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
  • 4777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 ;a`X|N9  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 5  $J  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, *GhRU5  
%ab79RS]C  
NC}#P< U  
pS \>X_G3  
  class filler g]#Wve  
  { ||=Duk  
public : LayU)TIt  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Q/9b'^UJ  
} ; Dhoj|lc  
+q$|6?  
;GS JnV  
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: fL;p^t u3  
M\f0 =`g  
`,Gk1~Wv  
O@rb4(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); (/U1J  
ise}> A!t  
YP,PJnJU8  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 j+hoj2(  
~tvoR&{I  
HV.7IyBA^  
\irjIXtV  
二. 战前分析 ex458^N_  
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。 4#q JX)/  
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 r.;iO0[/  
`t&;Yk]-L  
~x:] ch|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2\de |'  
  /* --------------------------------------------- */ KT71%?P  
vector < int *> vp( 10 ); )g _zPt  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #7h fEAk  
/* --------------------------------------------- */ XD}_9p  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); d Al<'~g  
/* --------------------------------------------- */ ^;Q pE  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Vz]=J;`Mz  
  /* --------------------------------------------- */ I>Q,]S1h  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); nn4Sy,cz  
/* --------------------------------------------- */ .`N` M9  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); -<]_:Kf{;&  
gq3OCA!cX  
l$_rA~Mo  
f"N3;,Oc  
看了之后,我们可以思考一些问题: :OaQq@V  
1._1, _2是什么? WI_mJ/2  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 @!3^/D3  
2._1 = 1是在做什么? g}QTZT8  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 -U[`pUY?f  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 bGc|SF<V  
C&N4<2b  
}#5roNH~Z  
三. 动工 v=1S  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >0#q!H,X  
bCUh^#]x  
ky$:C,1t  
b2%bgs  
template < typename T > Yka&Kkw  
class assignment yc=#Jn?S  
  { @k6}4O?{  
T value; {eN{Zh5"  
public : b:cK>fh0_  
assignment( const T & v) : value(v) {} .+L_!A  
template < typename T2 > )Q/`o,Vm  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } R${4Q1  
} ; _|wY[YJ[  
yPG\ &Bo  
?V:]u 3  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 hs_|nr0;[  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment `yXx[deY  
U{uWk3I_b  
X3L[y\  
3nC#$L-   
  class holder | 4oM+n;Y  
  { !2U7gVt"*  
public : 8421-c6y>  
template < typename T > 5@t uo`k  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ^npS==Y]!.  
  { (VPM>ndkw  
  return assignment < T > (t); >c\v&k>6.  
} !^bB/e  
} ; ~EWfEHf*BJ  
r,@X>_}  
m-S33PG{  
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: s]<r  
mc=! X  
  static holder _1; ecqz@*d&  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 0H&U=9'YT  
&c?hJ8"  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); U[e8K  
而不用手动写一个函数对象。 B 6'%J  
a.&#dxgW[  
E<#4G9O<  
pg}+lYGP  
四. 问题分析 (06Vcqg  
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。 1QF*e'  
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。 [T[9*6Kt  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 <,4R2'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 azDC'.3{p  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 &c<}++'h  
:CkR4J!m3  
五. 问题1:一致性 & A9A#It  
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?| q'Pz3/mk  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 O *J_+6  
ZYA.1VrM  
struct holder l@Eq|y,  
  { Ij6Wz. *  
  // rv%ye H  
  template < typename T > [N95.aD  
T &   operator ()( const T & r) const kF+}.x%  
  { [#>$k 6F*  
  return (T & )r; igj={==m  
} qzH qj;  
} ; dp[w?AMhM9  
4I#eC#"  
这样的话assignment也必须相应改动: C>:/(O  
J%\~<_2ny  
template < typename Left, typename Right > `Ge+(1x  
class assignment VTJIaqw  
  { aZawBU.:  
Left l; N,/BudF o  
Right r; N7~)qqb  
public : =##s;zj(%  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} E/dO7I`B   
template < typename T2 > KCJN<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } `j}_BW_  
} ; }dd k}wga  
[j=,g-EOA  
同时,holder的operator=也需要改动: (! 0j4'  
;Y@!:p- H  
template < typename T > Wiq{wxe  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const )H;pGM:  
  { C?[a3rNH(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); EREolCASb  
} Y(hW(bd;  
J+}+ "h~.  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 7>'uj7r]=  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 BLL]^qN;Y  
8:P*z  
return l(rhs) = r; V\@jC\-5Vt  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 pwFU2}I  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: n%0]V Xx#  
HBh` 2Q  
template < typename Tp > <2)s<S.;  
class constant_t `%t$s,TiP  
  { zd*3R+>U'>  
  const Tp t; k'[ S@+5  
public : 4pmTicA~  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9TVB<}0G  
template < typename T > p~Hvl3SxR  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const xH_A@hf;  
  { W NwJM  
  return t; ^w:OS5%R  
} gEr4zae  
} ; 2PVx++*]C  
IPl@ DH  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~lzdbX  
下面就可以修改holder的operator=了 DR k]{^C~  
4meidKw]  
template < typename T > 87QZun%  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 9 z5"y|$  
  { a'@-"qk  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); [_y9"MMwn  
} xn(+G$m  
DE*MdfP0  
同时也要修改assignment的operator() _Kc 1  
`%-4>jI9-  
template < typename T2 > 5cD XWF  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } HQq`pG%m6  
现在代码看起来就很一致了。 `IEq@Wr#$!  
