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
  • 4797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 9+.0ZP?  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 SMaC{RPQ  
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, krZ J"`  
PIo/|1  
QBa1c-Y  
Cz x U @  
  class filler 1TfK"\  
  { ]]$s"F<  
public : a +Q9kh  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Q44Pg$jp  
} ; ks7g*; 3{@  
PYqx&om  
4VPL -":6  
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: < vU<:S  
o|8 5<~`  
s)"C~w^  
D%umL/[]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); D;)Tm|XizW  
^~(vP:  
K1Nhz'^=D  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 &R/)#NAp  
w4pU^&O  
\`o+Le+%  
& |u  
二. 战前分析 7]Y Le+Ds  
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。 } ab@Nd$  
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 PygT_-3z{  
$78fR8|r-  
m/n_e g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); dg 0`0k  
  /* --------------------------------------------- */ z %` \p  
vector < int *> vp( 10 ); e0"R7a  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); tfj6#{M5  
/* --------------------------------------------- */ b9[;qqq@'  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); &^4\Rx_I  
/* --------------------------------------------- */  L5""  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ?"PUw3V3lB  
  /* --------------------------------------------- */ 8 s!0Z1Roc  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 4)+MvKxjS  
/* --------------------------------------------- */ $"C]y$}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); p>=YPi/d  
?8. $A2(Xw  
j[gX"PdQ  
lDO9GNz$  
看了之后,我们可以思考一些问题: #_y#sDfzh  
1._1, _2是什么? ]uX'[Z}t  
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=ZLSBZ  
2._1 = 1是在做什么? 2V_C_5)1  
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。 ),0_ C\  
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。 8I04Nx  
oAe]/j$  
]K0<DO9  
三. 动工 UA/Q3)  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: V0z.w:-  
G>&=rmK"  
pj&vnX6O^  
B:)9hF?o@  
template < typename T > fLL_{o0T  
class assignment |{+D65R  
  { #9}E@GGs  
T value; ^kxkP}[Z.  
public : ! lgsV..R  
assignment( const T & v) : value(v) {} P %f],f  
template < typename T2 > _ 0%sYkUc  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 5j1}?0v_  
} ; ii0AhQ  
wxVf6`  
LU~U>  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 u_s  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 6ND,4'6  
Zalgg/.  
-}1S6dzr  
;$l!mv 7  
  class holder XP *pYN  
  { Q^/66"Z:Z  
public : T[B@7$Dp*  
template < typename T > 6UR.,*f=  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const {o< 4 ^  
  { X{\>TOk   
  return assignment < T > (t); +[8s9{1{C  
} mb~w .~%  
} ; vC[)/w  
#sdW3m_%  
g4!zH};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: _,_>B8  
XWZ *{/u  
  static holder _1; "2(lgxhj  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 bEP-I5j1t  
?dlQE,hB$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); KB <n-'  
而不用手动写一个函数对象。 lb5Y$ZC  
&\4AvaeA8y  
R<lj$_72Q  
0*YLFqN  
四. 问题分析 ?Q;8D@   
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。 N_Cu%HP  
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*2bYsnhX  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 0DhF3]  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 (o)nN8  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 . ]0B=w* Z  
/ZHuT=j1  
五. 问题1:一致性 qPuxYU  
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?| ."l@aE=|  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 dbSIC[q  
[[P?T^KT  
struct holder yZ)GP!cM4c  
  { E9HA8  
  // P\KP)bkC  
  template < typename T > K/79Tb-  
T &   operator ()( const T & r) const (h7 rW3  
  { HiCNs;t  
  return (T & )r; 0vNEl3f'O  
} 96T.xT>&  
} ; HE(|x 1C)j  
]S<eO6z  
这样的话assignment也必须相应改动: wQWokpP;T7  
4_3Jpz*  
template < typename Left, typename Right > > xkl7D  
class assignment ^%-$8sV  
  { 5t#+UR  
Left l; su/l'p'  
Right r; 9V`/zq?  
public : =HmV0  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} gN$.2+:  
template < typename T2 > >Jt,TMMlt  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } /1ooOq]  
} ; ^ '!]|^  
db$Th=s[  
同时,holder的operator=也需要改动: xK9"t;!C&  
L0ig%  
template < typename T > E ;65kZ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const y[Zl,v7  
  { :&}(?=<R}L  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 7S LJLn3d  
} Ac'[(  
I8@NQ=UV0  
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。 &1YqPk  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 *Uie{^p?  
