb  
而不用手动写一个函数对象。 +{*&I DW  
u-<s@^YG  
L~zet-3UNf  
6ns_4, e  
四. 问题分析 !pXz-hxKT  
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。 b s*Z{R  
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。 43fA;Uc{Y`  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 CbQ%[x9|  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 @5ybBh]   
下面我们可以对这几个问题进行分析。 <>GyG-q  
p5hP}Z4r  
五. 问题1:一致性 60$    
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?| y%AJ>@/;  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >TJ$Z3  
vUNE! j  
struct holder pu#<qD*w  
  { 2HNS|GHb&  
  // &c !-C_L 2  
  template < typename T > {,-#;A*yW  
T &   operator ()( const T & r) const  -"H9W:  
  { *l} 0x@  
  return (T & )r; E{B<}n|}&  
} u?i1n=Ne  
} ; Q^OzFfR6  
^u74WN  
这样的话assignment也必须相应改动: =+WFx3/  
'r0gqtB  
template < typename Left, typename Right > `w }"0+V  
class assignment +cN2 KP  
  { |^&e\8>.  
Left l; bf+2c6_BN0  
Right r;  Q.yoxq  
public : e%\KI\u  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} AJ}Q,E  
template < typename T2 > ~>|U%3}]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } "/=x u|  
} ; WBdb[N6\  
K} @:>;* 9  
同时,holder的operator=也需要改动: pcG q  
`.XU|J*z,  
template < typename T > Ab)7hCUW  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Z5K,y19/~  
  { cPSpPx  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); M`FL&Ac  
} GKr L  
4RNzh``u  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 }"v "^5  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 >XN&Q VE  
j3U8@tuG  
return l(rhs) = r; x$*OglaS  
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。 aMWNZv  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: P[~a'u  
MaM7u:kD#  
template < typename Tp > a6C ~!{'nW  
class constant_t n_j[hA  
  { wim}}^H  
  const Tp t; 8?!Vr1x  
public : c`cPGEv  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Yy]He nw;  
template < typename T > c"r( l~fc  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Bdi~ B")  
  { :>z0m 0nI\  
  return t; HV?@MBM  
} h";sQ'us  
} ; 5Z'pMkn3  
tee%E=P  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;pJ7k23(  
下面就可以修改holder的operator=了 bV ym  
ek<U2C_u#  
template < typename T > 9b>a<Z  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const e BPMT  
  { W=drp>Uj  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); VlH9ap  
} MLl:)W*  
pmZr<xs   
同时也要修改assignment的operator() xfilxd  
\BA_PyS?W+  
template < typename T2 > (Y%}N(Jg  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } EW)]75o{QF  
现在代码看起来就很一致了。 LdcP0G\"VG  
dJk.J9Z  
六. 问题2:链式操作 hk(^?Fp  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 HDYoM  
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。 PeOgXg)L`z  
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。 % rkUy?=vu  
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。 G 8@%)$A  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct aE+E'iL  
]M.ufbguq  
template < typename T > '(?@R5a  
struct result_1 ] GJskBm  
  { Mppb34y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0z .&  
} ; 7ORwDR,`5  
<5 okwcJ^  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: O1QHG'00  
iIg_S13  
template < typename T > Z"A:^jZ<s  
struct   ref !HFwQGP.Y  
  { 7J\I%r  
typedef T & reference; H|P.q{(G  
} ; wx<DzC  
template < typename T > [e (-  
struct   ref < T &> bR.T94-8y  
  { NoI=t  
typedef T & reference; jd#{66:  
} ; @E1N9S?>  
,MdCeA%`  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: v+Hu=RZE  
r*$KF!-dg  
template < typename T > %gN8-~$ 1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const mR@iGl\\  
  { Z# 1Qj9  
  return l(t) = r(t); 6;ICX2Wq'  
} ZC05^  
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。 o9JJ_-O"  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 }a8N!g  
r3|vu"Uei  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 r]TeR$NJ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: mIOx)`$  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 2e+DUZBoC  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 cOIshT1  
最后的布局是: zZ kwfF  
                Add qk+:p]2  
              /   \ `":< ]lj  
            Divide   5 'kp:yI7w  
            /   \ |>m@]s7Z  
          _1     3 V /|@   
似乎一切都解决了?不。 ]F,5Oh :OY  
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。 (UpSi6?\  
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。 XMpPG~XdN  
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: KY@k4S+  
q0Fy$e]u  
template < typename Right > ? ;\YiOTda  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const z`{x1*w_  
Right & rt) const yQ\c<z^e  
  { rN OwB2e  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  </7J:#  
