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
  • 8367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 vP'!&}  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 JB5%\   
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, @pJ;L1sn  
w0yzC0yBk  
Xe`$SNM  
w0=/V[fs  
  class filler \zA3H$Df~  
  { Fm&f  
public : '>bn94$  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} F|VHr@%  
} ; GM^H )8U  
!3c+}j-j  
v?nGAn  
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: ,B x0  
=b)!l9TX  
8&+u+@H  
71<4q {n  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); tmoclK-  
?a, `{1m0\  
xjxX4_  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Om7 '_}  
E\Iz:ES^  
\q!TI x  
WqCER^~'>  
二. 战前分析 nC$ c.K'  
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。 =(c.8d  
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 -~~R?,H'Z_  
vgNrHq&2q  
h^WMv *2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]w-W  
  /* --------------------------------------------- */ PK{FQ3b2{  
vector < int *> vp( 10 ); )P+<=8@a  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #MMp0  
/* --------------------------------------------- */ R5},E  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); O#8lJ%?  
/* --------------------------------------------- */ CAA 3-"Cwi  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Y!(w.G  
  /* --------------------------------------------- */ 7oL:C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); %6V=G5+W  
/* --------------------------------------------- */ ,(hP /<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); vON7~KA  
#~|esr/wf  
Mg^A,8lrm  
YWANBM(v+  
看了之后,我们可以思考一些问题: Csgby(D*O  
1._1, _2是什么? =@P(cFJ/  
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。 8JMxA2tZhG  
2._1 = 1是在做什么? n-wOLH  
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。 H\<PGC"_Y  
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。 hJ4 A5m.  
u!VrMH  
3][   
三. 动工 I[ 06R  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 2of+KI:  
Dn>C :YS`  
/Vv)00  
~( rZ)  
template < typename T > {@" F/G+  
class assignment gV5mERKs  
  { rb>2l3g*  
T value; 6k7x7z  
public : p .~5k  
assignment( const T & v) : value(v) {} `Y '-2Fv  
template < typename T2 >  $iH  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 4;IZ}9|G  
} ; NfCo)C-t  
O]25 {L  
I|/|\  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 yaI jXv  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment --`W1!jI@  
Sn;q:e3i{A  
$nf %<Q  
BMU#pK;P]  
  class holder KWw?W1H  
  { jlD3SF~2  
public : r)G)i;;~*  
template < typename T > %we! J%'Y]  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ;O .;i,#Z  
  { c-?0~A  
  return assignment < T > (t); q6 4bP4K  
} bh5C  
} ; y<yU5  
AX{yfL  
[s-!t E3-  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: {]y!2r  
#vcQ =%;O  
  static holder _1; Ei@al>.\  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 URyY^+s  
8 vvNn>Q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8PRB_ny  
而不用手动写一个函数对象。 _[hVGCSB  
 A1jA$  
d\ Xijy  
4Rl~7|  
四. 问题分析 v)!^%D  
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。 H]0(GLvH  
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。 H)+wkR!~  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 [lj^lN8  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 lR]SGdY  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 hl+ T  
1~*JenV-  
五. 问题1:一致性 %bTXu1  
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?| dM5N1$1,  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 QnH~' k  
I9cZZ`vs  
struct holder ~0{F,R.$  
  { B o[aiT  
  // G4f%=Z  
  template < typename T > `]l[p+DO  
T &   operator ()( const T & r) const {/qq*0wa  
  { cvnRd.&  
  return (T & )r; ^0"[l {  
} /gLi(Uw  
} ; s|Zv>Qt  
$Mqw)X&q  
这样的话assignment也必须相应改动: ARid   
!2=eau^p  
template < typename Left, typename Right > .iEzEmu  
class assignment |w`Q$ c  
  { tp+H]H3  
Left l; [V,f@}m F  
Right r; </h}2x  
public : z Q11dLjs  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .\AbE*lZ#  
template < typename T2 > H:L<gv(rG  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } =q*j". <  
} ; v6KF0mqA&  
*5 S~@  
同时,holder的operator=也需要改动: nx`I9j\  
q6N6QI8/  
template < typename T > 'Y-Y By :  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 2NqO,B|R  
  { p GSS   
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Y[alOJ  
} ~@ hiLW  
-$kA WP8P4  
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。 _WHGd&u  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 g h&,U`  
:+}Eo9  
return l(rhs) = r; C?VNkBJ>\  
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。 d} ]jw4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: R;2 Z~P  
M!b"c4|<  
template < typename Tp > =(>pv,  
class constant_t p3{ 3[fDx  
  { Q.L.B7'e7  
  const Tp t; z] teQaUZ  
public : R9lb<`  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Z\*jt B:  
template < typename T > c o%-d  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 6"Rw&3D?  