<:0649ZB  
return l(rhs) = r; U:m[* }+<  
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。 r-v ;A  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: wV-1B\m  
;E>5<[aa  
template < typename Tp > WM5 s  
class constant_t 3US}('  
  { y`wTw/5N  
  const Tp t; >;kCcfS3ct  
public : =)vmX0vL  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /fbI4&SB!  
template < typename T > $7eO33Bm  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const i71 ,  
  { uN20sD}  
  return t; Q1 ?O~ao  
} Nl3 x BM%  
} ; j9Ptd$Uj  
,L%\{bp5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ,0%P3  
下面就可以修改holder的operator=了 &M(=#pq9  
l:mC'aR  
template < typename T > PhW< )B]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 3IQ)%EN  
  { OY7\*wc:  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); q+f]E&':  
} lMz5))Rr  
La9v97H:  
同时也要修改assignment的operator() 8aZuI|z  
i <0H W  
template < typename T2 > |@? B%sY  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } a3e<< <Z>R  
现在代码看起来就很一致了。 |6w.m<p  
c9imfA+e  
六. 问题2:链式操作 /Y@^B,6 \  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 yep`~``_  
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。 DqyJ]}|  
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。 )j(13faW|  
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。 B2t.;uz(,  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 5('_7l  
T- ID{i  
template < typename T > 7_C;-  
struct result_1 qYv/" 1  
  { *5Upb,* *  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; T.O^40y  
} ; ',j'Hf  
wr{03mQHxp  
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: f>\OT   
w='1uV<6  
template < typename T > ktLXL;~X  
struct   ref LW6&^S?4{  
  { =S/$h}Vi  
typedef T & reference; e@'rY#:u  
} ; }YJ(|z""  
template < typename T > 3"=% [  
struct   ref < T &> 0jCYOl  
  { ^{&Vv(~!Q  
typedef T & reference; H?98^y7  
} ; Xr\|U89P  
1;cV [&3  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Fgq"d7`9@  
4q#6.E;yy  
template < typename T > Nw ;BhBt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 9t@^P^}=\m  
  { "+3p??h%Rq  
  return l(t) = r(t); YVt#( jl  
} Nf8."EDUW  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 }&#R-eQT  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =!7k/n';  
p48M7OV  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 h<H.8.o  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: [.4R ,[U  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 4DI.R K9  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 RG/M-  
最后的布局是: h- .V[]<  
                Add 3qOq:ZkQ  
              /   \ (7BG~T  
            Divide   5 qS<a5`EA  
            /   \ m qgA  
          _1     3 m^cr-'  
似乎一切都解决了?不。 W5,e;4/hL  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 T|^rFaA  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 `<&RZB2  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: tWR>I$O8F  
3 EH/6  
template < typename Right > tdSy&]P  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const H_)\:gTG  
Right & rt) const m[ *)sm  
  { DQO~<E6c  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); )W9W8>Cc5_  
} @Ee{ GH^-  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 H59}d oKH  
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。 :l>&5w;  
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。 (t'hWS  
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。 ']1\nJP[=X  
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。 q[p+OpA  
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? e! V`cg0  
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: Yqz(@( %  
{<0=y#@u  
template < class Action > i5wXT  
