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
  • 4194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 PGb}Y {  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ) }k"7"  
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, K k^!P*#  
X.rbJyKe  
z; >O5a>z  
xX~m Fz0C  
  class filler 5oOs.(m|*C  
  { tq*{Hil>P`  
public : ;cb='s  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} [?da BXS  
} ; :ra[e(l9  
`g{eWY1l  
[Uj,, y.wB  
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: :4pO/I ~  
N8!e(Y K_  
r)<n)eXeD  
s yb$%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Q?'Ax"$D  
bf[l4$3k  
MN>U jFA  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 rWBgYh  
$<f+CtD4  
ePxf.U  
zj=F4]w  
二. 战前分析 'NnmLM(oh  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 T n,Ifo3  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 2XeNE[  
PG'I7)Bv  
2 xi@5;!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); W#^p%?8pR  
  /* --------------------------------------------- */ v^ 1x}  
vector < int *> vp( 10 ); {Hw$`wL  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =J )(=,  
/* --------------------------------------------- */ If|i `,Iy  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3W3d $  
/* --------------------------------------------- */ H$&P=\8n  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); By<~h/uJ  
  /* --------------------------------------------- */ ]O~/k~f  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); x6|QTO  
/* --------------------------------------------- */ be.Kx< I  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); |^GN<y^cn  
|mz0 ]  
/jOug>s  
=[Tf9u QY  
看了之后,我们可以思考一些问题: <"S/M]9  
1._1, _2是什么? JZ-M<rcC  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 > 'JWW*Y!  
2._1 = 1是在做什么? k59.O~0V  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 6<UI%X  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 [wJl]i  
QSOJHRl=C  
BFn}~\wzK  
三. 动工 fXkemB^)_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: GU)NZ[e  
Q\$cBSJC1  
"C+Fl /v  
,E4qxZC(X  
template < typename T > o4&#,m+ :  
class assignment 2V*<J:;wb  
  { l3kBt-m  
T value; l`{JxVg  
public : oF0*X$_X  
assignment( const T & v) : value(v) {} +L#):xr  
template < typename T2 > uTP4r  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Y F W0  
} ; %W$?*Tm  
?^: xNRE$j  
`ln= D$  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 pB,@<\l %  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment iS28p  
]&L[]  
3a,7lTUuB  
hfQ^C6yR  
  class holder wW^3/  
  { C#.d sl  
public : B4# gT  
template < typename T > 1 BVpv7@  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ;#?+i`9'q  
  { BP@Lhii  
  return assignment < T > (t); rW9ULS2 d  
} |Oe$)(`|h  
} ; L|w}#|-  
MbC&u:@ "v  
{7o|*M  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: [2ZZPY9?Q  
HLDg_ On8  
  static holder _1; _l.kbfp@  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 l@%7] 0!T  
D,'@b+B[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); C Eb .?B  
而不用手动写一个函数对象。 O7T wM Yh  
Q,xKi|$r  
ehls:)F  
1)=sbFtS  
四. 问题分析 orAEVEm  
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。 _{'HY+M  
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。 G(y@Tor+  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 xBMhk9b^0  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 las|ougLy  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 dD"o~iEC  
(g]J hG  
五. 问题1:一致性 uEkUK|  
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- ^\YSDMN  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 o@G <[X|ke  
_&6&sp<n  
struct holder d[I}+%{[  
  { BM]sW:-v  
  // FA;uu\  
  template < typename T > lO0 PZnW9  
T &   operator ()( const T & r) const Z"G@I= Q(  
  { KA$l.6&d  
  return (T & )r; p)=Fi}#D\  
} Yv jRJ  
} ; bi[gyl#  
lTpmoDa%  
这样的话assignment也必须相应改动:  $mG&4Y  
/S+gh;2OC  
template < typename Left, typename Right > l %{$CmG\  
class assignment w">p 8  
  { I- X|-  
Left l; .pQ4#AJ  
Right r; NbnuQPb'  
public : 9rsty{J8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} h $}&N  
template < typename T2 > 9:tKRN_D  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 9*}?0J8  
} ; =-dk@s  
\[w82%U  
同时,holder的operator=也需要改动: B? r[|  
nzHsyL  
