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
  • 6854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 F>"B7:P1:Q  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 7KZ>x*o  
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, U>a~V"5,u  
$j'8Z^  
BF(Kaf;<t.  
;s w3MRJ  
  class filler 7s2e> 6Q[  
  { ZnRE:=  
public : ke5_lr(  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} %VGQ{:  
} ; T#=&oy7  
M<3m/l%`Y  
r=ht:+m  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: cE3V0voSw1  
Y@'ahxF  
`E5vO1Pl  
4 moVS1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ; d :i  
lKLb\F%  
"xE;IpO[  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 xi!R[xr1  
{>zQW{!  
xwZ7I  
Vf` 9[*j  
二. 战前分析 cB2jf</  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 G/?j$T  
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 ka[%p,H  
@^K_>s9B  
[p 8fg!|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); d>jRw  
  /* --------------------------------------------- */ T`r\yl}  
vector < int *> vp( 10 ); <UBB&}R0  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); AGgL`sP  
/* --------------------------------------------- */ e(EXQP2P>  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); %( o[H sl  
/* --------------------------------------------- */ E@S5|CM  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); )jaNFJ 3  
  /* --------------------------------------------- */ FW!1 0K?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ARa9Ia{@  
/* --------------------------------------------- */ YhJ*(oWL  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); hxj[gE'R(  
n Y=]KU  
a3(q;^v  
H_+!.  
看了之后,我们可以思考一些问题: 6ZwFU5)QE/  
1._1, _2是什么? D3kx&AR  
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。 etLA F  
2._1 = 1是在做什么? a?ii)GGq  
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。 w@\quy:  
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。 t?cO>4*|  
A]mXV4RmI  
jBnvu@K"  
三. 动工 uY*|bD`6&  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: cT,5xp"a  
Odj4)   
o_DZ  
"T'?Ah6  
template < typename T > 'X1fb:8m8  
class assignment ` B71`  
  { h?2:'Vu]  
T value; Q.`O;D}x  
public : 09C[B+>h  
assignment( const T & v) : value(v) {} 8A3!XA  
template < typename T2 > eWwI@ASaA  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } `Pe WV[?  
} ; *kWrF* )J  
B:QAG  
O)WduhlGQ  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 kpt 0spp  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Bi|XdS$G  
$l!+SLK  
D_4UM#Tw  
dr8`;$;G*  
  class holder ILq"/S.  
  { *C n `pfO  
public : *Mr?}_,X*  
template < typename T > 84$#!=v  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 6K zdWT  
  { ^9PB+mz  
  return assignment < T > (t); *1fZcw'C.  
} Ib665H7w  
} ; 3gzcpFNqX  
v5!G/TZ1  
y vz2eAXa  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: FD*w4U5  
, ,=7deR  
  static holder _1; 8C!D=Vhh  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 -Y"'=zkO  
@(_M\>!%M  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); fooQqWC)  
而不用手动写一个函数对象。 Q-LDFnOFwp  
#`9D,+2iB%  
3d0Yq  
(e$/@3*  
四. 问题分析 C/L+:b&x~  
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。 p|b&hgA  
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。 [$b\#{shtP  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 U~e^  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,/P)c*at5  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ~J:"sUR  
R^=)Ucj  
五. 问题1:一致性 (ON_(MN  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| j. L`@  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 D3+UV+&R/  
xRx8E;Q@h?  
struct holder  EL[N%M3  
  { 9 O/l{  
  // p&%M=SzN  
  template < typename T > x>yeF,q1  
T &   operator ()( const T & r) const 8O5@FU 3  
  { P_f>a?OL:  
  return (T & )r; 5wws8w  
} ;f8$vW ];  
} ; Rr'^l ]  
/:j9 #kj  
这样的话assignment也必须相应改动: 8v)PDO~D}A  
=5-|H;da  
template < typename Left, typename Right > -bHfo%"^TT  
class assignment %)K)h&m  
  { 3g#fX{e_5!  
Left l; D|1pBn.b]'  
Right r; 3)J0f+M>dv  
public : \dL# PI3  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .RNr^*AQ  
template < typename T2 > *&vySyt  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ul',!js?  