class picker : public Action !4-B xeNY\  
  { 3wZA,Z  
public : HqNM31)  
picker( const Action & act) : Action(act) {} N,U<.{T=A  
  // all the operator overloaded bM7y}P5`1  
} ; o C0K!{R*  
[=*c8  
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。 's]I:06A  
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: l H:Y8j  
gi!{y   
template < typename Right > 2mUq$kws  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const SK f9 yS#  
  { ut z.  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =" Q5Z6W  
} lZoy(kdc  
1{@f:~v?  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Uywi,9f  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 !K a!f1  
iXt1{VP'K  
template < typename T >   struct picker_maker J.'}R2gT1  
  { dw{L,u`68  
typedef picker < constant_t < T >   > result; t\44 Pu%  
} ; ',GWH:B  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Z)E[Bv=  
  { 6 ,jp-`  
typedef picker < T > result; u,AZMjlF  
} ; oE:9}]N_  
bOR1V\Jr$q  
下面总的结构就有了: N&g9z{m7  
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。 VZ"W_U,  
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。 } :U'aa  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 eytd@-7uX  
至此链式操作完美实现。 b37F;"G  
H9'Y` -r  
qOaI4JP@  
七. 问题3 _  dFZR  
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。 o.Ld.I)  
7"}<J7"})  
template < typename T1, typename T2 > +~~FfIzf#  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HPl'u'.Hg  
  { !V|i\O|Q2  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); s}Y_og_c  
} 7hAFK  
8W' ,T  
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: ["l1\YCi  
}{"a}zOl  
template < typename T1, typename T2 > -= {Z::}S"  
struct result_2 lq0@)'D  
  { Y rq-(  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; a1V+doC  
} ; 5IOMc 4v  
'r`#u@TTZ  
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? {m1=#*  
这个差事就留给了holder自己。  CZ&VP%  
    >q+o MrU  
&k'J5YHm8H  
template < int Order > >y&Db  
class holder; f-6hcd@Ca  
template <> E`vCYhf{  
class holder < 1 > nNuv 0  
  { Ay?;0w0  
public : T}DP35dBzE  
template < typename T > Glz)-hjJ:n  
  struct result_1 'N1_:$z@(  
  { }yM /z  
  typedef T & result; :N!Fe7H,  
} ; =.vc={_ ?  
template < typename T1, typename T2 > rv`kP"I  
  struct result_2 6ww4ZH?j  
  { {}F?eI  
  typedef T1 & result;  P%#WeQ+  
} ; Yphru"\$  
template < typename T > 1rs`|iX5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const nNbOq[  
  { RmXC ^VQ  
  return (T & )r; "#7~}Z B  
} z"4UObVs  
template < typename T1, typename T2 > ~!o\uTVr  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^kg[n908Nw  
  { w74 )kIi  
  return (T1 & )r1; ^`0^|u=  
} a.P7O!2Lp  
} ; }T<[JXh=J  
);4lM%]eb  
template <> r>v_NKS]t  
class holder < 2 > eq^<5 f  
  { i3C5"\y  
public : e[txJ*SuO  
template < typename T > SplEY!.k  
  struct result_1 gFk~SJd  
  { q5X \wz2N  
  typedef T & result; QWt ?` h=  
} ; :U^!N8i"=  
template < typename T1, typename T2 > Y\e,#y  
  struct result_2 ]Z/<H P$#  
  { 5nq0#0O c  
  typedef T2 & result; AvW2)+6G  
} ; G2#={g{  
template < typename T > /_Z--s> j  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const HsA4NRF'7  
  { u\~dsD2)q  
  return (T & )r; r;3{%S._  
} @^g/`{j>J  
template < typename T1, typename T2 > Jw%0t'0Zi  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const q}-q[p? 5  
  { -{z.8p}IW  
  return (T2 & )r2; (1.E9+MquU  
} 2&*r1NXBE  
} ; |\g=ua+h  
4] c.mDo[T  
=-#>NlB$w  
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{h sa  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: T;6 VI|\  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: L<HJ!  
