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
  • 6305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 R:, |xz  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Z>_F:1x  
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, M&5De{LS}  
{8w,{p`  
arb'.:[z^  
!b?`TUt   
  class filler H57wzG{xG  
  { `8b4P>';O'  
public : Ct9dV7SH  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 18AlQ+')?w  
} ; ,`U'q|b  
9e0t  
63T4''bwu  
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: 0<u(!iL  
2W6t0MgZ  
iE* Y@E5x0  
B<!WAw+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); bI+ TFOP  
68nBc~iAm  
WNo<0|X  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ^-dhz88wV  
/5j]laYK)  
a4x(lx&  
/(?,S{]  
二. 战前分析 u$nYddak  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ^ SW!S_&Z2  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 mM\jU5P:^  
hDD]Kc;G^1  
3$h yV{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !"s~dL,7  
  /* --------------------------------------------- */ D |9ItxYu  
vector < int *> vp( 10 ); u8b^DB#+W  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Bw4 _hlm  
/* --------------------------------------------- */ 'WcP+4c  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); {7d\du&G  
/* --------------------------------------------- */ V[avV*;3i  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); +uB.)wr  
  /* --------------------------------------------- */ }<mK79m  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); mecm,xwm  
/* --------------------------------------------- */ lJdwbuB6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); xF7q9'/F  
E2( {[J  
>f-*D25f%  
7|^5E*8/  
看了之后,我们可以思考一些问题: A)641"[  
1._1, _2是什么? 6 i'kc3w  
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。 );1UbqVPD  
2._1 = 1是在做什么? 2sYOO>  
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。 4<q'QU#l<  
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。 gYW  
TUM7(-,9  
ZGC*BP/  
三. 动工 >NAg*1  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /4Jm]"  
N2\{h(*u  
}o2e&.$4d  
+~!\;71:f  
template < typename T > oh.8WlI  
class assignment #6F/:j;  
  { Qcs >BOV~  
T value; ILMXWw  
public : 7N}==T89[  
assignment( const T & v) : value(v) {} faPgp  
template < typename T2 > IT0 [;eqR  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } \4"01:u'  
} ; mH5[(?   
,Ep41v;T%`  
LRKl3"M  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 CINC1Ll_24  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment y4`uU1=  
)~=g}&  
%G/j+Pf  
Vc?=cQ'c  
  class holder al{}p  
  { &]P1IQ  
public : =`KV),\  
template < typename T > G_)(?  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const $\vTiS'  
  { ^eY% T5K   
  return assignment < T > (t); uJu#Vr:m  
} MT(G=r8  
} ; )sG/H8  
y)0wM~E;2  
MfK}DEJK,  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: {p)=#Jd`.P  
z3(:a'  
  static holder _1; ,R5z`O  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 'o% .Q x  
*|^}=ioj*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 82A[[^`  
而不用手动写一个函数对象。 RZ GD5`n  
XpoEZ|0  
CvB)+>oa  
X@up=%(  
四. 问题分析 U!Eo*?LU$  
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。 .|x" '3#  
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。 xe9V'wICp(  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 _0 $W;8X  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Ry4`Q$=:  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 tk~<tqMq  
PYJ8\XZ1_N  
五. 问题1:一致性 3v@Y"I3;  
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?| H*VZ&{\7  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 7B8.;0X$W  
<OA[u-ph%S  
struct holder e'L$g-;>4b  
  { +RN|ZG&  
  // &#DKB#.2  
  template < typename T > 6Cz%i 6)  
T &   operator ()( const T & r) const )]P%=  
  { Z Vj  
  return (T & )r; 2%gLq  
} P DtLJt$  
} ; {j4J(dtO  
qe_59'K  
这样的话assignment也必须相应改动: <WGx 6{  
{3R?<ET]mt  
template < typename Left, typename Right > 3*;S%1C^  
class assignment |8s45g>  
  { +y\mlfJ.-b  
Left l; !K5D:x  
Right r; i\94e{uty[  
public : YpwMfl4  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} LG> lj$hO  
template < typename T2 > -naoM  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } <[w>Mbqj_  
} ; uszH1@g'  
siK:?A@4D  
同时,holder的operator=也需要改动: U?sio%`(  
JtGBNz!"  