template < typename T > n.$wW =  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const C.$`HGv  
  { L7tC?F]}SK  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); JY tM1d  
} Pz1[ b$%  
v1Lu.JQC$  
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。 (s`yMUC+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 \f_YJit  
6uf+,F  
return l(rhs) = r; e&(Di,%:  
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。 jz2W/EE`w  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: QNH5Cq;Y  
tA2I_W Cl  
template < typename Tp > -\!"Kz/  
class constant_t +;Jb)8  
  { v/BMzVi  
  const Tp t; .q1OT>  
public : &dkjT8L$  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |:i``gFj  
template < typename T > @^$Xy<x  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 6 2r%q^r`i  
  { QX'/PO  
  return t; u;Q'xuo3  
} b;O|-2AR  
} ; nx >PZb  
+SSF=]4+  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 }pa@qZXh  
下面就可以修改holder的operator=了 t*zBN!Wu_  
V[Jd1T  
template < typename T > D@(Y.&_  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const  `Up Zk?k  
  { {g *kr1JM  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ~',<7eW  
} ~E=.*: 5(  
%<q l  
同时也要修改assignment的operator() gekW&tRie  
b"y][5VE  
template < typename T2 > =M'y& iz-  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $!<J_ d*  
现在代码看起来就很一致了。 A({8p  
nJ`JF5tI  
六. 问题2:链式操作 &z r..i4O  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 UNJ]$x0  
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。 x62 b=k}  
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。 V11Zl{uOl  
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。 Kd _tjWS  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct {<a(1#{  
[e+"G <>  
template < typename T > $*bd})y)I  
struct result_1 99}n %(V  
  { f_r1(o 5:Y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; a(Bo.T<2@  
} ; Wm nsD!  
mB.kV Ve0  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: xGq,hCQHV  
H/p<lp  
template < typename T > \ qc 8;"@  
struct   ref 33_YZOy^j  
  { e}?#vTRI}  
typedef T & reference; 8]Xwj].^C  
} ; G l=dL<F  
template < typename T > `7P4O   
struct   ref < T &> -< jb>8  
  { qh/q<  
typedef T & reference; *K6 V$_{S  
} ; f$mfY6v  
%Lexu)odW  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: AfG!(AF`  
0sq1SHI{  
template < typename T > `J^J_s  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9KVeFl  
  { =j 6amk-  
  return l(t) = r(t); AAkdwo  
} @ba5iIt  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。  s%Q pb{  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ^IuHc_  
xNTO59Y-s  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 n`T 4aDm  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ]BU,*YaB  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 tnz BNW8  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 SeBbI&Ju  
最后的布局是: :<w3.(Z  
                Add <L@0w8i`  
              /   \ >A|6 kzC  
            Divide   5 rp.S4;=Q9  
            /   \ *Wv]DV=\  
          _1     3 ,8g~,tMr+  
似乎一切都解决了?不。 XB-pOtVm  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 zPU& }7  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 P8e1J0A  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: W?!(/`J]  
W{l+_a{/9  
template < typename Right > e =Vu;  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const g6$X {  
Right & rt) const *plsZ*Q8  
  { *TA${$K  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !m rB+<:  
} ~wIVw}  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ehI*cf({  
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。 Qw.""MLmN8  
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。 YMwMaU)K,  
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。 9 kzytx  
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。 )'xTDi  
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? _d&zHlc_  
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: K Ii Vz<  
OB8fFd  
template < class Action > i)P.Omr  
class picker : public Action )+Wx!c,mb  
  { HFBGM\R02  
public :  "/6(  
picker( const Action & act) : Action(act) {} X%xX3e'  
  // all the operator overloaded ; )O)\__"-  
} ; {IJV(%E   
+/7UM x1  
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。 {%@zQ|OO0  
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: }-k<>~FA  
@0?Mwy!  
