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
  • 8208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 KM&P5}  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >LPb>t5%p  
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, \;7U:Y$v  
\Z5Wp5az},  
i#:To |\u  
c]pz&  
  class filler Gamn,c9  
  { S. MRL,  
public : >Tf}aI+  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} z83v J*.  
} ; Z=% j|xE_  
uyX % &r  
L@Rgiq|v-|  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: SS/vw%  
t|@5 ,J  
o@A`AA9  
21!X[) r  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); NVzo)C8kb  
jI,[(Z>  
&r[f ;|o  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ;Tbo \Wp9  
!$Uo$?gC  
S$b)X"h  
e"866vc,  
二. 战前分析 2*snMA  
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。 |?KYY0  
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 8cO?VH,nk  
YI0l&'7  
") 8l'^Mq2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^mC~<p P(  
  /* --------------------------------------------- */ knO X5UnS  
vector < int *> vp( 10 ); M[I=N  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); XU7to]'K  
/* --------------------------------------------- */ +xuv+mo  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); FKL4`GEm  
/* --------------------------------------------- */ kO)Y|zQ  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ; 8[VCU:  
  /* --------------------------------------------- */ <^nS%hXEr  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); N:|``n>  
/* --------------------------------------------- */ M XW1 :  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ]D nAW'm  
9o,Eq x4J  
(pH)QG  
7s^b@&Le  
看了之后,我们可以思考一些问题: 1*A^v  
1._1, _2是什么? l4DBGZB  
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。 YXo?(T..  
2._1 = 1是在做什么? 6!i`\>I]  
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。 f:3cV(mC  
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。 M*k,M=sX  
z1b@JCWE  
7a>+ma\  
三. 动工 7Td 9mkO  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 1E$\&*(  
,|O6<u9  
G#Bm">+  
<IIz-6*V  
template < typename T > n-K/d I  
class assignment $<nD-4p  
  { )z&C&Gqz  
T value; `i|!wD,=\  
public : AxEdQRGk  
assignment( const T & v) : value(v) {} !L +b{  
template < typename T2 > LV ]10v6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } -5v{p  
} ; 6  _V1s1F  
E4=D$hfq`  
#-b}QhxH  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 PE;<0Cz\  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ^KD1dy3(  
<FR!x#!   
uo?R;fX26  
43g1/,klm  
  class holder Dy5&-yk  
  { {oAD;m`  
public : qOmL\'8  
template < typename T > -+i7T^@|  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const mb`h  
  { >;"%Db  
  return assignment < T > (t); djoP`r  
} E3{kH 7_'\  
} ; hKh ad8  
H6 ,bpjY  
mz x$(u  
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: ,Y| ;V  
P}=n^*8(I  
  static holder _1; S.>fB7'(?=  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \d.\M  
OK-*TPrc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); g`Q!5WK*  
而不用手动写一个函数对象。 $mf O:%  
7'8G,|&:*  
%S`Wu|y  
)x?)v#k  
四. 问题分析 *T}c{/  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 C2b<is=H:  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 X]2x0  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ZmkH55Cn  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 !K2QD[x  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 DTsD<o  
xY.?OHgG/  
五. 问题1:一致性 ,* \s  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| o:*$G~. k  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。  `2\:b^h  
lSoAw-@At8  
struct holder t+pA9^$[ `  
  { }fef*>>}  
  // (["V( $  
  template < typename T > \|B\7a'4  
T &   operator ()( const T & r) const `PeC,bp  
  { B7Zi|-F  
  return (T & )r; 9GT}_ ^fb  
} S !lrnH  
} ; 6Hy_7\$(-  
WuI$   
这样的话assignment也必须相应改动: +Y;hVc E9  
1A* "v  
template < typename Left, typename Right > >[nR$8_J-l  
class assignment sV0NDM0  
  { {KK/mAp{  
Left l; (!efaj  
Right r; VV 54$a  
public : f)Y~F/[$P  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O0_RW`69  
template < typename T2 > py%~Qz%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } @A`j Wao  
} ; +T4}wm  
WjSu4   
同时,holder的operator=也需要改动: z6,E} Y  
Q W c^}#!!  