template < typename T > z4iZE*ZS  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const RY9h^q*  
  { FNB4YZ6  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); aK4ZH}XHE"  
} ``9`Xq  
=BNS3W6  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 KQv97#n1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Ub9p&=]h  
`zBQ:_3J_  
return l(rhs) = r; BkcA_a:W  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 |*[#Iii'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: xXn2M*g  
P K9BowlW  
template < typename Tp > Ki{]5Rz  
class constant_t <QZ X""  
  { PS3%V_2  
  const Tp t; |\iJ6m;a  
public : 3,4m|Z2)  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} )AoF-&,w  
template < typename T > f )K(la^'  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t9(sSl  
  { 5U5)$K'OA  
  return t; 6<N Q/*(/  
} nW7Ew<`Q  
} ; /+{]?y,  
dxAP7v  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 .Bb86Y=3  
下面就可以修改holder的operator=了 _hbTxyj  
qsTB)RdjP%  
template < typename T > b i 8Qbo4  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 9]^ CDL  
  { JC}oc M j0  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Y9_OkcW)  
} P]wCC`qi  
'v V |un(6  
同时也要修改assignment的operator() NwB;9ZhZ  
^ua8Ya  
template < typename T2 > @}B,l.Tj  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } p@Ng.HE  
现在代码看起来就很一致了。 f1}am<  
D^jyG6Ch  
六. 问题2:链式操作 ((T0zQ7=  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <sNk yQ  
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。 i!k5P".o^  
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。 u#sbr8Y  
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。 b2p;-rv  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct lIDGL05f'  
Pe<}kS m4  
template < typename T > g (:%E  
struct result_1 c[RkiV3  
  { _(.,<R5  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; uxsfQ%3`#  
} ; >L{s[pLJ  
_}RzJKl@  
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: 8R;A5o,  
Mu?hB{o1  
template < typename T > e"]*^Q  
struct   ref F^bzE5#  
  { &9:"X  
typedef T & reference; zJ7=r#b  
} ; k,UezuV  
template < typename T > dX8N7{"[  
struct   ref < T &> ]pi8%.d  
  { @ %}4R`S0  
typedef T & reference; 1deNrmp%  
} ; 4EtP|  
K)!Nf.r$9  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: %e,X7W`'2  
B[Gl}(E  
template < typename T > knU=#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const @ 4%a  
  { FsdxLMwk1  
  return l(t) = r(t); *'&mcEpg  
} \Rff3$  
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。 0>KW94  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Nt^9N #+N  
_xVtB1@kLM  
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 1s@%q <  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Y::I_6[eV  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 5\6S5JyIL  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 pf'-(W+  
最后的布局是: $Z8=QlG>  
                Add k@i+gV%  
              /   \ FBCi,_ \4  
            Divide   5 ,b/qcu_|-  
            /   \ O^W.5SaR  
          _1     3 z%cpV{Nu  
似乎一切都解决了?不。 RV2s@<0p  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 vUa&9Y  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 00d<V:Aoy  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: DL:wiQ  
B-`,h pp  
template < typename Right > q\fZ Q  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Vs0T*4C=n  
Right & rt) const 5u=(zg  
  { ?%Pd:~4D  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); lNw8eT~2  
} D:yj#&I  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /y.+N`_  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 rnV\O L  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 Cb5Rr +K=  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 C ~&~Ano,  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 wgeR%#DW  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? L9G xqw  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: OE=]/([  
