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
  • 7057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 %i.|bIhmm  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 6:B5PJq  
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, Bs##3{ylu  
d\)v62P  
!?l 23(d  
]6:5<NW  
  class filler Ce:R p?  
  { z 9D2,N.  
public : 5Q%#Z L/'  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} s &.Z;X  
} ; qS2%U?S7  
I?fE=2}9  
y.O? c &!  
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: BKD Wd]KEf  
EXBfzK)a  
ze 4/XR  
5vpf;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Fj]S8wI  
plf<O5'  
-"cN9RF  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 yr=r? h}  
:EO}uP2  
!3b%Q</M H  
{[s<\<~B*  
二. 战前分析 5G!X4%a  
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。 S5d{dTPq  
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 b~Ruhi[E  
lyi}q"Kn*;  
h)<R#xw  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .U1dcL6  
  /* --------------------------------------------- */ i]YQq!B  
vector < int *> vp( 10 ); }UO,R~q~  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); gO/(/e>P  
/* --------------------------------------------- */ l~=iUZW<  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); _ 4W#6!  
/* --------------------------------------------- */ ]u,~/Gy  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9F-k:hD |  
  /* --------------------------------------------- */ "/ "qg  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); =&pbh  
/* --------------------------------------------- */ OM.^>=  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); H|!s.  
y{"E) YY  
VsmL#@E  
m3WV<Cbz  
看了之后,我们可以思考一些问题: L,ra=SVF  
1._1, _2是什么? y8 Nb 8m  
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。 |")x1' M  
2._1 = 1是在做什么? }ot _k-  
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。 $"i690  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 w* I+~o-  
,YY#ed&l  
 n=&c5!  
三. 动工 >ob/@  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ;1dz?'%V  
42u\Y_^ID  
l#"alU!<^  
VMWg:=~$  
template < typename T > 4yA`);r62  
class assignment LnDj   
  { 9PJDT]  
T value; *p3P\ H^5  
public : c{Kl?0#[  
assignment( const T & v) : value(v) {} W~tOH=9>  
template < typename T2 > !.9vW&t  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } sV<4^n7  
} ; V.#8-?z  
~D5MAEazS  
Q8x{V_Pot  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3~Ln:4[6ID  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {H V,2-z  
:#}`uR,D/  
_);Kb/  
m3!M L>nLt  
  class holder b..$5  
  { f>dkT'4  
public : CiI: uU  
template < typename T > Bs?F*,zDJ  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const E5 oD|'=WA  
  { .Qt3!ek  
  return assignment < T > (t); P;%QA+%7  
} mj=|oIMwT  
} ; }qhK.e  
>e;STU  
fZ}Y(TG/  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: F5+_p@ !i  
Fz&ilB  
  static holder _1; &.hRVW(  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 |nN/x<v  
Ts .Z l{B  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;6nZ  
而不用手动写一个函数对象。 %uVJL z  
_a$DY ,;  
VtiqAh}4  
6;frIl;  
四. 问题分析 xsDa!  
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。  |7zP 8  
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。 1lyOp   
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \Z20fh2  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 yM:~{;HLF  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 t* vg]Yc  
5`'=Ko,N  
五. 问题1:一致性 AH'4H."o/9  
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?| 1{x~iZa  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q'F_ j"  
Xm:=jQn  
struct holder eM=)>zl  
  { '$h @  
  // 0j!ke1C&C  
  template < typename T > k> &s( b  
T &   operator ()( const T & r) const * \o$-6<  
  { Di<J6xu  
  return (T & )r; t9n   
} j%Z{.>mJ  
} ; cbCE $  
6!%d-Z7)  
这样的话assignment也必须相应改动: ccn`f]5w  
bI]UO)  
template < typename Left, typename Right > 8#]7`o  
class assignment $wYuH9(  
  { 6"Lsui??  