template < typename T > d0Ubt  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const #_K<-m%9  
  { XWNo)#_3  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); E.0J94>iM  
} 19[!9ci  
SXE@\Afj  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 sO(4F8cpU  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 0%q H=do6  
*XYp~b  
return l(rhs) = r; oIj -Y`92!  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 r1}1lJ>7H  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: QoxQ"r9Wh  
Jt<J#M<}7  
template < typename Tp > (J%>{?"ij  
class constant_t tJ8:S@E3,  
  { b5KK0Jjk  
  const Tp t; 8A::q;  
public : {gD`yoPrV  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} p8?"}  
template < typename T > Oz&*A/si+3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const JBZ1DZAWC  
  { wuk\__f4  
  return t; .yD 6$!6  
} (#)XRm{t  
} ; a<E9@  
1A#/70Mo  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 fU$_5v4  
下面就可以修改holder的operator=了 SkCux  
k\dPF@~Hvl  
template < typename T > ]$s b<o .a  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const  &"27U  
  { BgDWl{pm  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); T{-gbo`Yji  
} UlNV%34"  
TiG?r$6v%  
同时也要修改assignment的operator() ?2\oi*$  
&N+`O)$  
template < typename T2 > ?_p!teb  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 8|L@-F  
现在代码看起来就很一致了。 4sBvW  
\i}-Y[Dg  
六. 问题2:链式操作 xirq$sEl  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 @,c` #,F/  
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。 $d4&H/u^  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 D`'Cnt/  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 MA}}w&  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct rl$"~/ oz  
#`K{vj  
template < typename T > ZitmvcMk  
struct result_1 1wd c4>  
  { piuM#+Y\'S  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; (\r^ 0>H  
} ; ~3Zz.!F  
EA9.?F  
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: Tr|PR t  
UugR  
template < typename T > v&d'ABeT  
struct   ref FKL@,>!<e  
  { ?,+&NX3m  
typedef T & reference; {.[EXMX  
} ; #b:YY^{g_  
template < typename T > SD:`l<l  
struct   ref < T &> }aI>dHL  
  { a^E>LJL  
typedef T & reference; KsK]y,^Z  
} ; c#1kg@q@  
@'GPZpbvZ  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: fkImX:|q  
a~LdcUYs  
template < typename T > kumo%TXB&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |cp_V  
  { 9V&+xbR&  
  return l(t) = r(t); 0=t2|,}  
} V"2 G  
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。 1@|%{c&+9  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 3 |LRb/|  
i+< v7?:`#  
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 n9k  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: OI78wG  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 8;c\} D  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 hA1B C3  
最后的布局是: yV(9@lj3;  
                Add A #m_w*  
              /   \ xfC$u`e=  
            Divide   5 u^c/1H:6  
            /   \ Z(t O]tQE  
          _1     3 Ui9;rh$1eU  
似乎一切都解决了?不。 eT5IL(mH  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 :oC;.u<*8  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 9IrCu?n9b  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码:  YGs'[On8  
;mz#$"(  
template < typename Right > j)@{_tv6;  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ~)>.%`v&  
Right & rt) const >"b\$",~6  
  { llh +r?  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Z)=S>06X Q  
} !+z^VcV  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 t0v >J9  
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。 `' EG7  
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。 3XQe? 2:<  
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。 *)I^+zN  
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。 YO?o$Hv16  
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? $)PS#ND&  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: }Y!s:w#  
_/cX!/"  
template < class Action > @2d9 7.X  
class picker : public Action ?[>Y@we  
  { uysTyzx  
public : <|X+T,  
picker( const Action & act) : Action(act) {} (a-Lx2T  
  // all the operator overloaded 1=sL[I7<  
} ; -b8SaLak  
f? GoBh<  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 |wQ3+WN|  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: &2 *  
3$:F/H  
template < typename Right > 5`U zxu  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const m?Cb^WgcF  
  { 0c!^=(  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); L\c3D|  
} O\Z!7UQ$  
B^zg#x#8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > OkISR j'!U  
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。 (f_J @n  
T3"'`Sd9;  
template < typename T >   struct picker_maker ya^8mp-  
  { $dK430_B  
typedef picker < constant_t < T >   > result; )t7MD(  
} ; '/0e!x/8  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > %{:pBt:Z  
  { #Hu# #x|  
typedef picker < T > result; s?->2gxhx  
} ; *mWl=J;u  
~OxFgKn23&  
下面总的结构就有了: gV\Y>y4v  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 F9% +7Op^  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 '|5o(6u'  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !Yn#3c  
至此链式操作完美实现。 )Td{}vbIh  
EowzEGq!a5  
`r3 klL,W'  
七. 问题3 R~[~(`/S  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 gE=9K @  
>py[g0J  
template < typename T1, typename T2 > 5_L,7\5#  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0_+ & [g}  
  { O#O"]A  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); YPY,g R  
} ~@X3qja  
CH| cK8q  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: N1.1  
y3QS! 3I  
template < typename T1, typename T2 > 0a<h,s0"2  
struct result_2 ; 8eGf'  
  { <&#]|HGc  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Yh@2m9  
} ; h#Z,ud_  
R)*l)bpZ#  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? L%{YLl-zf]  
这个差事就留给了holder自己。 %N(>B_t\  
    HJym|G>%?  