D$wl.r  
template < class Action > tAM t7p-  
class picker : public Action ~H)s>6>#v  
  { M-Tjp'=*  
public : 9ne13 qVm+  
picker( const Action & act) : Action(act) {} [-$:XOO  
  // all the operator overloaded {+&qC\YF  
} ; 'p{N5eM  
{d%% nK~  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 q4~w D  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: j m]d:=4_  
0L5 n<<7  
template < typename Right > os3jpFeG'  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const jBO/1h=  
  { ,+gU^dc|hq  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); &H`AS6  
} %FDv6peH  
TI9]v(  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Hlr[x  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 HL^+:`,  
tlnU2TT_f  
template < typename T >   struct picker_maker ?C[W~m P  
  { *88Q6=Mm  
typedef picker < constant_t < T >   > result; aBN^J_  
} ; :=iP_*#  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 8?> #  
  { %rmn+L),;  
typedef picker < T > result; \.`;p  
} ; Pr%Y!|  
bAsoIra  
下面总的结构就有了: 4zRz U  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 i`Tp +e@a>  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 w'/ Mn+  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 C`Oc%~UkC  
至此链式操作完美实现。 '>wr _ f  
R.FC3<TTv  
8{t^< j$n  
七. 问题3 zree}VqD;5  
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。 fnwhkL#8  
~q.a<B`,t  
template < typename T1, typename T2 > vIL'&~C\y  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ODbEL/  
  { m=hlim;P,  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); /.{q2]  
} $E j;CN59  
$mV1K)ege  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 907N;r  
q$|Wxnz  
template < typename T1, typename T2 > vSOO[.=  
struct result_2 NM`5hd{  
  { :oYz=c  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; #s\HiO$BT  
} ; C3XB'CL6  
X#|B*t34  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ?nLlZpZ2v  
这个差事就留给了holder自己。 _:B/XZ  
    hLqRF4>L  
co93}A,k  
template < int Order > &tAhRMa  
class holder; <K(qv^C  
template <> 2~*J<iO&l  
class holder < 1 > xksd&X:  
  { . paA0j  
public : 1kd\Fq^z$  
template < typename T > ","O8'$OC  
  struct result_1 :?2@qWaL  
  { YT*_ vmJV  
  typedef T & result; [eb?Fd~WB]  
} ; J@Qt(rRxi  
template < typename T1, typename T2 > SWX[|sjdB  
  struct result_2 ?=bqya"Y  
  { va>u1S<lO  
  typedef T1 & result; o*[n[\cR  
} ; kK0.j)(  
template < typename T > Q|DVB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ap :mc:  
  { wb#ZRmx}  
  return (T & )r; nE 2w ?  
} O ;34~k   
template < typename T1, typename T2 > @%oHt*u  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X6hp}  
  { Skb d'j  
  return (T1 & )r1; Ke*tLnO  
} 6D=9J%;  
} ; u%o]r9xl'  
u n)YK  
template <> 3>~W_c9@  
class holder < 2 > Y#/mE!&  
  { Rz #&v  
public : ~yGD("X  
template < typename T >  .J0Tn,m  
  struct result_1 XTibx;yd<  
  { uPmK:9]3R  
  typedef T & result; [1LlzCAFBw  
} ; o4^|n1vN  
template < typename T1, typename T2 > kK,Ne%}a2K  
  struct result_2 V!{}%;f  
  { ZM6`:/lc  
  typedef T2 & result; K+s@.D9J  
} ; SU,#:s(  
template < typename T > ^n@dC?  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5~pQ$-  
  { 1 +0-VRl  
  return (T & )r; eTeZ^G  
} ef Moi'v  
template < typename T1, typename T2 > l\HLlwYO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const O<RLw)nzg  
  { 7gk}f%,3P  
  return (T2 & )r2; K&\ q6bU  
}  W0&x0  
} ; )F$<-0pT  
#[uDVCM  
]gw[ ~  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 G2 E4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 9W7 ljUg  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Wq+a5[3"  
wm'a)B?  