} ; 1JU1XQi  
u,6 'yB'u  
同时,holder的operator=也需要改动: p2UZqq2  
Gu3'<hTlxd  
template < typename T > ?*~Pgh >uL  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .7HnWKUV  
  { mQOYjy3  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <A,G:&d~  
} 96.A8o  
v&>TU(x\H  
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。 Z-!W#   
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 #z\{BtK  
=v$H8w  
return l(rhs) = r; \gE3wmSJ,  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 wb>>bV+U  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;b""N,  
myj^c>1Iz  
template < typename Tp > U 6y ;V  
class constant_t U-$ B"w&  
  { l|[8'*]r!  
  const Tp t; 2HNH@K  
public : $z9z'^HqO  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} b (,X3x*  
template < typename T > K_J o^BZ  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Xj\SJ*  
  { o'3t(dyyH  
  return t; Xjal6e)[  
} aeESS;JxJj  
} ; A|BvRZd  
nx(O]R,Sw  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 L}&U%eD  
下面就可以修改holder的operator=了 }xl @:Qo  
nJTV@m XVq  
template < typename T > .>-`2B*/  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const G B+U>nf  
  { *q%)q  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); RoXU>a:nS  
} }31z 35  
w@P c7$EP  
同时也要修改assignment的operator() RN?z)9!  
iz`u@QKc%  
template < typename T2 > a; Ihv#q  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 4ifWNL^)  
现在代码看起来就很一致了。 7CGKm8T  
LDL#*g  
六. 问题2:链式操作 Kl[WscR  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 XV2f|8d>  
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。 IkSzjXE{  
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。 t/,k{5lX  
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。 ^Slwg|t*~P  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct #; I8 aMb  
rs@,<DV)u  
template < typename T > wovWEtVBU  
struct result_1 .Lrdw3(  
  { /Xi:k  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Kfc(GL?  
} ; @|&P#wd.u  
ku*|?uF  
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: C!SB5G>OH  
.cA[b  
template < typename T > q_8qowu"  
struct   ref +:2(xgOP.V  
  { 2-| oN/FD  
typedef T & reference; #gOITXKs  
} ; AM}-dKei|  
template < typename T > GYiUne $  
struct   ref < T &> 31|Vb  
  { I\sCH  
typedef T & reference; [IxZweK  
} ; #(@dN+  
1$fA9u$  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: voaRh@DZ%/  
F!VC19<1O8  
template < typename T > 17G7r\iNYq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const $Q|66/S^  
  { Nuk\8C  
  return l(t) = r(t); &^th KXEC  
} ]?U:8%  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 J$PE7*NU  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 p/WEQ2   
 @4_CR  
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 9dw02bY`  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: u~?]/-.TY  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $g#j,  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;W#G<M&n'  
最后的布局是: x>5#@SX J  
                Add R+Ke|C  
              /   \ bt#=p 7 W  
            Divide   5 &%J{C3Q9  
            /   \ |mrAvm}  
          _1     3 52*zX 3  
似乎一切都解决了?不。 8(%iYs$  
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。 W"|89\p}  
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。 FFtj5e  
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: G:' -|h  
THK)G2 =  
template < typename Right > G <m{o  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const +98~OInySZ  
Right & rt) const [kz<2P  
  { e )\s0#  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  ~J"*ahl  
} GVY_u@6   
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ~9]tt\jN*Y  
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。 eUqsvF}l!  
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。 &cDnZ3Q;  
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。 pz?.(AmU\  
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。 sJ?Fque  
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? 9ZG.%+l  
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: L4S Fu.J'  
z -(dT  
template < class Action > blaxUP:  
class picker : public Action Z/hSH 0(~  
  { R^dAwt`.D  
public : m+DkO{8F  
picker( const Action & act) : Action(act) {}  2c!?!:s  
  // all the operator overloaded W3 2mAz;  
} ; ^l_W9s  
61T"K  
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。 Y cO tPS%  
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: )y.J2_lI8  
Cb.~Dv !  