kWB, ;7  
六. 问题2:链式操作 9pWi.J  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ETU-]R3  
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。 %x&F4U  
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。 G/v|!}?wG  
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。 j((hqJr  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct '5'3_vM  
w[ Axs8N'  
template < typename T > f?,-j>[.=f  
struct result_1 o_iEkn  
  { rmOQ{2}  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 7t'(`A 6t/  
} ; :/+>e IE  
RnHQq'J|\  
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: D9ANm"#  
|2z}Xm5\  
template < typename T > K!GUv{fp  
struct   ref [}z?1Gj;W(  
  { i-`,/e~XT  
typedef T & reference; @gNpJB]V  
} ; X]qCS0GD'  
template < typename T > S|HY+Z6n'  
struct   ref < T &> )AOPiC$jL  
  { t)LU\!  
typedef T & reference; &]w#z=5SXi  
} ; +Y7Pg'35  
}d_<\  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: d7E7f  
h-7A9:  
template < typename T > im=5{PbJ^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const o~= iy  
  { :AZp}  
  return l(t) = r(t); qmEoqU  
} <KtBv Ip]  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ~P/]:=  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 KGu= ;  
3!aEClRtq  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 /9pbnzn  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: l8^y]M  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 gt/!~f0r  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 /u=aX  
最后的布局是: HcA[QBh  
                Add }wfI4?}j}  
              /   \ AP0|z  
            Divide   5 p'}lN|"{O  
            /   \ ?;^5ghY$  
          _1     3 usy,V"{  
似乎一切都解决了?不。 BhLZ7*  
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。 to'j2jP  
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。 ;}D-:J-z_  
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: -bA!PeI  
wlrIgn%  
template < typename Right > Oxv+1Ub<Dv  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const jB!W2~Z  
Right & rt) const kbhX?; <`  
  { @V$I?iXV  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); LJWTSf"f?  
} 9:-T@u  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 MKC$;>i  
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。 q!&B6]  
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。 E_3r[1l  
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。 f*<ps o  
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。 "y$ qrN-  
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? [/OQyb4F<  
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: @h#Xix7  
s`c?:  
template < class Action > b@ 6:1x  
class picker : public Action O: JPJ"!  