template < typename Right > |cJyP9}n  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const [[QrGJr  
  { _wKFT>  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [kgT"?w=  
} Q <EFd   
(F]f{8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /s(/6~D|  
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。 IP$^)t[  
BD[XP`[{  
template < typename T >   struct picker_maker (1fE^KF@f  
  { 4hg]/X"H#  
typedef picker < constant_t < T >   > result; (1%u`#5n-N  
} ; /sH3Rk.>  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > &@c=$+#C  
  { p-UACMN& c  
typedef picker < T > result; 7NRq5d(lP  
} ; _(3VzI'G  
qiiX49}{  
下面总的结构就有了: ($' rV!}  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Zgt, 'T  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Miqu  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 -<sn+-uE:  
至此链式操作完美实现。 3'Q H\t5  
b{s_cOr/  
0tm%Kd  
七. 问题3 :S0r)CNP  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 rAwq$!xx  
JSt%L|}Y  
template < typename T1, typename T2 > tX cc#!'4C  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v&i M/pJU  
  { u}D.yI8  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); rv1kIc5Za<  
} 2J^6(vk  
-7*,}xV  
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: b[? 6/#N  
GptJQ=pV  
template < typename T1, typename T2 > c~b[_J)  
struct result_2 !v<r=u  
  { )?joF)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; bKYLBu:  
} ; [Oe$E5qv)]  
uz".!K[,wE  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 5Jd&3pO  
这个差事就留给了holder自己。 FAJ\9  
    4\x'$G  
aJ88U69  
template < int Order > muo(bR8  
class holder; R8F[ 7&(  
template <> '0GCaL*Sd  
class holder < 1 > u1/4WYJeJ  
  { :h=];^/E  
public : a9mLPP  
template < typename T > I1BVqIt1i  
  struct result_1 v$s3f|Y  
  { F:x" RbbF  
  typedef T & result; rXuhd [!(P  
} ; vr/V_  
template < typename T1, typename T2 > :"g^y6i  
  struct result_2 YwQxN"  
  { Cy4@\X%W  
  typedef T1 & result; Dr$k6kZ}'U  
} ; O9oYuC:q  
template < typename T > t@QaxZIlt;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;RB]awE  
  { (Ybc~M)z  
  return (T & )r; 3_~V(a  
} Ovv~ymj  
template < typename T1, typename T2 > }|%dN*',  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [94A?pn[z  
  { >y"W(  
  return (T1 & )r1; q|b#=Af]g  
} '}e_8 FS  
} ; m"<0sqD;  
>K1)XP  
template <> RmY5/IYR|:  
class holder < 2 > b %L8mX  
  { TDs=VTd@Z  
public : <w` R ;  
template < typename T > _(5SiK R  
  struct result_1 CO%7^}xSE,  
  { GL_YT.(!  
  typedef T & result; T=(/n=  
} ; t,M _  
template < typename T1, typename T2 > *BH*   
  struct result_2 X#'DS&{  
  { L/_h5Q:'W  
  typedef T2 & result; [-_3Zr  
} ; IP7j)SM!  
template < typename T > qc2j}D0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const q,F\8M\$  
  { ri1D*CS  
  return (T & )r; zR6,?Tzg  
} >0Y >T6!  
template < typename T1, typename T2 > x :\+{-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^.p({6H  
  { ^90';ACFy  
  return (T2 & )r2; So{/V%  
} z85%2Apd  
} ; j uG?kL.  
}pdn-#  
LQ`s>q  
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> >。 #(F/P!qk  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: JS <S?j?*/  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: <qT[  
?1*Ka  
return l(i, j) = r(i, j); Y#S<:,/sb?  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) p:Ry F4{b2  
ayfR{RYi  
  return ( int & )i; ~7+7{9g  
  return ( int & )j; 1fm4:xHH  
最后执行i = j; r/}q=J.  