wpi$-i`  
template < int Order > `VUJW]wGu  
class holder; j&a\ K}U !  
template <> >#l: ]T  
class holder < 1 > =2NrmwWZs  
  { En\q. 3 5  
public : .oTS7rYw  
template < typename T > JXq!v:w6  
  struct result_1 dtfOFag4_  
  { |s(Ih_Zn  
  typedef T & result; `#8kJt  
} ; fR{_P  
template < typename T1, typename T2 > enQW;N1_M  
  struct result_2 6oZHSjC*  
  { >b=."i  
  typedef T1 & result; PeqW+Q.  
} ; PUZcb+%]h  
template < typename T > <-n^h~,4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const fc<y(uX  
  { g)TZ/,NQ{  
  return (T & )r; mf{M-(6'  
} P 6La)U`VA  
template < typename T1, typename T2 > / j%~#@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const "p|.[d  
  { *x]*%  
  return (T1 & )r1; OgC,oj,!/  
} 5p:BHw;%;  
} ; 5G(dvM-n  
19y,O0# _  
template <> !vpXXI4  
class holder < 2 > {7]maOg>7J  
  { /J/V1dC}]D  
public : i '*!c  
template < typename T > oA7DhU5n  
  struct result_1 |&W4Dk n  
  { c(2?./\|  
  typedef T & result; /VufL+q1  
} ; gt(p%~  
template < typename T1, typename T2 > d4^x,hzV  
  struct result_2 kV T |(Y  
  { <;?1#ok  
  typedef T2 & result; & /T}  
} ; "9QZX[J|*  
template < typename T > )`'a1y|  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const  4uMMf  
  { K\fD';  
  return (T & )r; TlkhI  
} ^0}wmxDq  
template < typename T1, typename T2 > ]cS(2hP7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const oQm XKV+[v  
  { \< T7EV.  
  return (T2 & )r2; \aM-m:J  
} f+s)A(?3  
} ; }[UH1+`L  
|? fAe {*  
j$/#2%OVN  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 4^:dmeMZ`  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Xxd D)I  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: '<<@@.(f  
S,Q^M )$  
return l(i, j) = r(i, j); /j$pV  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) G/},lUzLg  
C R?}*  
  return ( int & )i; p!=8Pq.  
  return ( int & )j; uM\\(g}  
最后执行i = j; lemV&$WN|  
可见,参数被正确的选择了。 Te?PYV-  
3gVU#T [[  
w42{)S"  
a*D<J}xe  
7_qsVhh]$E  
八. 中期总结 <bg6k .s  
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: 047PlS  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 kv2o.q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 uaKbqX  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Gsy>"T{CY  
8,RqhT)2#  
.-& =\}^2l  
\_R<Q?D+  
z2,NWmP|w  
K8BlEF`  
九. 简化 $E^sA|KcT  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 -X%t wy=  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 w%)RX<h dI  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: _4SZ9yu  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 /c-k{5mH%  
  +-*/&|^等 _:tS-Mx@5  
2. 返回引用。 =+T0[|gc(r  
  =,各种复合赋值等 P(8 uL|^  
3. 返回固定类型。 #Y-_kQV*  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) AT3HH QD  
4. 原样返回。 <_eEpG}9  
  operator, *9=}f;~  
5. 返回解引用的类型。 5? Y(FhnIC  
  operator*(单目) <^{(?*  
6. 返回地址。 [] "bn9 +  
  operator&(单目) R N@)nc_  
7. 下表访问返回类型。 ^*$!9~  
  operator[] ,d_rK\J  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 gjnEN1T22  
  operator<<和operator>> 4K`b?{){+a  
eUCBQK  
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。 Th\T$T`X$  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: iRG6Cw2  
G}NqVbZ9]  
template < typename Left > knV*,   
struct value_return T9r6,yY  
  {  #X$s5H  
template < typename T > $;=?[Cn  
  struct result_1 oPbziB8  
  { L5KcI  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \ /Q~C!  