  { +d,Z_ 6F  
  return t; 0N>R!  
} l)( 3]  
} ; A<s9c=d6  
qCgoB 0  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 SpX6PwM  
下面就可以修改holder的operator=了 '#@tovr  
qFYM2  
template < typename T > ju?D=n@i  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const G^/8lIj  
  { rnTjw "%  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); $y+Bril5W  
} \ POQeZ  
X=i",5;  
同时也要修改assignment的operator() ]B r 6!U4~  
g\lEdxm6Sj  
template < typename T2 > vmK`QPu 2  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $[DSe~  
现在代码看起来就很一致了。 l^%W/b>?b  
K';x2ffj  
六. 问题2:链式操作 :f5"w+  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [}t^+^/  
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。 mR6hnKa_53  
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。 ]<IK0  
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。 $:SSm $k  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct %/Y;  
w [7vxQ!-  
template < typename T > {pyTiz#JY  
struct result_1 B`<K]ut  
  { ?hS&OtW   
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; C(kIj  
} ; ~zT743  
R\d)kcy4  
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: sW]fPa(cn,  
,c9K]>8m`  
template < typename T > =S:Snk%  
struct   ref R;EdYbiF b  
  { zyi;vu  
typedef T & reference; w_]`)$9  
} ; p? L*vcU  
template < typename T > QNe siV0MI  
struct   ref < T &> .-HwT3  
  { - HiRXB  
typedef T & reference; #[.aj2  
} ; | )M>;q   
o6T'U#7P  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: @J UCXm  
#cy;((zuB  
template < typename T > NANgV~Y&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const k~=_]sLn  
  { sw$$I~21  
  return l(t) = r(t); Ty;P`Uv]r  
} Ne9S90HsB6  
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。 Iu|4QE  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 pDV8B/{  
A{Dy3tm=  
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 /@QPJ~%8Ud  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: @pkQ2OM 2  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Usz O--.C  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ap|$8 G  
最后的布局是: T_/ n#e  
                Add 1E]TH/JK  
              /   \ * faG0le  
            Divide   5 <Po$|$_~  
            /   \ ATscP hk  
          _1     3 f )Ef-o  
似乎一切都解决了?不。 KO3X)D<3  
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。 ur K~]68  
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。 AMf{E  
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: Z(:q.{"r  
{k8R6l1  
template < typename Right > N83c+vs%c  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const hxe X6  
Right & rt) const e .1! K  
  { ! n13B  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); xka&,`z  
} H=v=)cUe[  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]m<z  
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。 >&%#`PKT  
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。 VtnVl`/]  
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。 PJ3M,2H1b.  
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。 d.Ep#4  
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? GLWEoV9<  
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: $@^*lUw  
5VZZk%oy  
template < class Action > 5DxNHEuS  
class picker : public Action uyDPWnYk  
  { @P @{%I  
public : A} v;uNS]  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ^ i8"eF  
  // all the operator overloaded u%sfHGrH  
} ; :` >bh  
{j[a'Gb  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 92XG|CWX  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: oFL7dL  
Gw-y6e'|Y  
template < typename Right > i# bcjH  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 9zE/SDu7\  
  { eY\w ?pT2  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v+(-\T\i  
} pPsT,i?  