可见,参数被正确的选择了。 >h1 3i@`r  
 <K;  
C]414Ibi  
%V71W3>6WS  
!TvNT}4Z  
八. 中期总结 H )hO/1 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: _8A  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 z`$jxSLm  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 y iO!ZT  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor dv -L!C  
M<^]Ywq*p  
DXBc 7J  
_QBN/KE9  
V 6I77z  
fI"sdzu^  
九. 简化 rV84?75( Y  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 <}t~^E,  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 J9eOBom8e<  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: iGB1f*K%x  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 *;t\!XDgp  
  +-*/&|^等 0`c|ZzY  
2. 返回引用。 VK*Dm:G0  
  =,各种复合赋值等 V[ju7\>$Z  
3. 返回固定类型。 86Hg?!<i.  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ?C)a0>L  
4. 原样返回。 V5:ad  
  operator, (StX1g'  
5. 返回解引用的类型。 60,z!Vv  
  operator*(单目) T<yAfnTb`  
6. 返回地址。 [ )3rc}:1  
  operator&(单目) r5 tn'  
7. 下表访问返回类型。 X)oxNxZ[A  
  operator[] m%m<-.'-  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 X3e&c  
  operator<<和operator>> 2[~|#0x  
W*S}^6ZT`  
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。 "| Oj!&0  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: pHQrjEF*  
+7\$wc_1I@  
template < typename Left > \ vn!SO7  
struct value_return JguPXHa0  
  { aItQ(+y  
template < typename T > #1*#3p9UL  
  struct result_1 [wU e"{  
  { ,ZGU\t  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; U\*]cw  
} ; A0hKzj  
6$CwH!42F  
template < typename T1, typename T2 > Jq>rA  
  struct result_2 Z$ ?(~ln  
  { {uUV(FzF6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; r1<dZtb  
} ; M[  {O%!  
} ; YI+ clh;%9  
F>Pr`T?>  
-t]3 gCLb  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait lXtsnQOOK  
riR(CJ}Ff  
下面我们来剥离functor中的operator() LMKhtOZ?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 5aj%<r  
I3gl+)Q  
return l(t) op r(t) hL4T7`  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Hg&.U;n  
return op l(t) o|:c{pwq  
return op l(t1, t2) n%|og^\0  
return l(t) op PRJ  
return l(t1, t2) op 8[b_E5!V  
return l(t)[r(t)] ES-V'[+jDy  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] T:T`M:C.  
m)7Ql!l  
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: vB74r]'F  
单目: return f(l(t), r(t)); |L/EH~| O  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); "; 1@f"kw  
双目: return f(l(t)); P~ : N  
return f(l(t1, t2)); d1P|v( `S9  
下面就是f的实现,以operator/为例 Qb%o%z?hee  
(+yH   
struct meta_divide K;z$~;F  
  { _(zZrUHB  
template < typename T1, typename T2 > YMN=1Zuj?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) fj|b;8_}l  
  { uMx6:   
  return t1 / t2; !"2S'oQKS  
} oyB gF\  
} ; [Dhqyjq  
CvHE7H|-{  
这个工作可以让宏来做: dGyrzuPJ  
D@2L<!\  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ arIEd VfNa  
template < typename T1, typename T2 > \ Um}f7^fp^l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; eFh7#~m  
以后可以直接用 6Hbu7r*tm  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) g,9&@g/  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 3CzF@t;5  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 8`<e\g7-  
>.M>,m\  
y2W|,=Vd  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 Vwu dNjL  
5?MaKNm}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T;G<62`.h  
class unary_op : public Rettype wz'=  
  { d^=9YRc  
    Left l; Y-UXr8  
public : gw!d[{#  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} oXjoQ  
9X?RJ."J  
template < typename T > +4$][3.  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @XJ#oxM^  
      { C}#$wge  
      return FuncType::execute(l(t)); @ ]40xKF  
    } f8 BZkh  
E!'6v DVC:  
    template < typename T1, typename T2 > Ur]/kij  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const It7R}0Smg  
      { | C^.[)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); k#bG&BF  
    } FDFwx|  
} ; <UF0Xc&X'  
iC3C~?,7  
|Fz ^(US  
同样还可以申明一个binary_op [^Bjmw[7  
cZJ5L>ox  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > LSo*JO6  
class binary_op : public Rettype )s,LFIy<A  
  { Gx %=&O  
    Left l; (dZ]j){  
Right r; [YP{%1*RM  
public : [GPCd@  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} y XKddD  
s`ZP2"`f  
template < typename T > $*VZa3B\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 06O_!"GD}  
      { |h }4J  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); \-pqqSy  
    } GeDI\-  
r;xy/*%Mtj  
    template < typename T1, typename T2 > &<x.D]FA]  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const DF_wMv:>^  
      { F^$;hMh%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); obE8iG@H  
    } Cdy,8*   
} ; 5F+G8  
d)S`.Q  
RyP MzxV  
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 I?S t}Tl  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 O2\(:tvw  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ~Th,<w*o  
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。 mogmr  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! lP*n%Pn)  
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。。。 m";..V  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 9Vqy<7i1  
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) >s 6ye  
下面是修改过的unary_op ^D5Jqh)  
pmUf*u-  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 76"4Q!  