  { ({e7U17[#  
public : GJ`UO  
picker( const Action & act) : Action(act) {} >S'>!w  
  // all the operator overloaded YBvd q1  
} ; :!O><eQw  
ZoxS*Xk  
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。 X`1p'JD  
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: -NzTqLBn  
1Nj=B_T  
template < typename Right > K_#UZA< Y  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const B\[-fq  
  { ~^7r?<aKc  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .&iN(Bd  
} Q#pnj thM  
io2@}xZF  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > y(v_-6b  
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。 @9vvR7{P  
+"uwV1)b"  
template < typename T >   struct picker_maker `W"G!X-  
  { nY0sb8lZJ  
typedef picker < constant_t < T >   > result; SF< [FM%1  
} ; b_vTGl1_6  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > lKWr=k~  
  { *1bzg/T<  
typedef picker < T > result; 5B*qbM  
} ; \_VmY!I5\  
?3jdg]&  
下面总的结构就有了: !SF^a6jT  
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。 e4[) WNR  
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。 f xtxu?A>  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ]:et~pfW  
至此链式操作完美实现。 H$tb;:  
/DO'IHC.o  
"2;N2=~7  
七. 问题3 /9_#U#vhY  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 U$'y_}V  
}V]eg,.BJ  
template < typename T1, typename T2 > xl2g0?  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :;4SQN{2 O  
  { ~/|zlu*jpc  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); c7qwNs*f  
} {?i)K X^  
qks|d_   
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: f1Zt?=  
)ooWQ-%P  
template < typename T1, typename T2 > &Rp"rMeW  
struct result_2 )N7n,_#T>  
  { Y=Hz;Ni  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; J#7y< s  
} ; 16$y`~c-z  
R2LK.bTVn  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? I KcKRw/O$  
这个差事就留给了holder自己。 CgnXr/!L  
    6[?}6gQ  
]US[5)EL-  
template < int Order > uA\J0"0; }  
class holder; wFL3& *  
template <> n+oDC65[  
class holder < 1 > %S#WPD'Y  
  { VJ{pN~_1  
public : rkYjq4Z@  
template < typename T > rAXX}"l6s  
  struct result_1 7>-yaL{  
  { iV hJH4  
  typedef T & result; Np)aS[9W  
} ; K{b-TT 4  
template < typename T1, typename T2 > >V!LitdJ  
  struct result_2 G;]:$J  
  { 8#f$rs(}  
  typedef T1 & result;  @E_zR  
} ; 7ZFJexN]  
template < typename T > P(h5=0`*PR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const uD)-V;}P@;  
  { J_xG}d  
  return (T & )r; 8A{6j  
} FA$zZs10\  
template < typename T1, typename T2 > BUC,M:J+H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *gu8-7'  
  { qm(1:iK,0  
  return (T1 & )r1; yFM>T\@  
} TzM=LvA  
} ; -(;LQDG |  
fp&Got!pB  
template <> Y<LNQ]8\G  
class holder < 2 > \&q=@rJp(z  
  { "mZ.V  
public : `Q%NSU?  
template < typename T > ^M Ey,  
  struct result_1 9]$`)wZ  
  { ;f%|3-q1[  
  typedef T & result; ')o0O9/;  
} ; $qm~c[x%  
template < typename T1, typename T2 > R&So4},B  
  struct result_2 CC8k&u,  
  { xm^95}80yh  
  typedef T2 & result; D ,M@8 h,  
} ; ;KcFy@ 6q5  
template < typename T > V}9;eJRvw  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3N< & u   
  { 25em[Q:  
  return (T & )r; H/jm f5  
} frH)_YJ%  
template < typename T1, typename T2 > -g~~]K%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const (cs~@  
  { XO wiHW{  
  return (T2 & )r2; *K)0UKBr  
} #s+Q{2s  
} ; gX*K&*q   
.#!mDlY;  
v2J0u:#,  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Efr&12YSS  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: se,Z#H  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: &O tAAE  
v~5<:0dL  
return l(i, j) = r(i, j); ;|30QUYh  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) !Z s,-=^D  
p>p'.#M  
  return ( int & )i; KXe ka  
  return ( int & )j; B||c(ue  
最后执行i = j; 9^zx8MRXd  
可见,参数被正确的选择了。 :_H>SR:  
Jz$ >k$!UD  
pULsGb  
xIgql}.  
