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
  • 5165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 hZ3bVi)L\  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :&Nbw  
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, p_ =z#  
G3]4A&h9v~  
E7hhew  
rNM;ZPF#  
  class filler i4Jc.8^9$  
  { oU|c.mYe  
public : 6zkaOA46V  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} =41xkAMnk  
} ; 8MBAtVmy  
e!`i3KYn"  
!k%#R4*>  
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: <{pz<io)  
t) +310w  
jpOp.  
0V]s:S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); l%ZhA=TKQ  
=sFTxd_"iQ  
mmsPLv6  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 wBzC5T%,  
]9L oZ)  
fVwU e _Y  
f::Dx1VcX  
二. 战前分析 'yth'[  
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。 B *vM0  
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 $(9U@N9E  
E4!Fupkpf  
\ jA~9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +"(jjxJm  
  /* --------------------------------------------- */ pp2~Meg  
vector < int *> vp( 10 ); /(T?j!nPE  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); S'14hk<  
/* --------------------------------------------- */ Qd6FH2Pl  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); WHI`/FM  
/* --------------------------------------------- */ =xrv~  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); /=h` L ,  
  /* --------------------------------------------- */ zQA`/&=Y  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); {$r[5%L\H  
/* --------------------------------------------- */ 5IN(|B0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); F?cK- .  
}Lv;!  
9l,o P?  
*H122njH+T  
看了之后,我们可以思考一些问题: F/Pep?'  
1._1, _2是什么? OZT.=^:A  
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。 #%s#c0TX  
2._1 = 1是在做什么? VX/#1StC  
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。 fh{`Mz,o  
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。 q;U,s)Uz^  
sGb{9.WK  
yN c2@  
三. 动工 KG@8RtHsQ  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 8f7>?BUS,  
| 3%8&@ho  
7|D+Ihy;  
oE~RyS X  
template < typename T > OTp]Xe/  
class assignment \1`O_DF~o  
  { j4b4!^fV  
T value; AEuG v}#  
public : )i<j XZ:O  
assignment( const T & v) : value(v) {} eq"]%s  
template < typename T2 > Ug`djIL  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } [2koe.?(  
} ; b2]Kx&!  
PX99uWx5]  
>MK98(F  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {U1m.30n  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment sr}E+qf  
H1T.(M/"  
6Iw\c  
TKjFp%  
  class holder ~4"dweu?  
  { qVPeB,kIz  
public : rbQR,Nf2x  
template < typename T > CNIsZ v@Q  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const RL<c>PY  
  { Ha ]YJ}  
  return assignment < T > (t); 5?L<N:;J_  
} KU;9}!#  
} ; Q &t<Y^B  
xCKRxF  
Ha#>G<;n  
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: WKU=.sY  
X(C$@N  
  static holder _1; PzGWff!*n  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 d\Zng!Z'  
vI]N^j2%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); dTtSUA|V7"  
而不用手动写一个函数对象。 2JFpZU"1  
I0a<%;JJW  
&OBkevg  
MW{8VH6+  
四. 问题分析 vFsLY  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 o14cwb  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ETLD$=iS  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o Rzi>rr  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Fx+*S3==%e  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ev P{p  
1 .X@;  
五. 问题1:一致性 xKC[=E>z  
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?| =2 kG%9  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 JCaOK2XT;  
W%)Y#C  
struct holder g1o8._f.  
  { d| {r5[&  
  // g*"P:n71  
  template < typename T > ]:f%l mEy  
T &   operator ()( const T & r) const \L\b$4$d  
  { 0RK!/:'  
  return (T & )r; m`_ONm'T&  
} 4aY|TN/|  
} ; :@)>r9N  
)ANmIwmC#  
这样的话assignment也必须相应改动: [9 RR8  
EZj9wd"u  
template < typename Left, typename Right > 3Y~>qGQwh  
class assignment `@ FYkH  
  { jSAjcLR  
Left l; AK#1]i~  
Right r; '=6\v!  