class unary_op `3 i<jZMG  
  { -$?t+ "/E  
Left l; `vMhrn  
  p J_+n:_{  
public : ~uH_y-  
04jvrde8-O  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 70GBf"  
'AX5V-t  
template < typename T > 8 eK8-R$  
  struct result_1 $&&E[JY  
  { |ZE^'e*k  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t"Ci1"U  
} ; En1LGi4#  
u -P !2vT  
template < typename T1, typename T2 > RYA@{.O  
  struct result_2 %0}^M1  
  { ]VxC]a2  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; z4:<?K  
} ; R2n 2mQ<  
k'PvTWR  
template < typename T1, typename T2 > 4")`}T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2?GMKd)  
  { }mXYS|{  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); QOo'Iv+EL  
} *Q^ z4UY  
) PTvw>  
template < typename T > ZaU8eg7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  k`Ifl)  
  { -1Dq_!i  
  return OpClass::execute(lt(t)); p d#Sn+&rf  
} 6_4 B!  
g&c ~grD  
} ; {='Bd6_=  
eFG(2OVg}M  
RzjUrt  
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 gT_KOO0n  
好啦,现在才真正完美了。 \$ipnQv  
现在在picker里面就可以这么添加了: 5\MC5us3  
O`c50yY  
template < typename Right > kFwFPK%B  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const _%- +"3Ll  
  { !CWe1Dm  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 5K ;E*s,  
} 29,ET}~  
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。 IGcq*mR=  
s@ r{TXEn  
#M16qOEw  
s{Y4wvQyB  
'1:)q  
十. bind WN+i3hC  
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。 !Fp %2gt|  
先来分析一下一段例子 u*G<?  
a&x:_vv  
OQ&N]P2p  
int foo( int x, int y) { return x - y;} B6Kl_~gT  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 7bzm5w@v  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 lb. Q^TghU  
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。 6sSwSS  
我们来写个简单的。 Y@0'0   
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: SOhM6/ID2/  
对于函数对象类的版本: ^ *"fC  
)&c#?wx'w  
template < typename Func > :rUMmO-  
struct functor_trait L"|Bm{Run  
  { )pH+ibR  
typedef typename Func::result_type result_type; 3NtUB;!  
} ; cx$IWQf2  
对于无参数函数的版本: Dz: +. @k  
&)mZ~cPU3  
template < typename Ret > cdt9hH`Cd  
struct functor_trait < Ret ( * )() > l,7& z  
  { p0bWzIH  
typedef Ret result_type; ZOqS"3j! j  
} ; x%=CEe?6  
对于单参数函数的版本: FAEF  
]8\I{LR  
template < typename Ret, typename V1 > 8u+kA mI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > N s+g9+<A  
  { g0tnt)]  
typedef Ret result_type; ?`piie9V  
} ; #y83tNev  
对于双参数函数的版本: ,r~+ 9i0N  
25)9R^  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > TC?B_;a  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > P9bM+@5e  
  { $V(]z`b&  
typedef Ret result_type; TU0-L35P1  
} ; D=-}&w_T"  
等等。。。 #[#evlr=  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy jW\:+Taq  
;7lON-@BI  
template < typename Func > 6P1s*u  
struct func_return ^-_*@e*JE  
  { 1.cP3k l  
template < typename T > )x|;%.8FX7  
  struct result_1 -`~qmRpqY  
  { ^)Hf%  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Plp.\N%f3  
} ; R@\}iyM  
}`B .(3n  
template < typename T1, typename T2 > _]`7et\=  
  struct result_2 [s>3xWZ+a  
  { fY!?rZ)$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?{S>%P A_B  
} ; .>B'oD  
} ; 2!^=G=H/  
8%7%[WC#  
&:&89<C'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ?bB>}:~j)  
*p}mn#ru-  
template < typename Func, typename aPicker > =%X."i1A  
class binder_1 ^3$l!>me  
  { q H}8TC  
Func fn; R |c=I }@F  
aPicker pk; xm{]|~^JG  
public : OyZR&,q  
JN0h3nZ_  
template < typename T > + Q-b}  
  struct result_1 ~=|}!A(  
  { N)X Tmh2v|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; '47 b"uV  