return l(i, j) = r(i, j); t1Zcr#b>  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~YH'&L.O  
3w>S?"W#  
  return ( int & )i; mw\ z'  
  return ( int & )j; :j)v=qul  
最后执行i = j; v7h!'U[/  
可见,参数被正确的选择了。 =hP7 Hea(N  
C'wRF90  
Sb/`a~q ^  
xa=Lu?t%<  
`hVi!Q]*P  
八. 中期总结 @{X<|,W9w  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: J [k,S(Y  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 G0izZWc  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 PX} ~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor nB &[R  
z>6hK:27  
a(eKb2CX  
\Fs+H,S<  
ld7B!_b<  
pkKcTY1Fx  
九. 简化 gfW_S&&q  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 UGb<&)  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 UG!528;7  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: , S }  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 pnpx`u;  
  +-*/&|^等 ;h-W&i7  
2. 返回引用。 L,+m5wKj[  
  =,各种复合赋值等 }Z,xF`  
3. 返回固定类型。 0p31C7!  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) e!B>M{  
4. 原样返回。 >x3$Ld  
  operator, Od,P,t9  
5. 返回解引用的类型。 *B3 4  
  operator*(单目) ,u<oAI`  
6. 返回地址。 gB)Cmw*  
  operator&(单目) k vQ] }`a  
7. 下表访问返回类型。 PsMp &~^  
  operator[] 0D s W1  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 'Zket=Sm;  
  operator<<和operator>> r3BQo[ 't  
y"L7.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。 og~Uv"&?T  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Po1/_# mu  
T!yI+<  
template < typename Left > r-s9]0"7~  
struct value_return [gybdI5wur  
  { (Ev=kO  
template < typename T > '| 6ZPv&N  
  struct result_1 <Rb[0E$  
  { L|*0 A=6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Dga;GYx  
} ; (X3}&aLF  
9 \lSN5W  
template < typename T1, typename T2 > ~ubcD6f  
  struct result_2 DmA~Vj!a^y  
  { N+9W2n  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ?s-Z3{k  
} ; 5{Oq* |  
} ; _pN:p7l(  
*I6W6y;E=  
wxc24y  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ;]PP +h  
v(`9+*  
下面我们来剥离functor中的operator() }I3m8A  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ; "K"S[  
sq45fRAi  
return l(t) op r(t) !K%8tr4   
return l(t1, t2) op r(t1, t2) S11ME  
return op l(t)  v[+ ]  
return op l(t1, t2) 8JFvz(SK>  
return l(t) op 4/?@ %  
return l(t1, t2) op ec sQshR  
return l(t)[r(t)] UID0|+%Y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] :AYhBhitC  
Rh :|ij>B  
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: "2=v:\~=  
单目: return f(l(t), r(t)); M?ObK#l!_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8:sQB% BB  
双目: return f(l(t)); ]/6i#fTw  
return f(l(t1, t2));  X? l5}  
下面就是f的实现,以operator/为例 /_D_W,#P  
3Ow bU  
struct meta_divide t8ZzBD!dP  
  { f6])M)  
template < typename T1, typename T2 > 8svN*`[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) oB$c-!&  
  { L:_GpZ_  
  return t1 / t2; Z'!i"Jzq|{  
} ?_t_rF(?6  
} ; :lBw0{fP  
)C>8B`^S  
这个工作可以让宏来做: #;])/8R%  
NyR,@n1  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ H{et2J<H  
template < typename T1, typename T2 > \ B(1WI_}~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |*%i]@V=  
以后可以直接用 + usB$=kJ  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) gA:unsI  
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 )&s9QBo{b  
(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。。。) I&wJK'GM`  
1'YUK"i  
=1+/`w  
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 X-y3CO:&@h  
c\le8C3  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > i?:#lbw_  
class unary_op : public Rettype Lyq[gQjr  
  { vI20G89E  
    Left l; v];P| Fi  
public : j@s*hZ^J+  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} :Xs3Vh,V  
w'6sJ#ba(  
template < typename T > 5q;c=oRUj  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D%*Ryg  
      { < #zd]t  
      return FuncType::execute(l(t)); f=IF_|@^S  
    } ):]5WHYg  
vyvb-oz;u  
    template < typename T1, typename T2 > L]* 5cH  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G$[Hm\V  
      { gx.\&W b  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); -)Hc^'.  
    } {_R{gpj'  
} ; 64qqJmG 3  
q&2L@l3A  
UB,0c)   
同样还可以申明一个binary_op gE9x+g  
m(w9s;<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [4r<WvUaM  
class binary_op : public Rettype F<4>g+Ag  
  { D]twid~OS  
    Left l; K]&i9`>N   
Right r; }Ud'j'QMy  
public : u&Yd+');  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "$.B@[iY@  
[0!*<%BgK'  
template < typename T > kjF4c6v  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?=,7'@e  
      { 3Mq%3jX  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 'iU+mRLp  
    } -_M':  
73l,PJ  
    template < typename T1, typename T2 > A_Y5{6@  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Oe21noL  
      { `Y3\R#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); O4cBn{Dq9  
    } sD$K<nyz  
} ; `LNKbTc[m  
}yaM.+8.  
i3cMRcS;  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ?-'GbOr!  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 <m,bP c :R  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8~sC$sIlE  
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。 p_i',5H(  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! = &^tfD  
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。。。  K{9  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Te`MIR  
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) NNMn,J  
下面是修改过的unary_op #~4;yY\$I  
Myf2"\}  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ,0eXg  
class unary_op LK<ZF=z]Z  
  { ^O& y ;5  
Left l; Y?- "HK:  
  uANpqT}!  
public : TQykXZ2Yb)  
'$[a-)4  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} n72kJ3u.  