Left l; ?[ S >&Vq  
Right r; AIl$qPKj&  
public : Q;XHHk  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Stw+Dm\!  
template < typename T2 > 7t-*L}~WA  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } g)9JO6]  
} ; < [S1_2b.t  
AZy~Q9Kc  
同时,holder的operator=也需要改动: I,<>%Z|'  
1R2o6`_  
template < typename T > Lk`k>Nn)  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const !q-:rW? c  
  { hr<7l C  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); uZ/7t(fy  
} nI*(a:  
+f\pk \Ith  
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。 sm2p$3v  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 qX p,d  
hINnb7 o  
return l(rhs) = r; S:p.W=TAB  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 mo|PrLV  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 5mna7 BCEb  
h\=p=M  
template < typename Tp > xH"W}-#[  
class constant_t !bZhj3.  
  { A]Q1&qM%  
  const Tp t; Q(=Vk~v  
public : ol?z<53X]  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} l:zU_J6  
template < typename T > /$FXg;h9$  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const FVsu8z u  
  { >9o,S3  
  return t; FXOT+9bg  
} bmj8WZ  
} ; \~gA+ o}Q  
4Vu'r?  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 A*7Io4e!  
下面就可以修改holder的operator=了 L.09\1?.n  
W{fULl  
template < typename T > 9N~8s6Ob  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const -+3be(u  
  { h1^9tz{  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ,+ns {ppn  
} ;[{:'^n  
9RG\UbX)^|  
同时也要修改assignment的operator() vp\PYg;x  
! Q|J']|  
template < typename T2 > JqI6k6~Q^  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } v!<PDw2'  
现在代码看起来就很一致了。 hmK8j l<6  
j+_S$T8w  
六. 问题2:链式操作 \6`v.B&v  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 2 ) TG  
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。 $ZQl IJZ  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 M&uzOK+  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 GXOFk7>  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ps"/}u l  
to99 _2  
template < typename T > {l0,T0  
struct result_1 /]ku$.mr\  
  { //\ds71h  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; \We"?1^  
} ; 98ca[.ui  
6#E]zmXO2  
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: K#GXpj  
|7rR99  
template < typename T > P['X<Xt8  
struct   ref IXGW2z;  
  { [ 3$.*   
typedef T & reference; =E;=+eqt  
} ; \e?.h m q  
template < typename T > w) =eMdj\o  
struct   ref < T &> f!5F]qP>-  
  { kx|me~I  
typedef T & reference; 7d3 'CQQ4  
} ; '"oo;`g7  
>?S\~Y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: x Z|&/Ci  
= y?#^  
template < typename T > h6g=$8E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |n+ #1_t%  
  { |.1qy,|!X  
  return l(t) = r(t); 98BYtxa  
} V3## B}2[Y  
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。 q&u$0XmV  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。  qovQ9O  
$ I#7dJ"*  
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 `Jn,IDq  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: %/P=m-K  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0;}Aj8Fle  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ?sV[MsOsC  
最后的布局是: Kn']n91m  
                Add bX7EO 8  
              /   \ Xa4GqV9M/-  
            Divide   5 FI\IY R  
            /   \ '4$lL 6ly>  
          _1     3 R"NGJu9  
似乎一切都解决了?不。 >OT \~C  
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。 LRWOBD  
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。 j2M4H@  
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: mRCHrw?WG  
llNXQlP\B  
template < typename Right > zCBplb  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const >W'j9+Va  
Right & rt) const GOGt?iw*<  
  { >&BrCu[u  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); !~kEtC  
} ?RDO] I>  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Ru:n~77{  
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。 KL "Y!PN:  
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。 3Q",9(D  
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。 $)Wb#B  
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。 )B81i! q  
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? d5Qd'  
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: `"B^{o  
Y=9j2 ]t  
template < class Action > 4KE)g  
class picker : public Action UIn^_}jF`  
  { ?gLAWz  
public : =qw &dwIQ  
picker( const Action & act) : Action(act) {} S9J5(lYv~N  
  // all the operator overloaded Y:wF5pp;  
} ; Rxx>{+f4M  
L.kD,'G}>  
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。 yOc|*O=]U  
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: Fqo&3+J4  
J2'K?|,m  
template < typename Right > QskUdzQ=  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const NS Np  
  { >=Jsv  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); b7!UZu]IEv  
} $R";  
0rcjorWI  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^PC\E}  
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。 ~ Yl<S(/4  
P])L8zK  
template < typename T >   struct picker_maker s{ =5-:  
  { +lKrj\Xj  
typedef picker < constant_t < T >   > result; +5-]iKh  
} ; XoJgs$3B  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 8^y=H=  
  { vb %T7  
typedef picker < T > result; ;,dkJ7M  
} ; iOll WkF  
[%jxf\9jJ_  
下面总的结构就有了: FOSbe]  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ) o xIzF  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 kQ~ %=pn  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。  |# V(p^  
至此链式操作完美实现。 ge$LIsE8  
(`pNXQ0n  
Ra0=q4vdk  
七. 问题3 @89I#t6A.  