S\7-u\)  
return l(i, j) = r(i, j); r>fx5 5dw  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ]y*AA58;  
X+l &MD  
  return ( int & )i; sGx"j a +  
  return ( int & )j; xyGk\= S  
最后执行i = j; 6nxX~k  
可见,参数被正确的选择了。 F,2)Udim  
C'bW3la  
YGp8./ma<I  
{J`Zl1_q  
//C3tW  
八. 中期总结 Wj2s+L7,  
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: $N$ ZJC6(@  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 I@ dS/  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 nic7RN?F<  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ka_]s:>+  
@4h{#  
fIOI  
-phwzR\(t  
rCGyr}(NC  
|Sg FHuA  
九. 简化 20[_eu)  
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&k !DeE  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 o&2(xI2  
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: x5q5<-#  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 F?b5!<5  
  +-*/&|^等 NYwE=b~I  
2. 返回引用。 Gc=#  
  =,各种复合赋值等 .ztO._J7f  
3. 返回固定类型。 }S{#DgZ@X  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) RhVQVjc  
4. 原样返回。 E. @n Rj#  
  operator, ;B[*f?y-  
5. 返回解引用的类型。 YVy+1q[  
  operator*(单目) d! 0p^!3  
6. 返回地址。 Xy{\>}i]N  
  operator&(单目) ><o dBM-  
7. 下表访问返回类型。 j6wdqa9!~  
  operator[] 5&5 x[S8  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 l4c9.'6  
  operator<<和operator>> ur\v[k=  
Sp+ zP-3  
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。 ;q:.&dak1  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2BA'Zu`  
C[h"w'A2  
template < typename Left > (<f`}, QxD  
struct value_return Y`@:L'j  
  { <u\j 4<p  
template < typename T > jOs&E^">&B  
  struct result_1 B%95M|  
  { x:bJ1%  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; o"F=3b~:n  
} ; 1`1U'ibhe  
H.sHXuu  
template < typename T1, typename T2 > JTuU}nm+  
  struct result_2 <uUHr,#  
  { wfH#E2+pk  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;  6C6<,c   
} ; d` > '<  
} ; D$|@: mW  
aiP.\`>}  
5c?1JH62o8  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait O)g\/uRy  
D/1{v  
下面我们来剥离functor中的operator() 2y6 e]D  
首先operator里面的代码全是下面的形式: octBt`\Of  
Ba$&4?8  
return l(t) op r(t) HIUB:  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) -LAYj:4  
return op l(t) %5|awWo_?  
return op l(t1, t2) 2y/|/IW=  
return l(t) op ~Rx:X4|H  
return l(t1, t2) op ^8p=g -U\  
return l(t)[r(t)] 2l5>>yY  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] .t\#>Fe  
|E/r64T  
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: L;d(|7BVv  
单目: return f(l(t), r(t)); pSM\(kVKa  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5>{S^i~!  
双目: return f(l(t)); .W[ 9G\  
return f(l(t1, t2)); $j? zEz  
下面就是f的实现,以operator/为例 '1|FqQ\.  
X wvH  
struct meta_divide I<p- o/TP  
  { )erI3?k  
template < typename T1, typename T2 > O,m0Xb2s]~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Z_iVOctP  
  { N"A863>  
  return t1 / t2; 9?8Yf(MC%u  
} t= =+SHGP  
} ; a o"\L0;{  
mQ# 0c_  
这个工作可以让宏来做: MM_c{gFF  
HV_5 +  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8_yhV{  
template < typename T1, typename T2 > \ KxZup\\:v  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; @3T)J,f  
以后可以直接用 v#yeiE4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) N@Fof(T&  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 h+,Eu7\88  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) E?,O>bCJ5  
^*!Tq&Dst|  
Qq,w6ekr  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 g9N_s,3jC  
u">KE6um  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %d3KE|&u  
class unary_op : public Rettype Q]n a_'_  
  { fpESuVKr  
    Left l; hq.XO=0"k  
public : gaBVD*>  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} (c^ZFh2]  
JerueF;J  
template < typename T > s48 { R4  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const H Pvs~`>V  
      { tCoT-\Q  
      return FuncType::execute(l(t)); "9>.,nzt  
    } ZA1u  
v'fX'/  
    template < typename T1, typename T2 > ]Ak/:pu  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *Fb|iR  
      { y5oC|v7  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); bUcq LV  
    } -UTTJnu^  
} ; ONc-jU^  
OhNEt>  
-Y?C1DbKz  
同样还可以申明一个binary_op "$@Wy,yp  
A9:dHOmT^U  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > d z-  
class binary_op : public Rettype e#R'_}\yj  
  { oZ CvEVUk  
    Left l; p|q}z/  
Right r; /8$*{ay  
public : Y1=.46Ezf  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [*{G,=tF`Y  
O|ODJOQNol  
template < typename T > T^b62j'b5_  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @_:Jm tH<  
      { DrY5Q&S  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); jE.yT(+lW  
    } =x QLf4>  
:<"b"{X"  
    template < typename T1, typename T2 > v"Z`#Bi  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const CLn}BxgD  
      { cVR#\OM  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); \NgBF  
    } 94Hs.S)  
} ;  ~[wh  
4Iq-4IG(  
jO5R0^w  
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 0Qa kFt  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 KeIk9T13O  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |1rKGDc  
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。 XH"-sZt  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! [WAnII  
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。。。 >^U$2P  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 #JLxM/5^1~  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) #("/ 1N6  
下面是修改过的unary_op hU]Gv)B  
9^AfT>b~f  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > --t5jSS44  
class unary_op rNl` w.  