public : ;\l,5EG  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "Pf~iwfw  
template < typename T2 > PuO&wI]:  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } hL5|69E  
} ; nLiY%x`S  
V_:&S2j  
同时,holder的operator=也需要改动: :hV7> rr  
S@Hf &hJ  
template < typename T > |W\(kb+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const `#gie$B{  
  { <o= 8 FO  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); veRm2 LSP  
} h-D }'R  
+U.I( 83F  
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!$^r$t   
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 -tNUMi'  
BCcjK6'  
return l(rhs) = r; h=%_Ao<x  
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。 7`YEH2  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: lPJ\-/>$z  
l$'wDhN*  
template < typename Tp > |a%Tp3Q~  
class constant_t 5BJmA2L  
  { e,5C8Q`Z  
  const Tp t; /OJ`c`>Q:  
public : O<e{  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ydy9  
template < typename T > W,-g=6,  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const xp9pl[l  
  { M|[oaanY'  
  return t; f4Rf?w*  
} p[lA\@l[  
} ; GDy9qUV  
kM@zyDn,  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 zA"`!}*  
下面就可以修改holder的operator=了 S@ f9c  
{vO9p tR;  
template < typename T > RAK-UN  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Zr,VR-kW+  
  { +&"zU GTIc  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 27< Enq]  
} Q1l' 7N  
T"}vAG( .O  
同时也要修改assignment的operator() ^<-+@v*  
zNuJjL  
template < typename T2 > TvQo?  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } qcGK2Qx  
现在代码看起来就很一致了。 C{XmVc.  
',4iFuY  
六. 问题2:链式操作 K!]/(V(}  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 C\/L v.  
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。 O<;3M'y\  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 0,8okA H  
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。 |id <=Xf  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 5Zva:  
.eP.&  
template < typename T > g|Fn7]G  
struct result_1 Dl8;$~  
  { M {Q;:  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; wIBO ^w\J  
} ; |qZ1|  
[=]4-q6UN  
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: M[112%[+4  
y Ej^=pw  
template < typename T > `I5wV/%ib  
struct   ref [,KXze_m  
  { Ezv Y"T@  
typedef T & reference; Gm.]sE?.  
} ; 6qd\)q6T&x  
template < typename T > QZ%`/\(!8_  
struct   ref < T &> <nK?LcP  
  { mcX/GO}  
typedef T & reference; H? y,ie#u  
} ; d6sye^P  
{Fe[:\  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: -{vKus  
+V^;.P</  
template < typename T > M|(Q0 _8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const td3D=Y  
  { VEw"  
  return l(t) = r(t); r!a3\ep  
} H_<C!OgR  
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。 f &wb  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。  "{Eta  
y[_Q-   
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 _8)*]-  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ?r+-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 {Z5nGG  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 yw3$2EW  
最后的布局是: Y<ql49-X  
                Add 9 ea\vZ  
              /   \ ,V:SN~P66+  
            Divide   5 ^J8lBLqe  
            /   \ qXtC^n@x  
          _1     3 ;K &o-y  
似乎一切都解决了?不。 WPG(@zD  
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。 M*H nM(  
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。 f\>M'{cV  
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: "E?2xf|.  
*lw_=MXSK  
template < typename Right > <)-Sj,  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ,47Y9Kz9  
Right & rt) const ;<2 G  
  { 4G>H  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); JOLaP@IPT  
} cFnDmt I:  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 l.bYE/F0&  
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。 pW sDzb6?%  
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。 Gvqxi|  
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。 T+K):u g  
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。 P{+T< bk|  
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? zXxT%ZcCj  
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: )fSOi| |C  
r|PB*`  
template < class Action > YLE!m?  
class picker : public Action '9j="R;  
  { W= qVc  
public : j578)!aJ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} `o8/(`a  
  // all the operator overloaded '>ssqBnI  
} ; M |`U"vO  
&,CiM0  
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。 P8)=Kbd  
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: j*jo@N |  
Q_X.rUL0w  
template < typename Right > &_|#.  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const )vb*Ef  
  { zZ323pq  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); YCM]VDx4u1  
} ]cMqahaY  
f-n1I^|  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > * 8_wYYH  
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。 R1GEh&U{  
4X |(5q?  