} ; j%]sym  
=c&.I}^1L  
template < typename T1, typename T2 > ~Cynw(  
  struct result_2 ?LU>2!jN  
  { \fI05GZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; :2vuc!Pu  
} ; |{ZdAr.;  
} ; FoZI0p?L)9  
e!w2_6?3  
N,VI55J:y>  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait la 0:jO5  
{]m/15/$C  
下面我们来剥离functor中的operator() 7aPA+gA/  
首先operator里面的代码全是下面的形式: NzM,0q  
Sz1J4$5  
return l(t) op r(t) oGg<s3;UND  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) j*f\Z!EeZ  
return op l(t) `0q=Z],  
return op l(t1, t2) TMs Cl6dB  
return l(t) op q%vel.L]%  
return l(t1, t2) op SsfC m C  
return l(t)[r(t)] s+&0Z3+  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ; }ThBb3  
"<)Jso|  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: F1M:"-bda  
单目: return f(l(t), r(t)); zq?xY`E  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Clap3E|a  
双目: return f(l(t)); >$ro\/  
return f(l(t1, t2)); /Q:mUd  
下面就是f的实现,以operator/为例 N Mx:Jh-YN  
`P:[.hRu  
struct meta_divide 7<B-2g  
  { TK~KM  
template < typename T1, typename T2 > 4HGS  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) :LdPqFXj  
  { %S$$*|_G  
  return t1 / t2; %yl17:h#  
}  |*-<G3@  
} ; HRu;*3+%>F  
/?z3*x  
这个工作可以让宏来做: AA=eWg  
J ^<uo (  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ !<~cjgdx  
template < typename T1, typename T2 > \ jPZpJ:  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; w $`w  
以后可以直接用 B/!/2x  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) @^ m0>H  
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 V s=o@  
(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。。。) SZR`uS  
qn |~YXn  
)%n $_N 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 'lu3BQvfh  
?0+g.,9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > r=54@`O!  
class unary_op : public Rettype \ a(ce?C  
  { iXvrZofE  
    Left l; ;G3?Sa7+  
public : x)eoz2E1  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} E\;%,19Ob  
Z;RUxe|<k  
template < typename T > 've[Mx  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2\gIjXX"  
      { Vi}E9I4  
      return FuncType::execute(l(t)); b`=g#B|  
    } 6CW5ay_,  
ae]6F_Qtc*  
    template < typename T1, typename T2 > <c!gg7@pm  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =]/<Kd}A.  
      { {s*2d P)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); >s0![coz  
    } b`^Q ':^A  
} ; Y~UAE.  