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。 !y%+GwoW  
:c=v}  
template < typename T1, typename T2 > kxh 5}eB  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /~*Cp9F"]  
  { /1[gn8V691  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); g ?V&mu  
} Y9tV%  
XCm\z9F  
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: =-qf;5[|  
7b46t2W<  
template < typename T1, typename T2 > y:,9I` aW  
struct result_2 8?1o<8hV  
  { Mn@$;\:  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; xg} ug[  
} ; <BPRV> 0X  
4>YU8/Rw  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ]~8v^A7u  
这个差事就留给了holder自己。 U*qNix  
    sMm/4AY]  
7@IFp~6<qK  
template < int Order > EE]=f=3  
class holder; .'/l'>  
template <> b_=8!Q.:  
class holder < 1 > 2e.N"eLNt  
  { 6-]h5L]  
public : Gqt-_gga  
template < typename T > O3Uh+gKQ  
  struct result_1 1ef'7a7e8  
  {  w;+ br  
  typedef T & result; AW/wI6[T  
} ; /$:U$JVb?l  
template < typename T1, typename T2 > z]$>+MH_  
  struct result_2 ?'w sIH]m  
  { 4\6: \  
  typedef T1 & result; #Qd' + M  
} ; k" YHsn  
template < typename T > !| xZ6KV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4LsHs   
  { KDD@%E  
  return (T & )r; @rwU 1T33  
} xGRT"U(  
template < typename T1, typename T2 > W2eAhz&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~@Kf2dHes  
  { 7~b!4x|Z  
  return (T1 & )r1; !)c=1EX]"  
} ],[)uTZc  
} ; -CD\+d  "  
^i'y6J  
template <> K%gP5>y*9>  
class holder < 2 > X V=S )  
  { etyCrQ ?U  
public : :}9j^}"c3  
template < typename T > M4?8xuC  
  struct result_1 gvyT-XI  
  { >'`Sf ?+|  
  typedef T & result; *Hs*,}MS  
} ; O@jqdJu  
template < typename T1, typename T2 > JMlV@t7y<  
  struct result_2 n3ZAF'  
  { iYKU[UP?  
  typedef T2 & result; `*yAiv>  
} ; .X'< D*  
template < typename T > }fA;7GW+9  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ?z=\Ye5x  
  { @B`Md3$7  
  return (T & )r; P^[/Qi}j  
}  AmcC:5  
template < typename T1, typename T2 > i8~$o:&HT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \H4U8)l  
  { ~HmxEk9  
  return (T2 & )r2; O>V(cmqE`  
} -@M3Dwsi3  
} ; 3.vgukkk5  
GaBTj_3  
DMZ`Sx  
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> >。 MEq"}zrh  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: <m-.aK{9  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Y"!uU.=xJ  
7pet Hi  
return l(i, j) = r(i, j); 4o5i ."l  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) eko]H!Ov(  
`#6x=24  
  return ( int & )i; U<Jt50O  
  return ( int & )j; w`gyE 6A  
最后执行i = j; r,xmEj0E  
可见,参数被正确的选择了。 E>pVn2|  
fbC~WV#  
;6m;M63z  
.Yx_:h=u  
ZL_[4 Y  
八. 中期总结 6y  Wc1  
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: (oaYF+T  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 6sB$<#  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \%5MAQS  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor r]LCvsVa  
%8FN0  
ut &/\k=N  
6 h'&6  
)q3"t2-  
v01#>,R  
九. 简化 Q$a  
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。 ^8K/xo-  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 H+l,)Se  
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: kuKa8c  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 -BhTkoN)  
  +-*/&|^等 s@!$='|  
2. 返回引用。 <KQ(c`KW7  
  =,各种复合赋值等 U7H9/<&o  
3. 返回固定类型。 Qn=$8!Qqa  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ndi+xaQtG  
4. 原样返回。 #ia;- 3  
  operator, #a,9B-X  
5. 返回解引用的类型。 ({[,$dEa;  