template < typename T >   struct picker_maker | Aw%zw1@  
  {  Qq;Foa  
typedef picker < constant_t < T >   > result; CZI66pDy  
} ; %H&@^Tt a  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > m~d]a$KQ5-  
  { 1@1U/ss1  
typedef picker < T > result; =i*;VFc  
} ; 0dh aAq`k  
usCt#eZK  
下面总的结构就有了: aV|hCN~  
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。 .QJ5sgmh  
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。 YLv'43PL  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4 f'V8|QM{  
至此链式操作完美实现。 Y+*0~xm4  
O-I[igNl  
q):5JXql~  
七. 问题3  jQ  
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。 &Ao+X=qw  
?ztkE62t  
template < typename T1, typename T2 > /qGf 1MHD  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JYd 'Jp8bP  
  { 6ne7]R Y  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); X_|J@5b7  
} +M$Q =6/  
k!HK 97qA  
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!y `  
HbA kZP  
template < typename T1, typename T2 > w6GyBo{2O_  
struct result_2 1Z~)RJ<D  
  { Qqvihd  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; IS 2^g>T#1  
} ; /1Q(b  
khrb-IY@  
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? V7P&%oz{C  
这个差事就留给了holder自己。 !0@Yplj  
    W 7\f1}]H  
U\;6mK)M^J  
template < int Order > CcFn.omA  
class holder; J )~L   
template <> O_ DtvjI'  
class holder < 1 > DV-;4AxxRq  
  { (Cd\G=PK  
public : J/GSceHF  
template < typename T > $[&*Bj11Yg  
  struct result_1 G <f@#[$'  
  { af+IP_6 .  
  typedef T & result; 80/F7q'tn  
} ; .#Z%1U%P.  
template < typename T1, typename T2 > #9xd[A : N  
  struct result_2 m{uxI za  
  { )3w@]5j  
  typedef T1 & result; % !>I*H  
} ; g,95T Bc  
template < typename T > MLWM&cFG  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;\Y& ce  
  { T}P".kpbS  
  return (T & )r; JSW}*HR  
} X+}1  
template < typename T1, typename T2 > "4H +!r}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^Z# W_R\l  
  { V<@ o<R  
  return (T1 & )r1; y_IM@)1H~  
} yo )%J  
} ; R_7 d@FQ1  
vIwCJN1C  
template <> :1^R9yWA4  
class holder < 2 > A"D,Kg S  
  { "WK{ >T  
public : o=?C&f{  
template < typename T > 5HO9 +i  
  struct result_1 h!ZV8yMc  
  { >W`4aA  
  typedef T & result; oifv+oY  
} ; `~;rblo;  
template < typename T1, typename T2 > @reeO=  
  struct result_2 C@W"yYt  
  { ,o,I5>`  
  typedef T2 & result; ICkp$u^  
} ; 0B@Jity#!  
template < typename T > Qj6/[mUr~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const R>"OXFaE  
  { )5U[o0td  
  return (T & )r; BWuqo  
} OYmR<x5y/  
template < typename T1, typename T2 > 4NG?_D5&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WRDjh7~Efn  
  { +g]yA3  
  return (T2 & )r2; ugx%_x6  
} fUQ6Z,9  
} ; ?Poq2  
ehG/zVgn  
Ve!fU  
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> >。 D{d>5P?W  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: HnCzbt@  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: m"jV}@agX  
) ^3avRsC  
return l(i, j) = r(i, j); (tGY%oT"  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) P(73!DT+  
oK%K}{`  
  return ( int & )i; hcbv;[bG  
  return ( int & )j; A\#P*+k0  
最后执行i = j; o b|BXF  
可见,参数被正确的选择了。 Y +\%  
y K2^Y]Ku?  
'@CR\5 @  
OP|8Sk6 r  
e-*.Ca  
八. 中期总结 ^=SD9V  
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: JEgx@};O  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 >P $;79<  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 /<8N\_wh  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor y>|{YWbp?  