  { E+tV7xa~  
Left l; @ff83Bg  
  u#>*"4Q  
public : bq}hj Cy  
?)2&LVrf  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +OTNn@!9  
"=/YPw^0  
template < typename T > FK:Tni  
  struct result_1 \{Yi7V Xv  
  { .dr-I7&!  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <O]TM-h  
} ; GQR|t?:t  
~Wox"h}(  
template < typename T1, typename T2 > .w@o%AO_  
  struct result_2 dh; L!  
  { B0&W wa:  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +)cjW"9  
} ; Gfbeh %  
13lJq:bM  
template < typename T1, typename T2 > Hyj<Fqr!.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Vw P+tM  
  { ZB|y  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); F(5(cr 7K  
} TSPFi0PP  
lZI?k=rWv  
template < typename T > m%[Ul@!V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :I)WSXP9h  
  { wQnW2)9!  
  return OpClass::execute(lt(t)); LKx<hl$O  
} SD=kpf;  
Js706  
} ; [*jvvkAp  
%`F &,!d  
N-~Uu6zr  
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 3<L>BakD  
好啦,现在才真正完美了。 Mjr19_.S  
现在在picker里面就可以这么添加了: 8=!BtMd"  
lJR  
template < typename Right > T`?{Is['(  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const V7pe|]%r  
  { {~lVe GBp  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); bV~z}V&  
} MeSF,*lP  
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。 %xH2jf  
=HGC<#  
7[)IP:I>  
wE4:$+R};  
I<["ko,t@?  
十. bind (/oHj^>3N`  
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。 z(yJ/~m  
先来分析一下一段例子 {imz1g;  
H fg2]N  
HF\|mL  
int foo( int x, int y) { return x - y;} K< ;I*cAX  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 B_u1FWc  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 |v[0(  
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。 f=f8) +5  
我们来写个简单的。 ^@"EI|fsP  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: G';yb^DB  
对于函数对象类的版本: X5V8w4NN  
m,TN%*U!  
template < typename Func > $}*bZ~  
struct functor_trait Hfw*\=p  
  { ?m RGFS  
typedef typename Func::result_type result_type; I1 Jo8s  
} ; 42{\u08Z  
对于无参数函数的版本: U<aT%^_  
Rx}*I00  
template < typename Ret > >*v P*H:P  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 7tEkQZMDI  
  { `o;E  
typedef Ret result_type; vfn _Nq;  
} ; _3_kvs  
对于单参数函数的版本: L T.u<ThR}  
+;ILj<!Z7  
template < typename Ret, typename V1 > C1V@\mRi  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > _(R1En1  
  { p#yq'kY  
typedef Ret result_type; L93PDp4v  
} ; "Q>gQKgL  
对于双参数函数的版本: LxcC5/@\~(  
VD,p<u{r  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 5Q9nJC{'NN  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Tf|?j=f  
  { V^  
typedef Ret result_type; Xqz\%&G  
} ; R[%ZyQ_  
等等。。。 Ep.Q&(D >  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ^E)*i#."4  
- s}  
template < typename Func > ,/XeG`vk  
struct func_return &N`s@Ka  
  { a___SYl 'K  
template < typename T > \fk%^1XY  
  struct result_1 91Fx0(  
  { ;E!(W=]*F  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )yOdRRP  
} ; 9HtzBS  
X*Qtbm,  
template < typename T1, typename T2 > uVQH,NA,  
  struct result_2 \E!a=cL!  