-EE}HUP)  
template < typename T > P('bnDU  
  struct result_1 vDyGxU!#\  
  { d.Q<!Au3  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; U ]7;K>.T  
} ; @O|`r(le  
F_&H*kL L3  
template < typename T1, typename T2 > f?TS#jG4}  
  struct result_2 ( j:eky  
  {  & [ ,*  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dM-~Qo  
} ; !DD4Bqez  
lQv (5hIm  
template < typename T1, typename T2 > TAq[g|N-;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g>g*1oS  
  { 7=s7dYlu  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); -"I9`  
} 3_>=Cv}  
CSH*^nk':O  
template < typename T > !b$]D?=}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I|Mw*2U  
  { qfRrX"  
  return OpClass::execute(lt(t)); .*Z#;3  
} 6Ilj7m*  
qC3PKlhv6  
} ; 1k`gr&S  
e'p"gX  
7eW6$$ju,N  
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 :\C/mT3xL)  
好啦,现在才真正完美了。 "bz.nE*  
现在在picker里面就可以这么添加了: \YHl(  
+|H,N7a<  
template < typename Right > GiKhdy  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ""m/?TZq'  
  { `~\8fN  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ZG? e%  
} 5RP5%U  
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。 d$8K,-M  
u>:j$@56  
+O)ZB$w4  
a5&[O  
?O"zp65d(  
十. bind ^gkKk&~A5?  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 e7tio!  
先来分析一下一段例子 N4b{^JkF  
5=Y(.}6  
E(&zH;?_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} pD }b$  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 TmK8z  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~qX wQ@  
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。 )\7Cp-E-W  
我们来写个简单的。 h,6> ^A  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: SwaMpNXL  
对于函数对象类的版本: or bz`IQc  
JSx[V<7m  
template < typename Func > 7PwH&rI  
struct functor_trait Ocz21gl-?`  
  { D[6wMep^n  
typedef typename Func::result_type result_type; *1T~ruNqa  
} ; )<Mo.  
对于无参数函数的版本: Wys$#pJ  
#4!f/dWJp  
template < typename Ret > l<'}`  
struct functor_trait < Ret ( * )() > foB&H;A4oC  
  { m)]|mYjju  
typedef Ret result_type; )@] W=  
} ; %Aa_Bumf*:  
对于单参数函数的版本: )6eFYt%c  
K92M9=>  
template < typename Ret, typename V1 > }:[MSUm5  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > O&}R  
  { rDu?XJA  
typedef Ret result_type; KuEM~Q=  
} ; LR'~:46#u  
对于双参数函数的版本: ,Ek6X)|@  
19RbIG/X  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > b@sq}8YD|z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > \Ym!5,^o  
  { .4[M-@4+]  
typedef Ret result_type; ylDfr){  
} ; @}uo:b:Q  
等等。。。 44KWS~  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy j&b<YPZ  
Ns#L9T#  
template < typename Func > !3o/c w9  
struct func_return C4t~k  
  { EW3--33s  
template < typename T > 8#4Gs Q"  
  struct result_1 um\A  
  { LX #.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 9*Fc+/  
} ; Y&y<WN}Q  
F!2VTPm9z  
template < typename T1, typename T2 > YG)7+94  
  struct result_2 ,u!_mV  
  { W)Y:2P<.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; uC6e2py<[  
} ; 2z1r|?l  
} ; Ik@MIxLK  
KXUJ*l-5  
ju4wU; Nu  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 {UF|-VaG  
RB;2  
template < typename Func, typename aPicker > 75A60Uw  
class binder_1 pK'D(t  
  { 23opaX5V=  
Func fn; @V@<j)3P  
aPicker pk; 6;Mv)|FJF  
public : 3E>]6  
[|YJg]i-  
template < typename T > H>"P]Y)oX  
  struct result_1 wy:euKB~   
  { 'b+ Tio  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `8TL*.9  
} ; c:s[vghH^#  
ZW 5FL-I  
template < typename T1, typename T2 > GkKoc v  
  struct result_2 FY]Et= p  
  { ~dLe9-_9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?3i<^@?  