m[@Vf9  
a di [-L#  
9>rPe1iv  
%T9  sz4V  
z2hc.29t  
九. 简化 \$OF1i@  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 @b~fIW_3>  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 9Q-*@6G  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: (N=5 .7"T  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 { e5/+W  
  +-*/&|^等 tP%{P"g3^  
2. 返回引用。 -cm$[,b6  
  =,各种复合赋值等 g{9+O7q  
3. 返回固定类型。 *[R eb %  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) j>/ ,$H  
4. 原样返回。 U Gpu\TB  
  operator, x5WW--YR+  
5. 返回解引用的类型。 4[-*~C|W5  
  operator*(单目) ee#): -p  
6. 返回地址。 fb:j%1WF  
  operator&(单目) /q$,'^.A  
7. 下表访问返回类型。 (?! ,p^  
  operator[] "a/ Q%.P  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ?EK?b s  
  operator<<和operator>> ~ Yngkt  
I1>N4R-j  
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。 ^T,Gu-2>  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: H'UR8%  
dN}#2Bo =  
template < typename Left > Uyr3dN%*r  
struct value_return fiN3xP]V  
  { d/e|'MPX  
template < typename T > LJTQaItdqJ  
  struct result_1 ?cEskafb>  
  { 3#45m+D  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; e=QK}gzX  
} ; %9#gB  
D'hW|  
template < typename T1, typename T2 > D\YE^8/  
  struct result_2 !GQ\"Ufs>  
  { vuFBET,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; |s)?cpb  
} ; 2',w[I  
} ; K[7EOXLy  
e<#DdpX!H~  
I;?X f  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait y{a$y}7#X  
/Y2/!mU</  
下面我们来剥离functor中的operator() S"hTE7`   
首先operator里面的代码全是下面的形式: S$^ RbI  
GzTq5uU&  
return l(t) op r(t) X*7\lf2  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) @AYo-gf  
return op l(t) =?(~aV  
return op l(t1, t2) Mf#83 <&K  
return l(t) op UYtuED  
return l(t1, t2) op o(Cey7  
return l(t)[r(t)] 02k4 N%  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] xlR2|4|8  
35x 0T/8  
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: 2.X"f  
单目: return f(l(t), r(t)); UP{j5gR:_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Y}DonF  
双目: return f(l(t)); =0'q!}._!  
return f(l(t1, t2)); ] k8/#@19  
下面就是f的实现,以operator/为例 irZFV  
Kw`VrcwjT  
struct meta_divide 9cv]y#  
  { TV}}dw  
template < typename T1, typename T2 > h`}3h< 8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) <_./SC  
  { 9ElCg"  
  return t1 / t2; uGl| pJ\y=  
} @E53JKYhY  
} ; P~FUS%39"o  
1Fi86  
这个工作可以让宏来做: qJ_1*!!91  
Sm2>'C  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8Z2.`(3c[  
template < typename T1, typename T2 > \ JkA|Qdj~Mr  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; $Vv}XMxw  
以后可以直接用 p=QYc)3F  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :b,^J&~/)1  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 N|2y"5  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Y3ZK%OyPR  
S|GWcSg  
ksjUr1o  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 @l UlY2  
3v!~cC~cI  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > (,xZGa  
class unary_op : public Rettype mty1p'^KQ  
  { qUF1XJZ }z  
    Left l; Us~ X9n_F  
public : !z zW2>  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} qYp$fmj  
efuK  
template < typename T > 8)\M:s~7&  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qOG}[%<^n7  
      { [W,-1.$!dM  
      return FuncType::execute(l(t)); n|4;Hn1V  
    } hD<f3_k  
XL}<1- }  
    template < typename T1, typename T2 > L6i|:D32p  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %E27.$E_  
      { ~-F?Mc  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 6b Z[Kt  
    } #rYENR[  
} ; | H ;+1  
7XyOB+aQO  
lg1PE7  
同样还可以申明一个binary_op Jll-X\O`-  
Cj;/Uhs  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > r FL$QC2  
class binary_op : public Rettype 396R$\q  
  { 5GAy "Xd  
    Left l; emA!Ew(g  
Right r; u&TdWZe  
public : $X+u={]  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} u:` y]  
g3?U#7i  
template < typename T > e"+dTq8W  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const hQgN9S5P  
      { S9Yt1qb  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 3#<* k>1G?  