  { #jc+2F,+{  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; qt.G_fOz  
} ; NQFMExg,  
} ; n.323tNY  
" 0:&x n8L  
;aY.CgX  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 MPtn$@  
YM:;mX5B  
template < typename Func, typename aPicker > '1jG?D  
class binder_1 -F-RWs{yS  
  { TN+iv8sT  
Func fn; Q7~9~  
aPicker pk; w,,QXJe{Z_  
public : N 9.$--X}D  
1;U `e4"  
template < typename T > I|`/#BYbW  
  struct result_1 !bPsJbIo>  
  { gc y'"d"  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; B*zR/?U^  
} ; HZG^o^o1l+  
dv_& ei  
template < typename T1, typename T2 > m$bX;F}T  
  struct result_2 BeNH"Y:E  
  { Gl4(-e'b  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ek^=Z`  
} ; <8JV`dTywC  
em@bxyMm  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} o)(N*tC  
P?zPb'UVqa  
template < typename T > w`N|e0G@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const mr4W2Z@L  
  { hZ#ydI|  
  return fn(pk(t)); N`G* h^YQ  
} }%&hxhR^t3  
template < typename T1, typename T2 > 5yh:P3 /  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zE~{}\J  
  { XMR$I&;G8  
  return fn(pk(t1, t2)); w;=fi}<G|e  
} A<1:vV  
} ; [32]wgw+{1  
FR7DuH/f)  
&pL.hM^  
一目了然不是么? n%SR5+N"  
最后实现bind 6 aE:v R2  
udEJo~u  
wc&`/'<p  
template < typename Func, typename aPicker > M;96 Wm  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "&_$%#HUv  
  { F7FUoew<  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 015 ;'V#we  
} dTE(+M- Gr  
\o&\r)FX  
2个以上参数的bind可以同理实现。 c7E|GZ2Hc  
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。 AM[#AZv  
MR) *Xh  
十一. phoenix ?$ft3p}  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: \~LwlOo%R  
??'>kQ4  
for_each(v.begin(), v.end(), hPb erc2  
( q{fgsc8v\  
do_ MHuQGc"e+4  
[ Xscm>.di  
  cout << _1 <<   " , " WDM^rjA|j  
] JlM0]__v  
.while_( -- _1), .nN>Ipv  
cout << var( " \n " ) k3pY3TA@w+  
) 0wh4sKm[X  
); ],?rFK{O  
}!&Vcf  
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: E8Rk b}  
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 pG|+\k/B  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 *2? -6  
那么我们就照着这个思路来实现吧: CTNeh%K;  
K;,_P5J%  
P,QI-,  
template < typename Cond, typename Actor > y7x&/2  
class do_while )1EF7.|  
  { $X>$)U'p&-  
Cond cd; 6t,_Xqg*  
Actor act; w%3R[Kdzk  
public : ~6<'cun@x  
template < typename T > rt _k }  
  struct result_1 A;06Zrf1  
  { 2 SJ N;A~}  
  typedef int result_type; c,v?2*<  
} ; !xIK<H{*  
R#n!1~ (  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} prdlV)LTpY  
]]EOCGZ"  
template < typename T > $=IJ-_'o  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F*0rpQ,*  
  { (3_m[N\F  
  do b_'VWd:am  
    { [110[i^  
  act(t); /OX;3" +1  
  } vC# *w,  
  while (cd(t)); PsV1btq]  
  return   0 ; VbwB<nQl  
} &&Uc%vIN  
} ; "f1`6cx6  
[myIcLp^aP  
$*KM%M6  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). daX$=n  
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。 (]Pr[xB  
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。 /^2&@P7  
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。 wT taj08D  
下面就是产生这个functor的类: A#&,S4Wi|  
h&k*i  
IwTAM9n  
template < typename Actor > " iz'x-wy  
class do_while_actor k)a3j{{  
  { vg.K-"yQW  
Actor act; 6AA "JX  
public : ++d%D9*V<  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} g5\EVcHkz  
%mO.ur>21  
template < typename Cond > v J_1VW  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; =B/Ac0Y  
} ; )R- e^Cb  
) ]y^RrD  
HRG2sv T4t  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 U#X6KRZ~g  
最后,是那个do_ G2,9$8qE  
H2cY},  
q_R^Q>ZIe  
class do_while_invoker BM }{};p6  
  { }OJ,<!v2pc  
public : 2`]`nTz,  
template < typename Actor > Gy3t   
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const /_?y]Ly[r  
  { 1p|h\H  
  return do_while_actor < Actor > (act); HgY>M`U  
} /Tc I  
} do_; ,P T5-9 m  
l>J>?b=x"[  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Q|CLis-  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 uQ_s$@brI  
最后来说说怎么处理break和continue _'.YC<;  
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。 g?mfpwZj  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五