K4YD}[  
\4C[<Gbx$(  
同样还可以申明一个binary_op }N$f=:iI  
CA5`uh  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > =6Gn? /{  
class binary_op : public Rettype s;* UP   
  { X ,^([$  
    Left l; ;z N1Qb  
Right r; ,u)jZ7  
public : W\;|mEEu  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P?P.QK  
(}.MB3`#C  
template < typename T > w-LENdw  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RwOOe7mv  
      { uZ\+{j=  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); V %D1Q}X  
    }  [)~1Lu  
ctjQBWE  
    template < typename T1, typename T2 > "d0=uHd5\  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @7C.0>W_A  
      { G :k'm^k  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *L$_80  
    } QKlsBq  
} ; f% )9!qeW  
+{V`{'  
g<.Is V  
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 xy"'8uRi  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 IM/xBP  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }zQgS8PQH  
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。 vB{i w}Hi!  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! [3nWxFz$R  
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。。。 qIsf!1I?  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 (tg9"C  
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) $D!/v)3  
下面是修改过的unary_op -eyF9++`  
VwPoQ9pIS  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Dm5 Uy^F}  
class unary_op bp=r]nO  
  { M\{\WyeX  
Left l; $/ IFSB9  
  4_ U"M@  
public : %'2.9dB  
xUsL{24  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 62zu;p9m  
QRf>lZP  
template < typename T > jga\Ry=nw  
  struct result_1 a{hc{  
  { V@#oQi*  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; TPk?MeVy%W  
} ; prz COw  
o9"?z  
template < typename T1, typename T2 > rpm\!O  
  struct result_2 p8%qU>~+4  
  { A?!RF7v  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n>j2$m1[  
} ; dVEs^ZtI  
Z,E$4Z  
template < typename T1, typename T2 > F!ztU8,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [B)!  
  { K8X7IE  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :#^qn|{e  
} D4 8e30  
jL"V0M]c  
template < typename T > K xX[8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jo<xrn\  
  { {&IB[Y6  
  return OpClass::execute(lt(t)); ^py=]7[I  
} d ,98W=7  
e>Z&0lV:  
} ; _90D4kGU  
w_Slg&S  
$It mYj.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 1~L;S  
好啦,现在才真正完美了。 ^rVHaI  
现在在picker里面就可以这么添加了: uv/\1N;V3  
@9HRGxJ=}  
template < typename Right > ,X^3.ILz  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 5+M,X kg  
  { $lf/Mg_H  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); H@ 1'El\9  
} 2lpPN[~d  
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。 5 :IDl1f5  
>^jBE''  
8>e YM  
QX<n^W  
z!3=.D  
十. bind ?K[Y"*y2  
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。 w{*kbGB8s7  
先来分析一下一段例子 wG[n wt0L  
? ;CIS$$r  
6^LXctW.  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Q`9c/vPU  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 {k3ItGQ_  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 AyO%,6p[  
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。 BrE#.g Jq  
我们来写个简单的。 $WIVCp  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ,yGbMOV  
对于函数对象类的版本: /&Oo)OB;  
Z8$BgP  
template < typename Func > Nz2 VaZ  
struct functor_trait /Y y)=~t{  
  { 7?whxi Qs  
typedef typename Func::result_type result_type; )&1v[]%S  
} ; W 94:%  
对于无参数函数的版本: -13}]Gls7Q  
+ kKanm[!v  
template < typename Ret > ?A|JKOst]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > NF8<9  
  { dBd7#V:}yV  
typedef Ret result_type; wH o}wp  
} ; i`gM> q&  
对于单参数函数的版本: ~ZVz sNrx  
(s;W>,~q  
template < typename Ret, typename V1 > GFdbwn5B  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q[#}Oh6$  
  { e|{R2z"^  
typedef Ret result_type; (Y)2[j  
} ; ;|vP|Xi  
对于双参数函数的版本: /Ot3[B  
jV}8VK*`+  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (-WRZLOQ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > YYn8!FIe  
  { pRun5 )7  
typedef Ret result_type; d MR?pbD  
} ; 'w=|uE {^  
等等。。。 x\G%  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Bn]=T  
u"qVT9C$=  
template < typename Func > n!z!fh  
struct func_return s0' haU  
  { R)66qRf  
template < typename T > *,Bm:F<m  
  struct result_1 =T9h7c R  
  { ?\8aT"o  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,7j8+p|},  
} ; a5#G48'X  
`w 6Qsah  
template < typename T1, typename T2 > *gwaW!=  
  struct result_2 +4%~.,<_to  
  { M v (Pp  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; >"2jCR$/  
} ; 2%WeB/)9  
} ; &AJ bx  
ht2Fi e  
B`-uZ9k   
最后一个单参数binder就很容易写出来了 k3$'K}=d  
X6 BIZ  
template < typename Func, typename aPicker > ="$w8iRU  
class binder_1 u9f^wn  
  { U*a#{C7"  
Func fn; J`5+Zngr  
aPicker pk; ;9j ]P56  
public : s8,YQ5-  
&)k=ccm  
template < typename T > ~Yd[&vpQ  
  struct result_1 SEI0G_wk$  
  { hhPQ.{]>  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; w0g@ <( 3  
} ; r:V bjmL  
H7+z"^s*  
template < typename T1, typename T2 > [ ojL9.6  
  struct result_2 j:cu;6|  
  { :Ob4WU  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; : 2%eh  
} ; .fzyA5@l  
ouCh2Y/_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} FBl,Mky  
/)TeG]Xg  
template < typename T > l\ dPfJ  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $Zyuhji^  
  { 1L::Qu%E  
  return fn(pk(t)); Vw w 211  
} ^*l dsc  
template < typename T1, typename T2 > *66EkCj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =k<b* 8  
  { (KC08  
  return fn(pk(t1, t2)); JYNn zgd  
} 5P <"I["  
} ; QswPga(-  
5)f 'wVe  
o% +w:u.  