  operator*(单目) #I%s 3  
6. 返回地址。 WY>Knp=  
  operator&(单目) M"wue*&  
7. 下表访问返回类型。 yA;W/I4  
  operator[] YV([2  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 8_Z/o5s  
  operator<<和operator>> g`?:=G:a*  
X9XI;c;b-  
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。 [,g~m9  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: g1|w?pI1  
3M<!?%v\A  
template < typename Left > ~V+l_ :  
struct value_return ctJ&URCi#  
  { -t3i^&fj8  
template < typename T > 3&*'6D Tg  
  struct result_1 tZho)[1  
  { ]J@/p:S>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; P!<[U!<hH  
} ; ,rO[mNk9@  
Z[ZDQ o1  
template < typename T1, typename T2 > g7V_ [R(6  
  struct result_2 <B[G |FY,  
  { m ,tXE%l  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 7NF/]y4w  
} ; l[YEKg  
} ; C-SLjJw  
5 9 -!6;T  
O#_x)13  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ([LIjaoi  
b{&FuvQg2  
下面我们来剥离functor中的operator() '3;v] L?G  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 2 ZG@!Y|  
Yx%bn?%;&  
return l(t) op r(t) {#hVD4$b  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) E%3TP_B3  
return op l(t) 7z'h a?  
return op l(t1, t2) Ade }g'  
return l(t) op 5w<A;f  
return l(t1, t2) op L *Y|ey  
return l(t)[r(t)] U[||~FW'  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $0qMQ%P  
=NDOS{($  
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: pP.'wSj  
单目: return f(l(t), r(t)); DW2>&|  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); &<1 `O  
双目: return f(l(t)); F ?=9eISLJ  
return f(l(t1, t2)); !%S4 n  
下面就是f的实现,以operator/为例 J8Z0D:5  
M-MKk:o  
struct meta_divide A3R#z]Ub  
  { J^zi2 jtV  
template < typename T1, typename T2 > 2{oThef[O  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) tT5pggml  
  { g9>~HF$U  
  return t1 / t2; x';u CKWV  
} CL9yEy"V  
} ; r"]'`qP,  
0k[2jh  
这个工作可以让宏来做: @d&H]5  
r9@AT(  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ E*CcV;  
template < typename T1, typename T2 > \ ]U_ec*a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ' [p)N,  
以后可以直接用 2wlKBSON  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) K&_Uk548  
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 k<Sl1v K  
(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。。。) xJhU<q~?  
`;%ZN  
8<dOMp;}r  
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 G+WM`:v8%  
>l5u54^3K  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Yl({)qK{  
class unary_op : public Rettype o"+ i&Wp~  
  { 1}g:|Q  
    Left l; %SA!p;  
public : reiU%C  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} -x]`DQUg  
kiUk4&1  
template < typename T > 0Y?H0  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T>d.#  
      { J;QUPpH Z  
      return FuncType::execute(l(t)); $G !R,eQ  
    } 2QUx&u:  
c:\shAM&  
    template < typename T1, typename T2 > 2 y8~#*O  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lU.Kc  
      { PHr a+NY#A  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); AEg(m<t  
    } SvuTc!$?  
} ; 63&^BW  
HlB]38  
MXZ>"G  
同样还可以申明一个binary_op uA~slS Z  
b"CAKl  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > <~"lie1  
class binary_op : public Rettype Poy^RpnX  
  { YT-=;uK^S  
    Left l; #&Is GyU  
Right r; Hfc"L>  
public : _8fA?q=  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} JK)qZ=  
b{cU<;G)y.  
template < typename T > 0b-?q&*_  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p]&j;H.  