} =>&d[G[m!  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 L,n'G%  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 p=p,sJ/@  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 th !Gc  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 RE*;nSVFt  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 wqJH  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? VsFRG;:\U  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: t~e.LxN  
+YXyfTa  
template < class Action > *PD7H9m  
class picker : public Action ;R}:2  
  { IU&n!5d$)|  
public : (.Sj"6+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} .7{,u1N'  
  // all the operator overloaded k: D<Q  
} ; po!0j+r3  
L\!Pa+Iod  
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。 5s8k^n"A  
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: b16\2%Ea1  
K-sJnQ23'  
template < typename Right > g\d|/HV K  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ge*f<#|0U-  
  { u`7\o~$  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (FP- K  
} !M\8k$#"n  
XNsMXeO]&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > j&u{a[Y/}  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 K%)u zP  
(zte'F4  
template < typename T >   struct picker_maker ] vQn*T"^  
  { kk& ([ xqU  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ("ql//SL  
} ; SK#; /fav6  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > *$Bx#0J8  
  { R FWJ ZN"  
typedef picker < T > result; #Mrof9  
} ; L `3x0u2  
b@"#A8M  
下面总的结构就有了: 1)w^.8f  
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。 7;5SK:X%dm  
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。 \'x. DVp  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ;X*I,g.+H  
至此链式操作完美实现。 9n%vz@X  
l*^c?lp)  
/5pVzv+rm  
七. 问题3 ^,*!Qk<c  
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。 M*$#j|  
tP^2NTs%]  
template < typename T1, typename T2 > Z0 @P1  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S8 .1%sw  
  { yp9vgUs  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); n Hz Xp:"  
} imC>T!-7  
I82GZL  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: dv1Y2[  
f0S$p R  
template < typename T1, typename T2 > +XMKRt  
struct result_2 4c0 =\v  
  { sYE|  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; :"{("!x   
} ; eaB6e@]@  
rK(TekU  
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? _X;xW#go  
这个差事就留给了holder自己。 G LU7?2`t  
    ';'gKX!9V  
}6b" JoC  
template < int Order > j2^Vz{  
class holder; yGj'0c::  
template <> b v5BV  
class holder < 1 > 4z6kFQgu  
  { 2K wr=t  
public : @` 5P^H7  
template < typename T > *QH~ z2:[  
  struct result_1 xU9T8Lw  
  { 5d|hP4fEc  
  typedef T & result; <aSjK#  
} ; 1K\z amBg  
template < typename T1, typename T2 > upi\pXv  
  struct result_2 DXyRNE<G[C  
  { XN|[8+#U<@  
  typedef T1 & result; '8Wu9 phT  
} ; mH6\8I  
template < typename T > x<d2/[(}mT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const C@b-)In  
  { W<Ri(g-  
  return (T & )r; q[}W&t,  
} efN5(9*9R  
template < typename T1, typename T2 > T]oVNy  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const zPm|$d  
  { `]F}O \H  
  return (T1 & )r1; M,w5F5  
} $/J4?Wik  
} ; ;x,yGb`  
,)?!p_*@:  
template <> 4m1@lnjp  
class holder < 2 >  \uG^w(*)  
  { yo^M>^P\N  
public : *jCHv  
template < typename T > &a8%j+j  
  struct result_1 zt!)7HBo  
  { =W[M=_0u  
  typedef T & result; ~`yO@f;D  
} ; T0|hp7WM  
template < typename T1, typename T2 > kltorlH  
  struct result_2 JO-FnoQK  
  { @PzRHnT*  
  typedef T2 & result; %1\~OnT  
} ; #kQ1,P6,(  
template < typename T > >lkjoEVQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const {c}n."`  
  { H"NBjVRU%  
  return (T & )r; JCjV,  
} cB0"vbdO  
template < typename T1, typename T2 > -J":'xCP!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Lrjp  
  { =I8^E\O("  
  return (T2 & )r2; _J&IL!S2  
} >c)-o}bd^  
} ; ^UmhSxQ##  
Qa#Em1co  
y/Ui6D  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 `g vd 8^  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: HuLvMYF  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: gY {/)"  
JuDadIrd{  
return l(i, j) = r(i, j); X"!tx  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) EG!Nsb^,  
"M}3T?0 O  
  return ( int & )i; tS3!cO\  
  return ( int & )j; R+# g_"1@p  
最后执行i = j; +!/pzoWpE  
可见,参数被正确的选择了。 BD2Gv)?g  
d1}cXSQ1T  
>)t-Zh:n  
|U`A So  
ST1;i5   
八. 中期总结 >@tJ7m M  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: "G!,gtA~  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 7*eIs2aY  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 _ |G') 9  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor LS/ZZAN u  
m$`4.>J  
ffy,ds_7  
g?rK&UTU  
MjW{JR)I  
09 v m5|  
九. 简化 R^6]v`j;  
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。 \SooIEl@  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 PG{"GiZz=  
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: )uO 3v  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 E?h'OR@_ L  
  +-*/&|^等 5Z>+NKQ  
2. 返回引用。 0zpA<"S  
  =,各种复合赋值等 b"(bT6XO!  