一目了然不是么? hub]M  
最后实现bind hvTc( 0;mB  
s@~3L  
Ijiw`\;  
template < typename Func, typename aPicker > 5(#z)T  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) w;@v#<q6  
  { e;=R8i  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); C4E}.``Hm  
} Uot(3p!S6  
I;jH'._k#  
2个以上参数的bind可以同理实现。 'exR;q\  
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。 8ZV!ld  
dKPXs-5  
十一. phoenix Vfd_nD^8oZ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: &O+S [~  
-U> )B  
for_each(v.begin(), v.end(), o&q:b9T  
( w\ '5l k,"  
do_ $R ze[3  
[ _@\-`>J  
  cout << _1 <<   " , " S9:ij1  
] |(x%J[n0+  
.while_( -- _1), w@P86'< v  
cout << var( " \n " ) KDg%sgRu}  
) uUaDesz~=  
); }6u}?>S  
D {E,XOi  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:  1^hG}#6_  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor zwUZ*Se  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 : [?7,/w  
那么我们就照着这个思路来实现吧: s#8}&2#l  
%j0c|u  
%j2:W\g:  
template < typename Cond, typename Actor > "JF   
class do_while \RVfgfe  
  { aAu%QRq  
Cond cd; \SmYxdU'>  
Actor act; h{]0 H'g  
public : 5#_GuL%  
template < typename T > }+NlY D:qF  
  struct result_1 "5,Cy3  
  { t P' ._0n0  
  typedef int result_type; L!5="s[}  
} ; R=NK3iGTf  
k fOd|-  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} IQ#Kod;)  
v{SYz<(  
template < typename T > ?6[u\V  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -k,}LJjo  
  { k~Y_%#_  
  do c@O7,y:`I  
    { W}^>lM\8  
  act(t); &~)1mnv.  
  } a,t]>z95  
  while (cd(t)); :$^sI"hO  
  return   0 ; u"q!p5P%q  
} AdF[>Wv  
} ; hG/Z65`&  
t2-bw6U  
5)K?:7  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Y,%G5X@S<  
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。 lgCOp%>  
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。 1B`0.M'd  
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。 wdgC{W Gl  
下面就是产生这个functor的类: V/DdV}n!  
-QydUr/(o  
'$CJZ`nt  
template < typename Actor > 03y5$kQ  
class do_while_actor 7[7Sm^Tw  
  { h,Tsb:Q"M  
Actor act; gl6*bB=  
public : ;Q8rAsf 9  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} kasx4m]^  
A|GheH!t  
template < typename Cond > A!5)$>!o  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; T EqCoeR  
} ; gcs8Gl2  
Kd,7x'h`E  
)e:u 6]  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 tB{O6=q  
最后,是那个do_ !Zf)N_k  
\c$! C8z  
5eSmyj-W  
class do_while_invoker s@bo df&  
  { ijWn,bj  
public : HveOG$pT  
template < typename Actor > e?~6HP^%.  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const {p(.ck ze+  
  { KrT+Svm  
  return do_while_actor < Actor > (act); Cy##+u,C  
} 6~0. YZ9  
} do_; ^cF_z}Zi+  
w;Na9tR  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Obu>xK(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 h"G#} C]  
最后来说说怎么处理break和continue p1L8g[\  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 <}$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 或 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