v@_in(dk  
八. 中期总结 PU+1=%'V  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Hsl{rN  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Wc;+2Hl[@  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Z#7U "G-A  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 2U%qCfh6|  
A&l7d0Z^j5  
EUZq$@uWL  
8c).8RLf  
XV5`QmB9  
+/q0Y`v  
九. 简化 J3&Sj{ o  
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。 |nm2Uy/0  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 *?N<S$m  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: (1 yGg==W.  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 PYieD}'  
  +-*/&|^等 ^zeL+(@r/  
2. 返回引用。 g7Z9F[d  
  =,各种复合赋值等 owM mCR  
3. 返回固定类型。 .e$%[ )D  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) wlVvxX3%  
4. 原样返回。 w `!LFHK  
  operator, ;eh/_hPM  
5. 返回解引用的类型。 } J(1V!EA  
  operator*(单目) %uuH^A  
6. 返回地址。 6Ahr_{  
  operator&(单目) yFO)<GLk  
7. 下表访问返回类型。 d h?dO`  
  operator[] Nt,~b^9  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 _BwKY#09Zp  
  operator<<和operator>> ^4UcTjh  
h0XH`v  
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。 r=0j7^B#  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: yjd(UWE  
! tr9(d  
template < typename Left > kjX7- ZPY  
struct value_return hr1$1&p  
  { @<5Tba>SC  
template < typename T > ['t8C  
  struct result_1 G1p'p&x.  
  { Um'Ro4  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; :iEAUM  
} ; ]|y}\7Aa  
<S{7Ro  
template < typename T1, typename T2 > Ge1duRGa  
  struct result_2 7vq DZg  
  { V" }*"P-%  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; R9r)C{63S&  
} ; ki4Xp'IK  
} ; Iy.mVtcsZ  
,P~QS  
9R>~~~{-Go  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait l_b_-p  
-U:2H7  
下面我们来剥离functor中的operator() H\d;QN9Q;  
首先operator里面的代码全是下面的形式: B6uRJcD4  
a_AJ)4  
return l(t) op r(t) T,Fm"U6[(  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) UI_v3c3b  
return op l(t) |C4o zl=O?  
return op l(t1, t2) u9,=po=+7f  
return l(t) op +9jivOmK  
return l(t1, t2) op Ta^.$O=F  
return l(t)[r(t)] SlT7L||Ww  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Cg7)S[zl  
FF jRf  
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: w#rVSSXQ3  
单目: return f(l(t), r(t)); k1m'Ka-  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); n@_)fFD%  
双目: return f(l(t)); }9 ?y'6l  
return f(l(t1, t2)); N-xnenci  
下面就是f的实现,以operator/为例 _V&x`ks  
r;$r=Ufr  
struct meta_divide wZ O@J|  
  { lZBv\JE  
template < typename T1, typename T2 > ,k\/]9  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) sN=KRqe  
  { l*qk1H"g  
  return t1 / t2; PH[4y:^DN  
} :|Upx4]Ec  
} ; >r~|1kQ.  
wzg i @i  
这个工作可以让宏来做: y%JF8R;n  
|MVV +.X  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ x!>d 6lgej  
template < typename T1, typename T2 > \ "7:u0p!  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; uRFNfX(*  
以后可以直接用 0:jsV|5B8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :bI,rEW#_  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 y _6r/z^  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) =?^-P{:\?  
R&gWqt/  
?,!uA)({n  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 V@Ax}<$A  
]bf'  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1]HHe*'Z  
class unary_op : public Rettype dWMccn;-m  
  { &:-GI)[o  
    Left l; xNn>+J  
public : <. ezw4ju  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ixg\[5.Q+  
kja4!_d  
template < typename T > x-tm[x@;o  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K6ciqwUO  
      { hZ%2?v`  
      return FuncType::execute(l(t)); /@6E3lh S  
    } fi 5YMYd1  
>xk lt"*U,  
    template < typename T1, typename T2 >  |h  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k>7gy?Y!K<  
      { ^ sS>Mts  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); NJ.rv  
    } Cm99?K  
} ; 7k.d|<mRv  
P)a("XnJ`  
)r-T=  
同样还可以申明一个binary_op ?f(pQy@V  
h<+PP]l=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _3s~!2  
class binary_op : public Rettype -bv>iIC  
  { b5lk0jA  
    Left l; #(m `2Z`H  
Right r; Z|V"8jE  
public : j0ci~6&b3_  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p7%0hLW  
SH .9!lQv  
template < typename T > }qG?Vmq*R[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a7ub.9>  
      { 7}.#Z  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 53g8T+`\(  
    } v!WU |=u  
)->-~E}p9  
    template < typename T1, typename T2 > O|A~dj `  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const e[d7UV[Knn  
      { w`H.ey  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); }CB=c]p  
    } 0"wbcAh)  
} ; dSA [3V  
EuR!yD  
eO|^Lu]+  
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 U89]?^|bb  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ]be 0I)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^.pE`l%1}  
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。 d/ 'A\"o+  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8GF[)z&|P:  
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。。。 <>&e/  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ECmHy@(  
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) v*C+U$_3\1  
下面是修改过的unary_op r| 6S  
w@ gl  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >#"jfjDuR  
class unary_op u8{@PlS  
  { W<cW;mO  
Left l; Ee$" O 6*!  