~1:_w ni  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^2C \--=;  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 yIYQ.-DkS+  
_?v&\j  
template < typename T >   struct picker_maker !q!5D`  
  { tE WolO[\  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 7A"v:e  
} ; z9Nial`p  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 4@r76v}{  
  { G3dA`3  
typedef picker < T > result; w8}jmpnI  
} ; )m_q2xV  
l/-qVAd!q  
下面总的结构就有了: wQX18aF/#d  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 t$z 5m<8  
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。 pS+hE4D  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Te2 C<c  
至此链式操作完美实现。 &oxHVZJ  
~$d(@T&  
N$N 7aE$  
七. 问题3 Qo\?(E M  
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。 d.yATP  
of8 >xvE|  
template < typename T1, typename T2 > t?wVh0gT  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T/234;Uf|  
  { 9m%2&fjK^  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); @%BsQm  
} <f#pS[A  
z1nKj\AM2  
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: "7J38Ej\  
XaF;IS@A  
template < typename T1, typename T2 > moRo>bvN~  
struct result_2 ?7uK:'8  
  { J p)I9k,Ez  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; *i>hFNLdOM  
} ; K57u87=*X?  
MU:q`DRr  
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? i}5M'~ F  
这个差事就留给了holder自己。 MdhD "Q  
    Q zp!)i  
MY'T%_i d  
template < int Order > B?l 0u  
class holder; I%l2_hs0V  
template <> x>tsI}C  
class holder < 1 > @%jY  
  { YI>9C 76L  
public : e$7KMH=  
template < typename T > f4Ob4ah!(  
  struct result_1 %UlgG 1?A  
  { 35J VF*z  
  typedef T & result; A1n4R  
} ; _+,>NJ  
template < typename T1, typename T2 > i0F6eqe=J  
  struct result_2 n0Qp:_2z  
  { &v#pS!UOj  
  typedef T1 & result; XT?wCb41R  
} ; Clb7=@f  
template < typename T > Nq1YFI>W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *dN_=32u  
  { KM?w{ ~9  
  return (T & )r; :7~DiH:Q  
} mVEIHzk2b  
template < typename T1, typename T2 > kD(#LM<9s  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \k{d'R#~(  
  { Mm;[f'{M)  
  return (T1 & )r1; $18?Q+?3  
} \5}*;O@  
} ; _2hZGC%&E  
@z^7*#vQv  
template <> ~G1B}c]  
class holder < 2 > ~OWpk)Vq  
  { (8~D ^N6Z  
public : DMOP*;Uk  
template < typename T > UF$O@l  
  struct result_1 "7eL&  
  { 7AlL,&+  
  typedef T & result; qh+&Zx~  
} ; (|>rDk;  
template < typename T1, typename T2 > -A@/cS%p  
  struct result_2 l6zYiM  
  { 1Tr%lO5?6  
  typedef T2 & result; AH-BZ8  
} ; \OXQ%J2v  
template < typename T > ]( FFvqA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @,9YF }  
  { Z/T( 4  
  return (T & )r; tSe[*V4{'  
} XRHngW_A  
template < typename T1, typename T2 > yb,X }"Et  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const vR&b2G7o  
  {  !# zO%  
  return (T2 & )r2; ~~=]_lwyK%  
} eV~"T2!Sb  
} ; b +Z/nfS  
Ahc9HA2  
;2$0j1>  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 5WvsS( 9H  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )7p(htCz5  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ^#IE t#  
mZG n:f}=  
return l(i, j) = r(i, j); 4;Vi@(G)  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0Y:)$h2?  