} ; 5"+;}E|q  
W;U<,g '  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} N'|9rB2e  
ZJ[p7XP  
template < typename T > JqEo~]E]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .tK]-f2  
  { SK_N|X].  
  return fn(pk(t)); 0,iG9D 7  
} ? :F Jc[J  
template < typename T1, typename T2 > Kn2W{*wD  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9D yy&$s  
  { q@Zeu\T,*#  
  return fn(pk(t1, t2)); lH"VLO2l  
} 1W9uWkk_d  
} ; 9FF  
^a#W|-:  
'2{60t_A  
一目了然不是么? ntZHO}'  
最后实现bind j3>&Su>H4  
8Z 0@-8vi  
)1O|+m k  
template < typename Func, typename aPicker > q-e3;$  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) CZ(fP86e  
  { Owh:(EJ"d  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7}tXF  
} /8P7L'Rb  
msw=x0{n5  
2个以上参数的bind可以同理实现。 X"T)X#:)  
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。 qf%p#+:B3  
VZ2CWE)t  
十一. phoenix / 6DW+!  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: %y)LBSxf  
n5*m x7  
for_each(v.begin(), v.end(), B5]nP .R  
( $- GwNG  
do_ mf2Qu  
[ cn'r BY  
  cout << _1 <<   " , " XZ/cREz^s  
] ^5-SL?E  
.while_( -- _1), /)r[}C0   
cout << var( " \n " ) Pa ^_ s  
) Gk|T1%  
); #jw%0H;l]  
quFNPdP  
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: q]y{ 4"=5  
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 ?nf4K/IjZ!  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 }/7rA)_  
那么我们就照着这个思路来实现吧: KoFWI_(b  
YRj"]= 5N  
Wix4se1Ac  
template < typename Cond, typename Actor > @EH@_EwYV  
class do_while 85+w\KuEY  
  { ,6wGdaMR  
Cond cd; vGp`P  
Actor act; PxJvE*6^H  
public : .y#>mXm>  
template < typename T > SFRYX,0m  
  struct result_1 kX:8sbZ##4  
  { 7#9fcfL  
  typedef int result_type; Wk]E6yz6  
} ; /? Bu^KX  
A&Cs (e  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} E |=]k  
i6E~]&~.v  
template < typename T >  ;.~D!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [Y6ZcO/-i  
  { gy/bA  
  do IZZ $p{  
    { ,*;g+[Bhpl  
  act(t); 7nbaR~ZV  
  }  e:6mz\J  
  while (cd(t)); lq)[  
  return   0 ; cUU"*bA#  
} 7i9wfc h$U  
} ; \}7xgQ>oV  
>+*lG>!z  
GUsJF;;V  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator().  .+-7 'ux  
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。 < z{,@Z}  
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。 :tLMh08h  
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。 "D ivsq^  
下面就是产生这个functor的类: 05;J7T<  
h ?+vH{}j  
BNbz{tbX"  
template < typename Actor > 2O0</^Z%E  
class do_while_actor HH^yruP\}  
  { Q_|Lv&  
Actor act; DcZ,a E]  
public : LLwC*)#  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 3 n1 > +8  
}/F9(m  
template < typename Cond > k i{8f  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; }yM!o`90  
} ; nkz^^q`5l7  
S!7|vb*ko  
\2)~dV: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。 'tq4-11xB  
最后,是那个do_ FdMTc(>  
e:=+~F(f  
ks<+gL{K|i  
class do_while_invoker ?/Z5%?6  
  { (APGz,^9#  
public :  6Xt c3  
template < typename Actor > 1zY" Uxp  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const q]m$%>  
  { Iyt.`z  
  return do_while_actor < Actor > (act); h) W|~y@  
} =2, iNn  
} do_; -2y>X`1Y  
B%KfB VC  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? w'P!<JaZ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 h7>`:~  
最后来说说怎么处理break和continue ~01Fp;L/  
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。 mvGj !'  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五