      { wij,N(,H  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); GjT#%GBF  
    } FN87^.^2S  
d8x%SQ!V  
    template < typename T1, typename T2 > `8g7q 5  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -_0?_Cb  
      { a. %LHb  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); fi%r<]@  
    } 8l+H"M&|  
} ; k*Nr!Z!}  
raUs%Y3  
eV!L^>>>  
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 ukAKFc^)k  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @wN G  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) o(G"k  
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。  xvm5   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Gt-UJ-RR y  
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。。。 B!S167Op  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 wN Wka7P*  
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) H Sz" tN  
下面是修改过的unary_op (?i[jO||B  
FfFak@H  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > +l 0g`:  
class unary_op 93Yn`Av;  
  { {^ec(EsO#  
Left l; k$7Z^~?Fz  
  T0QvnIaP  
public : 1y5Ex:JVZT  
~(X(&  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2xxB\J  
9Sg<K)Mc  
template < typename T > >hsuAU.UOR  
  struct result_1 [~mGsXV  
  { =JO^XwUOo  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Paf%rv2  
} ; |%7cdMC  
`: |@Zln  
template < typename T1, typename T2 > -1%OlKC  
  struct result_2 Lxe^v/LsT  
  { QWO]`q`|  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L ^J- ("e_  
} ; 4,P bg|  
URTzX 2'[  
template < typename T1, typename T2 >  HEF?mD3h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X(AN)&L[  
  { 4[2_,9}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /DFV$+9  
} }VCI=?-  
?UZ?NY  
template < typename T > 6[ga$nF?  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ][@F  
  { 5er@)p_  
  return OpClass::execute(lt(t)); bud&R4+  
} x?,9_va]  
 Lc2QXeo8  
} ; q!lP"J  
1%~ZRmd e  
Im72Vt:p-  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ot%.M*h-  
好啦,现在才真正完美了。 _^S]gmE  
现在在picker里面就可以这么添加了: C"pB"^0  
v ! hY  
template < typename Right > zqySm) o]  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const kI\tqNJi  
  { J./d!an  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~}9PuYaD@  
} #2p#VQh  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 lFG9=Wf  
=t0tK}Y+4  
7(k^a)~PL  
sfD5!Z9#1  
Kx`/\u=/  
十. bind +Wn&,?3^  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 %:9oDK  
先来分析一下一段例子 DC4C$AyW r  
^4Uw8-/9  
|`O5Xs1{B  
int foo( int x, int y) { return x - y;} A#@_V'a8  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Ub$n |xn  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ,J =P,](  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 hwnJE958L  
我们来写个简单的。 YlK7;yrq(  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ]7GlO9  
对于函数对象类的版本:  #@.-B,]  
!X^Ce)1K  
template < typename Func > S/A1RUt  
struct functor_trait k[|~NLB8  
  { ixfdO\nU  
typedef typename Func::result_type result_type; Y}G_Z#-!  
} ; ~f>2U]F>5  
对于无参数函数的版本: y0bq;(~X~  
b'p4wE>  
template < typename Ret > "jg@w%~  
struct functor_trait < Ret ( * )() > +b$S~0n   
  { 47By`Jh71  
typedef Ret result_type; T2'RATfG  
} ; 8G^<[`.@j  
对于单参数函数的版本: E9fxjI%1  
 Gs0H@  
template < typename Ret, typename V1 > k#>hg#G  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > X"asfA[6K  
  { fC-P.:F#I  
typedef Ret result_type; X JGB)3QI  
} ; ^z;JVrW  
对于双参数函数的版本: {=:#S+^ER  
f'En#-?O  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > \1%l^dE@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > vv0Q$ O->  
  { jQs>`P-CM  
typedef Ret result_type; (#\pQ51  
} ; TV59(bG.2  
等等。。。 s<QkDERMX  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy r4}*l7Q  
%ati7{2!  
template < typename Func > .giz=* q+  
struct func_return . )XP\ m\  
  { @I3eK^#|P  
template < typename T > q1VH5'p@  
  struct result_1 9/o vKpY  
  { m"2d$vro"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5r,r%{@K  
} ; .10y0F L4  
h:bru:ef  
template < typename T1, typename T2 > L{{CAB!  
  struct result_2 d3Di/Iej   
  { 1eS_ nLFw~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; n]Li->1  
} ; _Q(g(p&  
} ; G%l u28}D  
H U+ I  
W !}{$  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 B~o-l*  
!p"aAZT7sq  
template < typename Func, typename aPicker > m6mwyom.  