} ; !g|O.mt  
b/'bhE=  
template < typename T1, typename T2 > UX)GA[WI  
  struct result_2 _Je 4&KU  
  { }%_|k^t  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Zhq_ pus"a  
} ; +` Md5.w  
TEC^|U`G  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} GJ,&$@8)  
3f7zW3F  
template < typename T > ]@&X*~c^Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (C!p2f  
  { V?u#WJy/  
  return fn(pk(t)); d&#_t@%  
} v~nKO?{   
template < typename T1, typename T2 > l00i2w  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b#6S8C+@  
  { *G58t`]r  
  return fn(pk(t1, t2)); ${ {4L ?7  
} f7=MgFi  
} ; YXA@ c  
*)Rm X$v3  
;kgP:n  
一目了然不是么? 2)f_L|o,m  
最后实现bind _?c.m*)A  
VgH O&vU  
'c35%? ]  
template < typename Func, typename aPicker > P@7>R7gS  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) <0CjEsAB]  
  { NHd@s#@  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); KL&/Yt   
} 2 *NPK}  
?@b6(f xX  
2个以上参数的bind可以同理实现。 h* S"]ye5  
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。 -n _Y.~  
LDlYLs F9  
十一. phoenix tu -a`h_NJ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #1<m\z7l  
t+?Bb7p,H  
for_each(v.begin(), v.end(), P7drUiX  
( l]]NVBA])  
do_ .|,LBc!  
[ >tM4|w|  
  cout << _1 <<   " , " ';I}6N  
] \ "O5li3n  
.while_( -- _1), X=sE1RB  
cout << var( " \n " ) >XgoN\w  
) P6gkbtg  
); .(@=L1C<}J  
UsE\p9mCuV  
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: WyO*8b_ D  
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 (!}N&!t  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ]v ${k  
那么我们就照着这个思路来实现吧: A({czHLhN5  
xs"i_se  
h"`\'(,X  
template < typename Cond, typename Actor > Yk Ku4f  
class do_while n8,%<!F^  
  { Px_8lB/;  
Cond cd; gT)(RS`_)  
Actor act; lJK]S=cd  
public : tia}&9;  
template < typename T > Ic/hVKYG5  
  struct result_1 J}V4.R5d  
  { 9)!Ks g(h  
  typedef int result_type; AwJg/VBo)  
} ; xQFRM aQE  
YgEd%Z%4  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}  /~"-q  
.eJKIck  
template < typename T > Vl5r~+$|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %KyZ15_(-L  
  { %xgP*%Sv2  
  do .O- )m'5  
    { 5Q10Ohh  
  act(t); o]? yyP  
  } v^C\ GDH  
  while (cd(t)); ]j&m\'-s  
  return   0 ; ioi/`iQR  
} wkt4vE87  
} ; qCI&H7u@  
>k @t.PeoV  
?'V78N sA  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). RRO@r}A!y  
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。 01n!T2;yW}  
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。 c^|8qvS $  
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。 Z!v,;MW  
下面就是产生这个functor的类: C >OeULD  
!&U75FpN}:  
 <$nPGz)}  
template < typename Actor > Q=Q+*oog  
class do_while_actor 8r( Vz  
  { dX?j /M-  
Actor act; 2^XmtT  
public : NZGO8u  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} kH 9k<{  
HG7Qdw2+O  
template < typename Cond > +C=vuR  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; I]ej ]46K  
} ; L`t786 (M  
)QAYjW!Z  
lr&2,p<  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 AG >D,6Y  
最后,是那个do_ tN{0C/B9  
l&H-<Z.8m  
{A}T^q!m]  
class do_while_invoker . r/s.g  
  { (s'xO~p  
public : P0UR{tK  
template < typename Actor > &tOo[U?  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 9^Xndo]y  
  { +9HU&gQ3  
  return do_while_actor < Actor > (act); U'jmgHq  
} -n:2US<  
} do_; %[n5mF*`  
W@}@5,}f>  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? B+FTkJ0t+G  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 +aL6$  
最后来说说怎么处理break和continue x.gzsd  
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。 3g7]$}  
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