    } / axTh  
0D)`2W  
    template < typename T1, typename T2 > Z]-WFU_ N  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s!6=|SS7  
      { p#_[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); `!w^0kZ  
    } 8t .dPy<  
} ; N)43};e  
=V^@%YIn  
ur2!#bU9  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 xKJ>gr"w#  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @5}gsC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) S@:B6](D$  
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。 U 0ZB^`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :LV.G0)#  
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。。。 Ls: =A6AGM  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ->yeJTsE9  
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) Uk-HP\C"7  
下面是修改过的unary_op BGjb`U#%3  
ZxS&4>.  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 3DoRE2}  
class unary_op \].J-^=  
  { WSI Xj5R  
Left l; (Imp $  
  IG / $!* E  
public : M<qudi  
FpkXOj?*  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} U7%28#@  
EE%s<_k`  
template < typename T > M g!ra"  
  struct result_1 Y5jYmP<  
  { If}lJ6jZ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ;1LG&h,K  
} ; KP~-$NR  
!.+"4TF  
template < typename T1, typename T2 > &jJckT  
  struct result_2 =FBIrw{w  
  { 6f}e+80  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; |R'i:=  
} ; ]M4NpU M  
Tj,2r]g`<  
template < typename T1, typename T2 > v'nHFC+p  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const if@W ]%  
  { iUNnPJh  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 5a$$95oL  
} #O</\|aH)i  
!s-/0ugZ  
template < typename T > 8t9aHla  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Y(GW0\<  
  { SLA#= K  
  return OpClass::execute(lt(t)); >}F?<JB  
} L<@&nx   
0QR.   
} ; ~.Q4c*_b  
h3h8lt_ |  
P{lh)m>  
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 j<$R4A 1  
好啦,现在才真正完美了。 f8!l7{2%q  
现在在picker里面就可以这么添加了: sfC@*Y2XT  
;Prg'R[o;  
template < typename Right > FT_k^CC  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const b]dxlj} <  
  { s, -*q}  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); EVSK8T,  
} |!5@xs*T  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 4qBY% 1  
/.-m}0h|W-  
aL$j/SC  
B*Cb6'Q  
4sd-zl$Of  
十. bind 6bJ"$o  
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。 O<a3DyUa;  
先来分析一下一段例子 U]j&cFbn5_  
u<q)SQ1  
jf7pl8gv  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Vw?P.4  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Ty}R^cy{d  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 bBFwx@  
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。 ;8EjjF [>  
我们来写个简单的。 ) ]]|d  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: au A.6DQ  
对于函数对象类的版本: s7Qyfe&>  
n +d J c  
template < typename Func > eH `t \n  
struct functor_trait %o-jwr}O{  
  { T`mEO\f  
typedef typename Func::result_type result_type; 7 FIFSt  
} ; ,^!Zm^4,  
对于无参数函数的版本: />!!ch  
4I1K vN<A  
template < typename Ret > Znq(R8BMW  
struct functor_trait < Ret ( * )() > )x9]xqoR  
  { iDR6?fP  
typedef Ret result_type; oP,RlR  
} ; Ebbe=4  
对于单参数函数的版本: ]kH}lr yG  
\y,; Cfl<  
template < typename Ret, typename V1 > i/M+t~   
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > "9 u-lcQ\  
  { 67,3i~  
typedef Ret result_type; m^c%]5$  
} ; KY 8^BjY@  
对于双参数函数的版本: Lo5Jb6nm  
~W/}:;  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Bx%=EN5.  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > eAU"fu6d  
  { ev*c4^z:s  
typedef Ret result_type; g)nXo:)&  
} ; )PHl>0i!  
等等。。。 =G[ H,;W  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy [5-!d!a|st  
&?v#| qIh  
template < typename Func > {z-NlH  
struct func_return ]uJM6QuQ  
  { mf#fA2[  
template < typename T > f!^)!~  
  struct result_1 MXh^dOWR  
  { =>.DD<g"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; j@_nI~7f}  
} ; r8<JX5zyuo  
{Wr\D Vp  
template < typename T1, typename T2 > dY 6B%V  
  struct result_2 (J/>Gy)d  
  { NywB 3  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r \9:<i8  
} ; i~(#S8U4d  
} ; 69?I?,7  
Bac?'ypm  
-aA<.+  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 my=*zziN  
?! _u,sT  
template < typename Func, typename aPicker > YlG; A\]k  
class binder_1 E#8J+7  
  { -uO%[/h;N  
Func fn; iczs8gj*  
aPicker pk; z{@= _5;  
public : IOn`cbV:  
%~ ;nlDw  
template < typename T > kA1f[ AL  
  struct result_1 ,7QBJ_-;QJ  
  { 3s#|Y,{?6R  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; B<rPvM7a  
} ; XlE$.  