class binder_1 ~g;   
  { {MdLX.ycc)  
Func fn; k0z&v <  
aPicker pk; 6i@\5}m=  
public : Vy<HA*  
xG2F!WeF  
template < typename T > '_P\#7$!MV  
  struct result_1 ,zTb<g  
  { H6TD@kL9Wr  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; v 4/-b4ET  
} ; ]bdFr/!'S+  
"`Ge~N[$A  
template < typename T1, typename T2 > )~)*=u/  
  struct result_2 G[Lpe  
  { N 5zlT  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y]|:?G7l]  
} ; [/ M^[p  
E6B!+s!]  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 9O.YOiW  
a `Q ot  
template < typename T > RJeDEYXeg  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vxQ8t!-u  
  { 6vKS".4C  
  return fn(pk(t)); o]n!(f<(*  
} g| <wyt[  
template < typename T1, typename T2 > YGvUwj'2a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R<ND=[}s  
  { ^ZDBO/  
  return fn(pk(t1, t2)); n.oUVr=nX  
} @F*wg  
} ; fl\aqtF  
J8a*s`ik  
'J)2g"T@  
一目了然不是么? =:,xxqy  
最后实现bind (h-*_a}F4  
,Tagj`@bHc  
oB1>x^  
template < typename Func, typename aPicker > gR^>3n'  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ~ (On|h  
  { LjFqZrH  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); t`'iU$:1f  
} 4\ c,)U}  
owpWz6k7  
2个以上参数的bind可以同理实现。 RC#C\S6  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 QYb33pN|  
V&]DzjT/  
十一. phoenix pE.PX 8  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: V D?*h  
Uh1NO&i.W  
for_each(v.begin(), v.end(), ?']h%'Q  
( F1%vtk;2?  
do_ P>Euq'ajX  
[ S"mcUU}}  
  cout << _1 <<   " , " `fXyWrz-k  
] %?C8mA'w  
.while_( -- _1), 3Ug  
cout << var( " \n " ) :K82sCy%5  
) ^i)hm  
); %#L]]-%  
2?C`4AR[2H  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 3VnQnd E  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor |%a4` w  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,6^ znOt  
那么我们就照着这个思路来实现吧: \<0B1m  
y4:H3Sk  
w9RS)l2FQ  
template < typename Cond, typename Actor > 5qUTMT['T  
class do_while |wE3UWsy  
  { ^-CINt{O  
Cond cd; f ).1]~  
Actor act; )py{\r9X  
public : }V;+l8  
template < typename T > 3l<S}k@M)  
  struct result_1 22P$ ~ch  
  { KfCoe[Vv  
  typedef int result_type; o'<^LYSnB  
} ; bOp54WI-g  
1{Mcs%W;w5  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 5F|8?BkOL^  
6pOx'u>h+  
template < typename T > nnb8Gcr  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >gKh  
  { JPM))4YDR  
  do L(>=BK*  
    { g @I6$Z  
  act(t); dUznxZB  
  } V}o n|A  
  while (cd(t)); 39F O f  
  return   0 ; s#Jh -+lM  
} :HxA`@Ok  
} ; HpEQEIvt  
7`IpBm<  
yV3^Qtb!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ZD#9&q'4<  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 '\fY<Q:!  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 %n%xR%|  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 PfS:AI y  
下面就是产生这个functor的类: 2jsw"aHW  
9z;HsUv  
)?M9|u  
template < typename Actor > |sZ!  
class do_while_actor l+][V'zL  
  { m@`8A  
Actor act; o`zr>  
public : :!;'J/B@..  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} I|-p3g8\  
?;YC'bF  
template < typename Cond > @pI5lh  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; f=!PllxL:  
} ; y|&}.~U[  
Mr--4D0Hk  
pu!dqF<  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 e7fiGl  
最后,是那个do_ 3($"q]Y  
%u^ JpC{E  
-5>-%13  
class do_while_invoker G'zF)0oD  
  { ;VO.!5W@eg  
public : n 26Y]7N  
template < typename Actor > Kz<@x`0   
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 8By,#T".  
  { &Lt[WT$  
  return do_while_actor < Actor > (act); ultG36.x  
} \7MHaQvS   
} do_; GBFw+v/|4  
&AuF]VT  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? `s '#  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 t&5%?QyM  
最后来说说怎么处理break和continue be5,U\&z  
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。 {u!)y?}I-  
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