2x<!>B  
  return ( int & )i; Fy0sn|  
  return ( int & )j; L6#4A3yh  
最后执行i = j; }1%%`  
可见,参数被正确的选择了。 T$<yl#FY  
3.1%L"r[)  
N.0g%0A.D  
=dsEt\ j  
@AM11v\:  
八. 中期总结 e)N< r  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: +z:>Nl  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 /4N?v. jf  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 +prUau*  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ns *:mGh  
#SG.`J<%  
dS\!tdHP-Q  
3y,2RernK  
@biU@[D  
-+M360  
九. 简化 o)>iHzR</  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 i"x V=.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ,FXc_BCx4  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 7XLqP  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 rxqSi0p  
  +-*/&|^等 .6C6ZUB;  
2. 返回引用。 _]-4UA-  
  =,各种复合赋值等 I9Uj3cL\  
3. 返回固定类型。 G&@d J &B  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) QBGjH^kL  
4. 原样返回。 I~^Xw7  
  operator, !XM<`H/  
5. 返回解引用的类型。 uE<8L(*B  
  operator*(单目) ( mn:!3H%  
6. 返回地址。 00{a }@n  
  operator&(单目) B:Ft(,  
7. 下表访问返回类型。 a 9{:ot8,  
  operator[] 1)jea wVmj  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 `SOQPAnK+;  
  operator<<和operator>> RRpY%-8M  
\yZVn6GVr  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 hlZ{bO 'f  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: IC(:RtJ  
H  XFY  
template < typename Left > z&B9Yu4M7  
struct value_return k14<E /  
  { o"FR% %  
template < typename T > e!o\AB%d  
  struct result_1 '7/F]S0K  
  { N {~P}Sw  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; wGw~ F:z  
} ; e&*b{>1*  
tW94\3)1  
template < typename T1, typename T2 > O9E:QN<U`*  
  struct result_2 LokH4A17U  
  { J3~%9MCJ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; j7QK8O$XL  
} ; ?{jey_]M  
} ; &3;"$P  
D~BL Txq  
g4W/T  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait FRajo~H  
)QRT/, ;c  
下面我们来剥离functor中的operator() }mzd23^W>P  
首先operator里面的代码全是下面的形式: idGn{f((f  
`/'p1?Z"  
return l(t) op r(t) 1G.?Y3DC<  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Z^z{, u;!  
return op l(t) 2~l7WW+lx,  
return op l(t1, t2) F_9 4k  
return l(t) op rsLkH&aM  
return l(t1, t2) op PH%'^YAl7  
return l(t)[r(t)] #ACT&J  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] sW'_K.z  
EI7n|X a1q  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: [3s-S+n @  
单目: return f(l(t), r(t)); GlTpK^.  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Kw$@_~BJ6  
双目: return f(l(t)); S9] I [4  
return f(l(t1, t2)); ~]QQaP  
下面就是f的实现,以operator/为例 cm_5,wB(w  
&P>& T  
struct meta_divide !02y'JS1  
  { hc[J,yG  
template < typename T1, typename T2 > xr]bH.>  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) E:dN)  
  { ZI;*X~h  
  return t1 / t2; (,jsZ!sl  
} n6.Z{Q'b  
} ; ZS wuEX  
{9-9!jN{"  
这个工作可以让宏来做: fP5i3[T  
5>+@.hPX  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ TfT^.p*  
template < typename T1, typename T2 > \ ?jUgDwc(w  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; /3Gq&[R{  
以后可以直接用 ZO cpF1y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ej@4jpHQN  
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 U5TkgHN{y  
(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。。。) ygj%VG  
,zr9*t  
7M7Lj0Y)L  
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 yj#FO'UY  
ZJU %&@  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yo->mD  
class unary_op : public Rettype *$|f9jVh  
  { ^|p D(v  
    Left l; LH)1IGAx2y  
public : i!*<LIq  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} axph]o@ y@  
=}Zl E  
template < typename T > s R>>l3H  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f S/:OnH  
      { M>Tg$^lm  
      return FuncType::execute(l(t)); }2LWDQ;po  
    } % &&)[  
Y'~O_coG  
    template < typename T1, typename T2 > !j`<iPI7B  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UkpTK8>&  
      { *]NfT}}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); "_\"S  
    } fdX|t "oz  
} ; ][tR=Y#&y5  
hU-FSdR  
!reOYt|  
同样还可以申明一个binary_op =pi,]m  
NfPWcK [  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > iKV|~7nwO  
class binary_op : public Rettype YVa,?&i=N  
  { w(aj'i  
    Left l; ;`LG WT-<F  
Right r; ,$ /Ld76U  
public : 5I1YB+$}e  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} nRB3VsL  
 R*2N\2  
template < typename T > 3IQI={:k|D  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +DX P &Q  
      { fX 1%I  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); KYw7Jx`l  
    }  iY$iL<  
E;s_=j1f  
    template < typename T1, typename T2 > ^pd7nr~Y  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %q3`k#?<  
      { ut\ X{.r7  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); B!,&{[D  
    } No6-i{HZ  
} ; XP o#qT8n  
poW%Fzj  
d]E={}qo&  
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 xok T  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 f4\$<g/~  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) jY%.t)>)  
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。 au+Jz_$)  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! A :KZyd"Z  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 )Cj1VjAg  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 M0xhcU_  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) G.<0^q,  
下面是修改过的unary_op LYL_Ah'=  
M>m!\bb%.  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > [pEb`s  
class unary_op ()Kaxcs?+  
  { kN1R8|pv  
Left l; v JGH8$%;,  
  anpKW a  
public : g$#A'Du  
~mt{j7  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 48^C+#Jbc  
Vf~-v$YI  
template < typename T > O.X;w<F/V  
  struct result_1 ;@ixrj0u  
  { rZpsC}C'  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0j4n1 1#  
} ; A|1xK90^XT  
LKcp.i  
template < typename T1, typename T2 > =,;$d&#*h  
  struct result_2 frPQi{u$  
  { Z3c\}HLY  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _[z)%`kay  
} ; ~K#92  
R,78}7B  
template < typename T1, typename T2 > qOy(dG g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N [3Y~HX!q  
  { yH-&o,  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); DoFe:+_U3  
} Z]Ud x  
*,CJ 3< >  
template < typename T > lMu9Dp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9y&;6V.'  