template < typename Right > y"!+Fus9  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 1NN99^ q  
  { L !yl^c  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); F:IG3 @  
} HnioB=fc  
O|%><I?I  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ~b8U#'KD  
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。 }RDhI1x[mk  
sxnj`z  
template < typename T >   struct picker_maker Tp[ub(/;7  
  { Y4! v1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; qN+ngk,:  
} ; 33[2$FBf  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > wvJm)Mj+  
  { O,9KhX+  
typedef picker < T > result; b V;R}3)  
} ; yZ6560(q  
A#2 Fd7&  
下面总的结构就有了: n`0}g_\q  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 3boINmX  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 @?G.6r~  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 8K6yqc H  
至此链式操作完美实现。 398}a!XM  
gjL>FOe8u  
lXW.G  
七. 问题3 (Pc:A! }  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 *"O7ml]  
./[%%"  
template < typename T1, typename T2 > cRT@Cu  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IR(JBB|xNQ  
  { GJ ZT~  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); QF'N8Kla  
} t%q@W,2J  
}LDDm/$^}  
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: DDc?G Y:  
,t5Ku)eNm  
template < typename T1, typename T2 > J03yFT,dF  
struct result_2 E7oL{gU  
  { d1``} naNw  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; cm6cW(x6  
} ; y!mjZR,&  
Y%|f<C)lx2  
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? )@\= pE.H  
这个差事就留给了holder自己。 #G$_\bt  
    (6>8Dt 9[  
5Ee%!Pk  
template < int Order > sR +=<u1  
class holder; vM1f-I-  
template <> . sgV  
class holder < 1 > 4mQ:i7~  
  { D$I7 Gz,w{  
public : QP >P  
template < typename T > ~H7m7  
  struct result_1 .1[K\t)2  
  { :JxShF:M  
  typedef T & result; m:)v>vu  
} ; DZilK:  
template < typename T1, typename T2 > "S_t%m&R  
  struct result_2 ygWo9?  
  { iZwt,)(  
  typedef T1 & result; UOy`N~\gh+  
} ; O9dIobu4  
template < typename T > 2u*o/L+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const o[O-|XL_  
  { F%+/j5~^  
  return (T & )r; I|n<B"Q6^  
} @i$9c)D  
template < typename T1, typename T2 > 9`$fU)K[Pl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const go@UE2qw  
  { /al(=zf  
  return (T1 & )r1; @'/\O-  
} l~!\<, !  
} ; ow>^(>^~  
25::z9i  
template <> tl (2=\  
class holder < 2 > o(u&n3Q'  
  { _K_!(]t  
public : 5nkx8JJ  
template < typename T > (UA a  
  struct result_1 C~yfuPr\B  
  { 1*Yf[;L  
  typedef T & result; |Eu_K`  
} ; bT|a]b:  
template < typename T1, typename T2 > /![S 3Ol  
  struct result_2 *rXESw]BR  
  { R/Mwq#xUb  
  typedef T2 & result; ?nn`ud?f  
} ; o6 'I%Gs  
template < typename T > h*Rh:yCR>  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \rF6"24t6  
  { qb]n{b2  
  return (T & )r; 4askQV &hj  
} dpDVEEs84  
template < typename T1, typename T2 > 26G2. /**<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const SsIy;l  
  { 1y2D]h/'  
  return (T2 & )r2; {Uz@`QO3  
} 9gZMfP  
} ; JN .\{ Y  
/!=uM .  
TUw^KSa  
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> >。 m$ )yd~  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: (CJiCtAsl`  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: X};m\Bz  
me_DONW  
return l(i, j) = r(i, j); =!w5%|r.  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) pEuZsQ  
D^baXp8  
  return ( int & )i; J}c57$Z  
  return ( int & )j; {0nZ;1,m  
最后执行i = j; yM}}mypS  
可见,参数被正确的选择了。 #g#vDR!  
#v0"hFOH,  
*p`0dvXG2  
x1:+M]Da  
( v6tE[4  
八. 中期总结 w},' 1  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: cv=nGFx6  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Uq5 wN05  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 I= G%r/3  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ZR.1SA0x?O  
ng0IRJ:3  
w,bILv)  
/;-KWu+5=  
D>+&= 5{  
SpPG  
九. 简化 zl F*F8>m  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 X6kB R  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 rbiNp6AdL  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: bY|%ois4  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 #+N\u*-S  
  +-*/&|^等 'Y IFHn$!  