  [9YlLL@  
public : {WM&  
e4>L@7  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 4 _c:Vl  
Cn6n4, 0  
template < typename T > 5'{qEZs^QU  
  struct result_1 aPY>fy^8D  
  { s)o ,Fi  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; "c! oOaA  
} ; WIH4Aw  
^w&5@3d  
template < typename T1, typename T2 > 7(+OsE  
  struct result_2 &4[#_(pk  
  { ?hry=I(7r  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; !S > |Qh  
} ; b. %B;qB  
dEAAm=K,<  
template < typename T1, typename T2 > mER8> <  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N,sqrk]  
  { CL<KBmW7  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); d <|lLNS  
} sBuq  
^NnU gj  
template < typename T > 0c\|S>g [  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6b+ Wl Ib  
  { :y O,  
  return OpClass::execute(lt(t)); _]?Dt%MkD  
} KHc/x8^9  
ai;gca_P#  
} ; ~\@<8@N2a6  
1 ">d|oC  
kb}]sj  
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 BhE~k?$9  
好啦,现在才真正完美了。 v{rK_jq  
现在在picker里面就可以这么添加了: _'v }=:X  
t\|K"  
template < typename Right > Z 9 q{r s  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 13_+$DhU-L  
  { }JpslY*aS  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); l~Wk07r3  
} ,T21z}r  
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。 ~a8G 5M  
ncw?;  
He71h(BHm  
[nPzh Xs  
jO3u]5}.6  
十. bind $v bAcWj  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 %6c*dy  
先来分析一下一段例子 @<w9fzi  
}^ Ua  
s=%+o& B  
int foo( int x, int y) { return x - y;} {+UNjKQC  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 B 1ZHV^  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 NV:XPw/  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 z:Zn.e*$b  
我们来写个简单的。 -JQg ~1  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: lTOM/^L  
对于函数对象类的版本: n XeK,C  
j+B5m:ExfI  
template < typename Func > fe9& V2Uu  
struct functor_trait FnQ_=b  
  { : $52Ds!i  
typedef typename Func::result_type result_type; []N$;~R7  
} ; ) }it,<  
对于无参数函数的版本: }vxH)U6$q  
g;Sg 2  
template < typename Ret > xd BZ^Q  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1q233QSW)  
  { vyx\N{  
typedef Ret result_type; ://# %SE  
} ; n\ ',F  
对于单参数函数的版本: O\8|niW|  
Py25k 0j!  
template < typename Ret, typename V1 > ):\{n8~  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'St= izhd  
  { %WT:RT_  
typedef Ret result_type; pA,EUh| H  
} ; Z2j*%/  
对于双参数函数的版本: cxJK>%84  
u+gXBU  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > W*DIW;8p  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > s riq(A  
  { A%w]~ chC9  
typedef Ret result_type; lnC Wu@{  
} ; F)iG D~  
等等。。。 rn5g+%jX*  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ~$ qJw?r  
sv6U%qV  
template < typename Func > = SJF \Z  
struct func_return |{LaZXU&  
  { wukos5  
template < typename T > =ObtD"  
  struct result_1 F*].  
  { PXu<4VF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; wfTv<WG,.E  
} ; 6F&]Mk]V8  
/\$|D&e  
template < typename T1, typename T2 > z*~ PYAt  
  struct result_2 vrnj}f[h  
  { %s :  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;AB,:*  
} ; bnY8.Lpf|  
} ; NE%yv,B  
WJ8vHPSM  
|{IU<o x  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 PZg]zz=V4  
[*ovYpj^  
template < typename Func, typename aPicker > PyxN_agf  
class binder_1 d#:J\2V"R  
  { a&aIkD  
Func fn; yx;R#8;b.  
aPicker pk; ?!j/wV_H  
public : \lIHC{V\  
2LH;d`H[0  
template < typename T > _"bvT?|  
  struct result_1 SA n=9MG  
  { :9q^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; '"\Mjz)/  
} ; OSi9J.]O  
.LcE^y[V  
template < typename T1, typename T2 > d]~1.i  
  struct result_2 poFjhq /#(  
  { tUF]f6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; J3S+| x h~  
} ; xQ 3u  
$v@$oPmMj  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} @5VZ   
Sz@?%PnU|  
template < typename T > %_O>Hy|p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n(O p<  
  { }4]x"DfIg  
  return fn(pk(t)); N%E2BJ?  