3. 返回固定类型。 $Yj4&Two<  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ^f] 9^U{  
4. 原样返回。 _^h?JTU^  
  operator, wV q4DE  
5. 返回解引用的类型。 Y z],["*Q  
  operator*(单目) !JQ'~#jKN  
6. 返回地址。 chu r(@Af  
  operator&(单目) R:y u  
7. 下表访问返回类型。 Q"k #eEA  
  operator[] _| >bOI  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 wKE}BO >  
  operator<<和operator>> >mMmc!u>G  
$-uMWJ)l  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ejpSbVJ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: rsD? ;XzH  
a/Cc.s   
template < typename Left > es1'z.UJ  
struct value_return `L @`l  
  { T# 3`&[  
template < typename T > \4|osZ0y  
  struct result_1 uDMyO<\  
  {  s x)x7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; n==+NL  
} ; gcF V$  
 WYW@%t  
template < typename T1, typename T2 > 9R N ge;*  
  struct result_2 KV|ywcGhT  
  { d[&Ah~,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; kOV6O?h  
} ; ;'oi7b  
} ; 84c[Z   
7jPn6uz>w  
:Oc&{z?q  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ?>iZ){0,  
R ]y9>5 'U  
下面我们来剥离functor中的operator() VMW<?V 2Z  
首先operator里面的代码全是下面的形式: u4~( 0  
nE"0?VNW$  
return l(t) op r(t) M7 gM#bv>L  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) wb6$R};?  
return op l(t) 9|2LuHQu+  
return op l(t1, t2) ~c'R7E&Bfa  
return l(t) op eQsoZQA1  
return l(t1, t2) op ixJwv\6Y  
return l(t)[r(t)] C-;}a%c"  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]  p/?TU  
'p4b8:X  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: qD> D  
单目: return f(l(t), r(t)); =ve, !  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); B:tGD@  
双目: return f(l(t)); TmdR B8N  
return f(l(t1, t2)); 0@2pw2{Ru  
下面就是f的实现,以operator/为例 hJ0m;j&4y  
fZt3cE\  
struct meta_divide ]|4mD3O  
  { 6N'HXL UlQ  
template < typename T1, typename T2 > }9>X M  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) &>z}u&oF  
  { Bk8 '*O/)  
  return t1 / t2; ;/ao3Q   
} Zq>}SR  
} ; BXX1G  
Wg5i#6y8w  
这个工作可以让宏来做: o/p'eY:)  
Lz;E/a}s  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ g<PdiVp+  
template < typename T1, typename T2 > \ Z.mnD+{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; }NETiJ"6  
以后可以直接用 8A|i$#.&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Mta;6<  
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 ]@7]mu:oL  
(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。。。)  eZ +uW0  
K7 $Vl"l  
!FR1yO'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 Yq%D/dU8  
t+B L O<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -g)*v<Fb5  
class unary_op : public Rettype IP+1 :M  
  { x_|:3I  
    Left l; 0 ;ov^]  
public : Ld YaJh~h  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} |h65[9DMP  
U-3uT&m*9.  
template < typename T > }lt]]094,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [EV}P&U  
      { 1">]w2je:  
      return FuncType::execute(l(t)); }V % b  
    } 9wC:8@`6E  
2 -M]!x)  
    template < typename T1, typename T2 > B^G{k3]t  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zVs|go>F  
      { nW (wu!2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); s% ~p?_P   
    } ()+;KF8  
} ; B.J4}Ua  
CfnRcnms  
+kTa>U<?  