2. 返回引用。 veFl0ILd  
  =,各种复合赋值等 guz{DBlK  
3. 返回固定类型。 KE1S5Mck>  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) lhw]?\  
4. 原样返回。 QZB2yK3]h  
  operator, 9 yH95uaDF  
5. 返回解引用的类型。 #~3x^ 4Y  
  operator*(单目) M lgE-Lm  
6. 返回地址。 3UU]w`At  
  operator&(单目) o,[~7N  
7. 下表访问返回类型。 #H{<nVvg^  
  operator[] JZ  Qkr  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 a% |[m,FvP  
  operator<<和operator>> '@>FtF[Gu  
Rp `JF}~o  
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。 ?v-IN  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 7F;"=DarOE  
bN$`&fC0  
template < typename Left > )67_yHW  
struct value_return fzO4S^mTo8  
  { jIv%?8+%  
template < typename T > iDt^4=`  
  struct result_1 vDZhoD=VR  
  { R$' 4 d  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #P.jlpZk  
} ; py`RH )  
F(>']D9$.  
template < typename T1, typename T2 > ePdM9%  
  struct result_2 }ddwL  
  { xoF]r$sC8  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; -fw0bL%0  
} ; h>-JXuN  
} ; 4d4le  
ZZOBMF7  
v+U( #"  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Ev* b  
^29w @*  
下面我们来剥离functor中的operator() i/9QOw~  
首先operator里面的代码全是下面的形式: )W95)]  
#c@Dn.W  
return l(t) op r(t) CnruaN@  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) bq[j4xH0X  
return op l(t) b/Y9fQ n  
return op l(t1, t2) jXvGL  
return l(t) op 3p{N7/z(  
return l(t1, t2) op )k01K,%#)  
return l(t)[r(t)] pA%XqG*=Y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <9 lZ%j;  
drP2% u  
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: Yr5A,-s  
单目: return f(l(t), r(t)); 4b=hFwr[?  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); CZRrb84  
双目: return f(l(t)); =Xh^@ OR  
return f(l(t1, t2)); kF.!U/C  
下面就是f的实现,以operator/为例 [H;HrwM s)  
JIvVbI  
struct meta_divide QLH&WF  
  { :'?%%P  
template < typename T1, typename T2 > h^^zR)EVb  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 4[a?. .X  
  { 3#huC=zbf  
  return t1 / t2; >C y  
} 0l3v>ty  
} ; 9;2PoW8  
vl*CU"4  
这个工作可以让宏来做: RR!(,j^M  
'$pT:4EuGq  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ J2Y-D'*s  
template < typename T1, typename T2 > \ "<ow;ciJF  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; g \)+ LX  
以后可以直接用 i)f3\?,,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)  hLFf  
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 GHj1G,L@\  
(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。。。) *@o@>  
7Ipt~K}  
E*ybf'  
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 /]"&E"X"  
GY<ErS)2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Jfa=#`    
class unary_op : public Rettype 2 P+RfE`o  
  {  \o !  
    Left l; LSb3w/3M  
public : {PgB~|W  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} R5 47  
{9U<!  
template < typename T > @3KVYv,q  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <q hNX$t  
      { }HtP8F8!x  
      return FuncType::execute(l(t)); w{k8Y?  
    } 5,`U3na,  
EJ{Z0R{{  
    template < typename T1, typename T2 > 5x?eu n  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (UDF^  
      { QEL^0c8~  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); W[PZQCL}K)  
    } @Tb T  
} ; 9|WBJ6  
E9pKR+P  
O$u;]cg  
同样还可以申明一个binary_op fv$Y&_,5  
c nvxTI<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *zeY<6  
class binary_op : public Rettype {dvrj<?  
  { J XKps#,(#  
    Left l; _?>!Bz m  
Right r; 4NN-'Z>a  
public : ms'&.u&<  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =o\ :@I[  
W"Hjn/xSS  
template < typename T > kwNXKn/   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [M_pf2Y  
      { !P/ ]o  
      return FuncType::execute(l(t), r(t));  =<fH RX`  
    } Yf.H$L  
uW%7X2K  
    template < typename T1, typename T2 > ^@l_K +T  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const f Z$<'(t  
      { /]%,C   
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); k| 0Fa}Z[  
    } cw.Uy(ks|$  
} ; ?GqFtNz  
uA=6 HpDB  
;5^ grr@,4  
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 2!f0!<te  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 FQNhn+A  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `%AFKmc^;  
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。 Ht+ng  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! qY\zZ  
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。。。 (y|{^@  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 @z"Zj 3ti  
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) zf $&+E-  
下面是修改过的unary_op Hb 'fEo r  
9(lIz{  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > lz\{ X  
class unary_op *cCr0\Z`  
  { 1Uz'= a  
Left l; !OWVOq8  
  hKtOh  
public : *E0+!  
hR b k-b  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^|xj.  