  { ?+7~ E8  
  return OpClass::execute(lt(t)); v5\ALWy+p  
} TO5y.M|7  
ibZ[U p?  
} ; o96c`a u  
de2G"'F  
fi>.X99(G  
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 7Ko*`-p  
好啦,现在才真正完美了。 'D`lVUB  
现在在picker里面就可以这么添加了: qGV(p}$O  
B,_K mHItd  
template < typename Right > E_A5KLP  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const AEnkx!o  
  { dl8f]y#Q  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); VT4 >6u}  
} 0_ST2I"Ln  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 \.iejB  
p<'pqf  
k"gm;,`  
~ L%,9  
/v<Gt%3X  
十. bind klAlS%  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 +U J~/XV  
先来分析一下一段例子 ga\ s5  
\F`>zY2$%  
F7jkl4  
int foo( int x, int y) { return x - y;} =J)-#|eZG  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 SC%HHu\l  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 hM!g6\ w  
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。 /~WBqcl  
我们来写个简单的。 z7XI`MZN^  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: l3^'bp6HQ  
对于函数对象类的版本: 0iM'),v[]  
^ op0" #B  
template < typename Func > HU/4K7e`  
struct functor_trait bXOM=T  
  { {aV,h@>  
typedef typename Func::result_type result_type; >6&Rytcc]  
} ; $Bc3| `K1v  
对于无参数函数的版本: V >eG\  
b|k^   
template < typename Ret > #W/Ch"Kv  
struct functor_trait < Ret ( * )() > <m~8pM  
  { <5j%!6zo  
typedef Ret result_type; X,G"#j^  
} ; ^4 ,LIIUj  
对于单参数函数的版本: !mqIq} h  
X=f%!  
template < typename Ret, typename V1 > XY6Sm{  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > vs+aUT C\  
  { ^CQp5kp]  
typedef Ret result_type; QA^FP8!j  
} ; /SM 7t_  
对于双参数函数的版本: 73S N\  
eB9&HD:  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > zBq&/?  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ucz~y! 4L{  
  { vJi<PQ6  
typedef Ret result_type; A =Z$H2  
} ; 5`e;l$ M`  
等等。。。 ](n)bF+ym  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy !PeSnO  
p`\>GWuT!  
template < typename Func >  _}JMBIq$  
struct func_return gzvgXZ1q"  
  { V>obMr^5  
template < typename T > ^+d]'$  
  struct result_1 tUOY`]0  
  { Crj7n/mp]s  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }.8yKj^p  
} ; f>Ua7!b  
YZ:C9:S6X  
template < typename T1, typename T2 > 9* 3;v;F  
  struct result_2 -~JYfj@  
  { c V MRSp  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; HrZX~JnTmf  
} ; :|ah u  
} ; 6XCFL-o-  
B:UM2Jl   
KlS#f  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 GB}=  
dP_bFUzg  
template < typename Func, typename aPicker > ,gG RCp  
class binder_1 pJ1\@G  
  { (xTGt",_Jo  
Func fn; {fV$\^c  
aPicker pk; 0k5uqGLXe  
public : 4:**d[|1  
+hispU3ia  
template < typename T > OXKV6r6f  
  struct result_1 d)Z&_v<|  
  { o+XQMg  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; +rSU  
} ; CSW+UaE  
Gl|n}wo$  
template < typename T1, typename T2 > B6Ajcfy  
  struct result_2 #l- 0$  
  { q o^mp  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ~UeTV?)  