osI- o~#>  
template < typename T1, typename T2 > 5X0_+DdeL  
  struct result_2 u2f `|+1^y  
  { 4p*?7g_WVH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 32TP Mk  
} ; \-DM-NrZ1U  
sTJJE3TBI  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} cF-Jc}h  
30t:O&2<  
template < typename T > @+[Y0_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4+BrTGp  
  { C+}CU}  
  return fn(pk(t)); zUvB0\{q  
} Bb$S^F(Xq  
template < typename T1, typename T2 > Rv0-vH.n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;:-}z.7Y  
  { ?S+/QyjcfJ  
  return fn(pk(t1, t2)); p{+tFQy  
} i.B$?cr~  
} ; {\ A_%  
^[k6]1h  
K'>P!R:El  
一目了然不是么? l!xgtP K  
最后实现bind IEKMa   
C!CaGf=  
h[vAU 9f)  
template < typename Func, typename aPicker > ke{DFq h  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) $Vd?K@W[h  
  { JDIz28Ww  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); VGq{y{(  
} zS&7[:IRs'  
=>E44v  
2个以上参数的bind可以同理实现。 2 rbX8Y  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 [YL sEo=  
/&y,vkZTT  
十一. phoenix @^w!% ?J  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Pcd i  
8^&fZL',  
for_each(v.begin(), v.end(), ! hOOpZ f7  
( KFCQYdI`d  
do_ wWp?HDl"M  
[ RlG'|xaT  
  cout << _1 <<   " , " |:`?A3^m#  
] bcGn8  
.while_( -- _1), Y/QK+UMW*  
cout << var( " \n " ) C?_t8G./_  
) &utS\-;G  
); Pl`Bd0  
W$x K^}  
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: n^g-`  
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 d %F/,c-=  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 !XG/,)A  
那么我们就照着这个思路来实现吧: { &6l\|  
[346w <  
Th I  
template < typename Cond, typename Actor > $D0)j(v  
class do_while 0B#rqTEKu  
  { ?STI8AdO  
Cond cd; RXCygPT   
Actor act; <"j"h=tm}  
public : _dH[STT  
template < typename T > |\yDgs%EGy  
  struct result_1 7z0;FW3>9  
  { \`p|,j  
  typedef int result_type; S1 R #]  
} ; ?w|\ 7T.?  
URj% J/jD  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} hfP(N_""S  
VH$\ a~|  
template < typename T >  )^QG-IM  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F ~11 _  
  { TLR Lng  
  do ul]m>W  
    { $)WH^Ir~  
  act(t); 1{Sx V  
  } d@`-!"  
  while (cd(t)); P^o"PKA  
  return   0 ; j:\_*f  
} AmrJ_YP/t~  
} ; 3oNt]2w/'  
bN<O<x1j  
,sy / r V  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). \f<thd*bC  
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。 sIQMUC[!  
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。 $[L)f| l  
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。 'p{Y{ $Q  
下面就是产生这个functor的类: ' ]H#0.  
d<^6hF  
;_;H(%uY  
template < typename Actor > _s=Pk[e  
class do_while_actor ^{:[^$f:l  
  { 5,I*F9[3  
Actor act; jAK`96+D~b  
public : (kD?},Z  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} xf3/<x!B  
)l/C_WEK  
template < typename Cond > 3k|~tVM  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 2oNPR+ -  
} ; u6CM RZ$  
22H=!.DJ  
S7\jR%p b  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 yO69p  
最后,是那个do_ Zzzi\5&gU  
iJ~iJ'vf  
|cBF-KNZ  
class do_while_invoker ;/]c^y  
  { u9[w~U#  
public : |Z +E(F  
template < typename Actor > pRyS8'  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ::h02,y;1%  
  { =,1zl}PR  
  return do_while_actor < Actor > (act); }j5@\c48  
} I(r5\A=   
} do_; S4AB tKG  
ZYp-dlEXq  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? :/?R9JVI  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 {  /Q?  
最后来说说怎么处理break和continue Y$DgL 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。 *1 eTf  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八