}Bw=2 ~  
template < typename T > _Ptf^+  
  struct result_1 L]B]~Tw  
  { GJWC}$#T Y  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /k<*!H]KSg  
} ; 8(ny^]v|  
S<Q8kW:  
template < typename T1, typename T2 > ^!k^=ST1J  
  struct result_2 S#0y\  
  { Y>t*L#i  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }D dg  
} ; K4SR`Q  
Noz+\O\  
template < typename T1, typename T2 > /' L20aN2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [?Y u3E\  
  { asP>(Li  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); I@cKiB  
} .  hHt+  
|[D~7|?  
template < typename T >  ;Fcdjy  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7}Z.g9<  
  { QI~s~j  
  return OpClass::execute(lt(t)); R*.XbkW~  
} ~c ;7me.  
JiZ9ly( G  
} ; ;nLQ?eS\  
Z]$yuM  
 Cih}  
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 N;A1e@bP  
好啦,现在才真正完美了。 rsBF\(3b~  
现在在picker里面就可以这么添加了: e;x`C  
]w%7/N0R  
template < typename Right > c}Jy'F7&f  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const }@@1N3nnxV  
  { eC9~ wc  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); R8EDJ2u#  
} gv `jeN  
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。 GEA@AD=^f  
lO%Z4V_Mj  
n$y1kD  
BdUhFN*  
5yp~PhHf  
十. bind *-Lnsi^7v  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ,qiS;2(  
先来分析一下一段例子 9L%&4V}BIS  
9^0 'VRG  
GY,@jp|R  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 0VoC|,$U  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Z T8. r0  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 y>2v 9;Qp  
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。 'Twi @I  
我们来写个简单的。 dge58A)Q  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 8(KsU,%d  
对于函数对象类的版本: jR@-h"2*A  
1|/2%IDUI  
template < typename Func > |Y(].G,  
struct functor_trait 4TG|  
  { dyWWgC%A  
typedef typename Func::result_type result_type; ksDG8^9>]  
} ; "$0f.FO:i  
对于无参数函数的版本: 3I:DL#f  
%Tsefs?_  
template < typename Ret > FD|R4 V*3  
struct functor_trait < Ret ( * )() > GD[~4G  
  { ./#K@V1  
typedef Ret result_type; Y+/ofk "  
} ; v8*ZwF  
对于单参数函数的版本: ~l6e&J  
,wO5IaV  
template < typename Ret, typename V1 > HxZ4t  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > \_x)E]D  
  { e-qr d  
typedef Ret result_type; b@1QE  
} ; 7azxqa5:  
对于双参数函数的版本: z@~1e]%  
}'H Da M  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > BC@"WlD  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > H:[z#f|t  
  { 7Fy^K;V"  
typedef Ret result_type; i":-g"d  
} ; C 2oll-kN  
等等。。。 Pv1psKu  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy c |C12b[  
OPKX&)SE-  
template < typename Func > "g=ux^+X\  
struct func_return /E]4N=T  
  { U#F(#3/  
template < typename T > zLxWyPM0;  
  struct result_1 <mm}IdH  
  { )@K|Co  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z@ I%ppd  
} ; -3 W 4  
8L=QfKr  
template < typename T1, typename T2 > x<ENN>mW1  
  struct result_2 ?: meix  
  { (4g; -*N  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ]/$tt@h  
} ; ,E>VYkoA  
} ; |(P>'fat-p  
e#zGLxa  
S0 yPg9v  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 er qm=)  
P@5^`b|  
template < typename Func, typename aPicker > DV%tby  
class binder_1 zkd#vAY(A  
  { _K;rM7  
Func fn; O-y"]Wrv  
aPicker pk; T.1z<l""  
public : 4a3f!G$  
vfy- ;R(  
template < typename T > VX>_Sp s  
  struct result_1 vuAAaKz  
  { C*gSx3OG  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; L>L4%?  