} ; XHJ` C\xR  
YIgHLM(  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} R)SY#*Y  
<z#Fj`2{  
template < typename T > k#\j\t-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dXM8iP  
  { 1/;E8{  
  return fn(pk(t)); ;34p [RT  
} yVXVHCB  
template < typename T1, typename T2 > P{QHG 3  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z1 ($9hE>  
  { Z.Dg=>G]  
  return fn(pk(t1, t2)); #XqCz>Z  
} UA~ 4O Q]  
} ; aMHC+R1X  
eYlI};  
+zLw%WD[l  
一目了然不是么? lEHXh2  
最后实现bind ;&}z L.!jo  
KDP47A  
:HY =^$\  
template < typename Func, typename aPicker > xw_)~Y%\  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ae@!M  
  { #QcRN?s  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); GRofOJ  
} 2&]LZ:(  
)Qe]!$tqfD  
2个以上参数的bind可以同理实现。 I 2OQ  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 5cU:wc  
Rcw[`q3/  
十一. phoenix T!41[vm(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Ck %if  
Q_iN/F  
for_each(v.begin(), v.end(), :X-S&S X0  
( XSK<hr0m  
do_ T2azHo7  
[ ~&MDfpl  
  cout << _1 <<   " , " 1t^9.!$@y  
] 4J(-~  
.while_( -- _1), Q/4ICgo4  
cout << var( " \n " ) Kj3Gm>B<y  
) Ac|dmu  
); %t!S 7UD  
.o C! ~'  
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: YtWw)IK  
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 !plu;w  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 OQ wO7Z  
那么我们就照着这个思路来实现吧: O_.!qk1R  
}KIS_krs  
,tyPZR_  
template < typename Cond, typename Actor > @^ -Y&N!b=  
class do_while (/]#G8  
  { CP%^)LX *  
Cond cd; 4~FRE)8  
Actor act; $2i@@#g8  
public : L'aB/5_%  
template < typename T > tH *|  
  struct result_1 vbtZ5Gm  
  { S|LY U!IWZ  
  typedef int result_type; $^?VyHXvY  
} ; p19@to5l  
TKsP#Dt/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 1>L'F8"  
#Y'b?&b  
template < typename T > hqjjd-S0  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )b2O!p  
  { tAJ}36 aG  
  do q<z8P;oP^  
    { +5Dc5Bl  
  act(t); Y0EX{oxt1  
  } a L+>XN  
  while (cd(t)); |?g-8":H8P  
  return   0 ; "gm5 DE  
} [' pO=ho  
} ; /JC1o&z_T  
U Xpp1/d|e  
vF'>?O?  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ;sAGTq  
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。 wik<# ke  
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。 C|3Xz[k{  
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。 ZxT E(BQv  
下面就是产生这个functor的类: J!5b~8`v  
.7b%7dQ<\  
`Z5dRLrd  
template < typename Actor > mR XR uK  
class do_while_actor DQXcf*R  
  { Ny$3$5/  
Actor act; GQ@mQ=i  
public : /Qr`au  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} I{[Z  
2YW;=n  
template < typename Cond > y1PyH  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; . o /uA  
} ; HZ Wt>f  
D^.  c:  
a*.#Zgy:lK  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 `\\s%}vZ*T  
最后,是那个do_ qA`@~\ qh"  
\6?a  
L;j++^p  
class do_while_invoker L2EQ 9i'[  
  { h{ix$Xn~  
public : @d 7V@F0d  
template < typename Actor > c$&({Z{1  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const YOGj__:  
  { Ow4(1eE_  
  return do_while_actor < Actor > (act); Gvh"3|u ?z  
} /PTRe5-7  
} do_; W9tZX5V1  
$S?gQN.e  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? L_vl%ii-  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 m=^]93+  
最后来说说怎么处理break和continue $,, PF/N8c  
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。 F5/,S   
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
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