} Dx*oSP.qX  
template < typename T1, typename T2 > \#7%%>p=O'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /M `y LI  
  { E?D{/ k,zZ  
  return fn(pk(t1, t2)); ,,wx197XeD  
} v$/i5kcWx  
} ; 'z!#E!i  
! -nm7Q  
F ) ~pw  
一目了然不是么? [7w_.(f#  
最后实现bind r9*H-V$  
T sW6w  
.h^Ld,Chj  
template < typename Func, typename aPicker > H4A+Dg,  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :8T@96]P  
  { o|E(_ Y4d  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); v3#47F)  
} B%;+8]  
<WkLwP3^  
2个以上参数的bind可以同理实现。 `P*j~ZLlXN  
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。 D)6||z}  
y%Ah"UY  
十一. phoenix CMUphS-KE  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: @cNI|T  
J1MnkxJmpQ  
for_each(v.begin(), v.end(),  ]^%3Y  
( +Q&@2 oY"  
do_ G&Sg .<hn  
[ mz '8  
  cout << _1 <<   " , " v9kzMxs,  
] 3qZ{yr2N[  
.while_( -- _1), >.>5%  
cout << var( " \n " ) rMloj8O*  
) aW5~z^I  
); 0C_Qp%Z  
t F( mD=[  
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: Id1[}B-T  
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 5J3kQ;5Q?  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 A(5? ci  
那么我们就照着这个思路来实现吧: vi|ASA{V  
B9\o:eY  
),|bP`V  
template < typename Cond, typename Actor > 4f5$^uN$qA  
class do_while 6, ~aV  
  { n_hD  
Cond cd; ~o$=(EC  
Actor act; #kEdf0  
public : G&-h,"yo^  
template < typename T > HN%ZN}  
  struct result_1 " OtLJ  
  { {D8 IA3w  
  typedef int result_type; hG]20n2  
} ; 9G9lSj5>  
," v%  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} yE>DQ *  
I+SL0  
template < typename T > g!UM8I-$  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @hv] [(<  
  { 52,a5TVG  
  do lQjq6Fl2  
    { glpdYg *  
  act(t); up?8Pq*  
  } k:.c(_2M  
  while (cd(t)); gS ]'^Sr  
  return   0 ; W` V  
}  + h&V;  
} ; f#jAjzmYL  
>v{m^|QqB  
'7^_$M3$\  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). V RL6F2 >6  
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。 O%I'   
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。 o2L/8q.  
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。 ]!QeJ'BLM  
下面就是产生这个functor的类: (|-/S0AV  
K67x.PZ  
$f%_ 4 =  
template < typename Actor > sf LBi~*j  
class do_while_actor dNR4h  
  { V}*b^<2o 5  
Actor act; Nuj%8om6  
public : 8LL);"$  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} !O\r[c  
l\eq/yg_  
template < typename Cond > ``={FaV~m  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; vDemY"wz  
} ; 6Yklaq5  
pD{Li\LY  
!tVV +vT#  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Uhf -}Jdw  
最后,是那个do_ @!-= :<h  
opBv x>S  
]ba<4:[Go  
class do_while_invoker jooh`| `P  
  { yF*JzE 7,  
public : Uc&0>_Z  
template < typename Actor > wL*z+>5  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const q>Y_I<;'g  
  { ?#W>^Za=  
  return do_while_actor < Actor > (act); kn! J`"b  
} T+\BX$w/4e  
} do_; PW}Yts7p  
d;>:<{z@CD  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ]fR 3f  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 V!oyC$eV  
最后来说说怎么处理break和continue `jJb) z3D  
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。 :Qf^@TS}O  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八