} ; F2:7UNy,  
uY;/3 ?k&  
template < typename T1, typename T2 > K^w9@&g6  
  struct result_2 {UUVN/$  
  { {:oZ&y)Ac  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; O]PfQ  
} ; Maxnk3n  
=}q4ked /  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ow$#kQ&R O  
Vm.u3KE  
template < typename T > I|LS_m  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {jc~s~<#  
  { vc!S{4bN  
  return fn(pk(t)); _Ng*K]0/E  
} Xt7'clr  
template < typename T1, typename T2 > z`Q5J9_<cV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const b1& {%.3[  
  { G|MDo|q]  
  return fn(pk(t1, t2)); {&;b0'!Tf  
} '~f@p~P  
} ; 7L\GI`y  
6X jUb  
Mu( Y6  
一目了然不是么? lt$7 97  
最后实现bind 8qc %{8  
(o:Cxh V  
jK=*~I  
template < typename Func, typename aPicker > (G"qIw   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ,mX|TI<*  
  { A8RT3OiXA  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); (gf\VYM-7  
} f|G7L5-  
F*w|/-e  
2个以上参数的bind可以同理实现。 .J@[v  
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。 nn   
~^euaOFU 6  
十一. phoenix Cei U2.:U  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Dsua13 hF  
ZB2'm3'bh  
for_each(v.begin(), v.end(), 3D.S[^s*  
( aK>9:{]ez  
do_ ]Tl\9we  
[ nSow$6T_  
  cout << _1 <<   " , " MU e 'xK  
] ^VIUXa  
.while_( -- _1), G9a%N  
cout << var( " \n " ) ^(\Gonf<  
) vX/A9Qi,U.  
); (p?3#|^  
z\h+6FCD  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: #-Rz`Y<&  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor aK&+p#4t  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 :fYwFD( 9  
那么我们就照着这个思路来实现吧: @r]s9~Lx9  
0V#t ;`Q3  
9HE(*S  
template < typename Cond, typename Actor > 4@V] zfu^Q  
class do_while &+j^{a  
  { >YBpB,WND  
Cond cd; GA_`C"mx  
Actor act; iXm||?Rnx  
public : IeB6r+4|  
template < typename T > H/3Zdj 9  
  struct result_1 4 ufLP DH  
  { BXo|CITso  
  typedef int result_type; WhZaq  
} ; {~^)-^Wt:  
JZ% F  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 6{$dFwl  
U+"=  
template < typename T > ij i.3-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -k <9v.:  
  { IOkC[([  
  do GeaDaYh#T  
    { k<| l \]w  
  act(t); /plUzy2Yu  
  } B#6pQp$  
  while (cd(t)); ,GJ>vT)  
  return   0 ; EO&ACG  
} WQ}!]$<"y  
} ; nbASpa(  
pRwGv  
O_Rcd&<mr  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). t/*K#]26  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Dsj|~J3  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ~y2)&x  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 S[ ~O')  
下面就是产生这个functor的类: cN WcNMm  
=/g$bZ  
Ydh<TF4!  
template < typename Actor > 9V;$v  
class do_while_actor "b>KUzuYT  
  { d%lHa??/ h  
Actor act; =*g$#l4  
public : uR ;-eK  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 48 CI8[T  
7p.h{F'A  
template < typename Cond > Ok>(>K<r  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ,B%fjcn  
} ; t\pK`DM-[  
!p,hy `  
G|-\T(&J  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 6"i{P  
最后,是那个do_ PDt<lJU+X  
)J+{oB[>b  
%A62xnX  
class do_while_invoker #<wpSs  
  { DMQNr(w{!2  
public : (~Uel1~@  
template < typename Actor > }@14E-N=  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;}WtJ&y=M  
  { |[ Ie.&)  
  return do_while_actor < Actor > (act); ,MM>cOQ  
} Aw4?y[{H  
} do_; gr>o E#7  
(]Ye[j^"7  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? OwA~(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 (9}eF)+O  
最后来说说怎么处理break和continue  @yt 2_  
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。 =zm0w~']E!  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五