同样还可以申明一个binary_op }qOC*k:  
$0K%H  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0IEFCDeCO  
class binary_op : public Rettype ^R4eW|H  
  { k6 f;A  
    Left l; |79!exVMBp  
Right r;  ]=g |e  
public : E0*'AZi&  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4r [T pb  
<ST#< $%  
template < typename T > k&P_ c  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;DKwv}  
      { !&Q3>8l  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); $zBG19 [%  
    } \HOOWaapN  
E$[\Fk}S  
    template < typename T1, typename T2 > Az2$\  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const < &'r_m  
      { R`:NUGR  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^50/.Z >  
    } ;pNHT*>u,  
} ; $|YIr7?R  
c#e_Fs  
8EPV\M1%  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ft[g1  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ^eEj 5Rh  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) B"I> mw  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 {P#&e>)v{  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! RfB""b8]=  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 =#<hT s  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 'gojP  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) _ QM  
下面是修改过的unary_op 97Qng*i  
Sn/~R|3XA7  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Mf&W<n^j  
class unary_op <8 At =U  
  { v;;X2 a1k  
Left l; puv*p %E  
  ^F~e?^s  
public : [,a O*7 N  
wDZFOx0#8  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} DwZt.*  
Sh]x`3 ).  
template < typename T > fwRlqfi  
  struct result_1 L/GM~*Xp(O  
  { < P5;8  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; q9oF8&O,  
} ; Co19^g*  
iEki<e/  
template < typename T1, typename T2 > 685o1c|  
  struct result_2 38Z"9  
  { =3oz74O[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7-ba-[t#A  
} ; BQB O]<99  
h ;5 -X7  
template < typename T1, typename T2 > Prhq ~oI4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4T9hT~cT7  
  { %~ecrQ;  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); z>i D  
} x[}e1sXXs  
C)z[Blt  
template < typename T > &u"*vG (U[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vO{ijHKE  
  { ?/)5U}*M0T  
  return OpClass::execute(lt(t)); =O)JPo&iwY  
} ok\+$+ $ju  
GKY:"q&h  
} ; nHKEtKDd  
0m`7|80#P  
7"xd'\c@  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 4'54  
好啦,现在才真正完美了。 n/@/yJ<EFi  
现在在picker里面就可以这么添加了: 9zO3KT2  
D-3/?"n  
template < typename Right > &,."=G  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?GFxJ6!%I  
  { OqBw&zm  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); hDlk! #*  
} R C (v#G  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Ti3BlWQH  
{u.V8%8  
0uU%jN$  
4&ea*w  
k #*|-?  
十. bind YF>t{|  
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。 C3@.75-E  
先来分析一下一段例子 F`I-G~e  
r$v?[x>+K  
[k'Ph33c  
int foo( int x, int y) { return x - y;} c(#`z!FB  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 <YeF?$S}  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 G<jpJ  
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。 U-FA^c;  
我们来写个简单的。 Xq>e]#gR  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: -;P<Q`{I  
对于函数对象类的版本: N^ D/}n  
Xb^\{s?b  
template < typename Func > _f3A6ER`  
struct functor_trait M2@q{RiS  
  { b=|&0B$E  
typedef typename Func::result_type result_type; |}M']Vz  
} ; 9x?;;qC"m9  
对于无参数函数的版本: o@>c[knJ  
Etu>z+P!  
template < typename Ret > xD\Km>|i  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Q"hI!PO+  
  { [V)sCAW  
typedef Ret result_type; h{* O9O<  
} ; 4G>|It  
对于单参数函数的版本: =(n'#mV  
3K?0PRg  
template < typename Ret, typename V1 > mzT} C&hfP  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > )b%c]!  
  { "{x~j \<  
typedef Ret result_type; K%pmE?%,8  
} ; #dpt=  
对于双参数函数的版本: <,E*,&0W  
99ha /t  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 'hek CZZ_I  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ?Nh%!2n  
  { =` i 7?  
typedef Ret result_type; tJwF h6  
} ; bg HaheU  
等等。。。 Nu_ w@T\l  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @zJI0_Bp  
-YuvEm#f  
template < typename Func > -ufmpq.  
struct func_return N6J$z\ P  
  { ]JD$fS=_  
template < typename T > R&4E7wrdP  
  struct result_1 dJLJh*=AG  
  { sd[QtK^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; R82Y&s;  
} ; pt4xUu{  
13QCM0#  
template < typename T1, typename T2 > =wj~6:Bf  
  struct result_2 Y=rr6/k  
  { s{k\1 P(G}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I)Lb"  
} ; aqM_t  
} ; og\XLJ}_  
b {I`$E<[  
~d8>#v=Q`  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 +E [bLz^  
yQA[X}  
template < typename Func, typename aPicker > V^{!d}  
class binder_1 u.[JYZ  
  { )j6>b-H   
Func fn; <kSaSW  
aPicker pk; - X_w&  
public : # 0!IUSa  
2wBU@T1  
template < typename T > -$)Et|  
  struct result_1 "<2b jy  
  { 68c;Vb  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; O<h#|g1  
} ; Qf|}%}% fp  
]-'9|N*}l  
template < typename T1, typename T2 > S1zw'!O5  
  struct result_2 %^l&fM*  
  { IA^)`l7H  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; / 3k\kkv!  
} ; D%idlL2%J  
9-Qtj49  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} C%c `@="b  
4) 3pa*  
template < typename T > X{xJ*T y'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JYr7;n'!  
  { XC1lo4|  
  return fn(pk(t)); \r%Vgne-g  
} 62x< rph  
template < typename T1, typename T2 > 9(F?|bfk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sYA-FO3gh  
  { _~nex,;r  
  return fn(pk(t1, t2)); i 9tJHeSm  
} N`Xnoehu  
} ; =+h!JgY/L  
S.)7u6/_!  
NoAb}1uae  
一目了然不是么? pmyM&'#Id  
最后实现bind tN3 {7'\7  
_*$B|%k   
thPH_DW>eb  
template < typename Func, typename aPicker > px>> ]>ZMH  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) aaug u.9  
  { eH!|MHe  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); RpK,ixbtA+  
} J8v:a`bX&  
`VFl|o#H  
2个以上参数的bind可以同理实现。 !J=;Z9  
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。 xnQGCw?S&}  
~R@m!'I k  
十一. phoenix f76|  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: LEngZ~sV/  
/-YlC (kL  
for_each(v.begin(), v.end(), ;]ShC\1  
( lMzCDx !m  
do_ 31sgf5 s  
[ A Wh* <H  
  cout << _1 <<   " , " fI d)  
] .-u k   
.while_( -- _1), q\b ?o!# _  
cout << var( " \n " ) yFU2'pB  
) fA M4Q  
); !+45=d 5  
ckjVa\  
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: %cr]ZR  
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 wz0$g4  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 9MtJo.A  
那么我们就照着这个思路来实现吧: S7NnC4)=-f  
)47j8jL  
=Sb:<q+Q  
template < typename Cond, typename Actor > : 9?Cm`  
class do_while &iND&>?  
  { 0o=6A<#x  
Cond cd; jdg ~!<C  
Actor act; :Y J7J4  
public : [mB(GL  
template < typename T > ,4>WLJDo  
  struct result_1 X |1_0  
  {  TCKI  
  typedef int result_type; jRdhLs,M9  
} ; ngkeJ)M0$  
;+ C o!L  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} SCh7O}  
yrE,,N%I  
template < typename T > V:(w\'wm  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'e<HPNi)  
  { ycl>git]  
  do @RoRNat  
    { }*B qi7E>  
  act(t); 1IF'>*  
  } dp UdFuU"  
  while (cd(t)); j""y2c1  
  return   0 ;  UE&C  
} Qw6KX#n  
} ; iFwyh`Bcg  
I_zk'  
38*'8=Y#>  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). |?2 hml  
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。 N[a ljC-R  
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。 h=K36a)  
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。 %TW% |"v  
下面就是产生这个functor的类: PzMlua  
(?!(0Ywbg  
DYT@BiW{  
template < typename Actor > kyRh k\X  
class do_while_actor _UH/}!nqB  
  { _>gXNS r4u  
Actor act; 2xL!PR-  
public : e>?_)B4  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Q{.{#G  
"RV`L[(P*k  
template < typename Cond > kW<Yda<a  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; TbKP8zw{  
} ; wO2V%v^bp  
P0'e"\$  
o27 3|*  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ih+*T1#:(  
最后,是那个do_ v+!y;N;Q  
/RJ6nmN@}  
>-_:*/66!  
class do_while_invoker :rz9M@7  
  { fV.A=*1l#  
public : ,2 zt.aqB  
template < typename Actor > u%6Irdx  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 3bbp>7V!  
  { =~GE?}.o  
  return do_while_actor < Actor > (act); w+Z--@\  
} <mv7HKVg  
} do_; (R4PD  
NLcO{   
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? o }9M`[  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ]&Y#) ebs  
最后来说说怎么处理break和continue N5pinR5 H  
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。 '}U_D:o.b  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五