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
  • 6771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 %;,4qB  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 M3!4,_!~  
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, p735i`8  
uNf97*~_  
K1CgM1v  
q+2v9K@  
  class filler ^Eif~v  
  { W4q |55  
public : _sAcvKH  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} y<kg;-& 8  
} ; #H;1)G(/  
VQ;'SY:`  
_0o65?F  
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: dlH&8  
*nB-] w/  
2 $Umqt  
:Z.P0=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); HdRwDW@7=  
} 8[  
&2r[4  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 {~`{bnx^]7  
)Lg~2]'?j  
L cTTfb+<  
',!>9Dj  
二. 战前分析 {hoe^07XK  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 N<XMSt  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 f h:wmc'  
LKgo(&mY  
Q%W>m0 %  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); d%:J-UtG"  
  /* --------------------------------------------- */ 5[]Yxl  
vector < int *> vp( 10 ); Q@[(0R1  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); N!./u(b  
/* --------------------------------------------- */ R-tZC9 @  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3Xm> 3  
/* --------------------------------------------- */ MS\?+8|SV(  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); U+[h^M$U  
  /* --------------------------------------------- */ Y+eDE:4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); f^lhdZ\  
/* --------------------------------------------- */ vCUbbQz  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); K%UjPzPWw  
4'"WD0  
OVGB7CB]S  
yIg^iZD  
看了之后,我们可以思考一些问题: SPm2I(at7  
1._1, _2是什么? =s9*=5r8  
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。 yp)D"w4@  
2._1 = 1是在做什么? <{i1/"k?X  
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。 55/)2B2J  
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。 >J#/IjCW  
rdsZ[ii  
'EN80+xYX  
三. 动工 n. vrq-  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Hc-up.?v'v  
N*+WGsxl$z  
$xis4/2  
hV&"  
template < typename T > iUs_)1  
class assignment ^oR qu  
  { Y@7n>U  
T value; #Z,@yJ2wl  
public : {^k7}`7,  
assignment( const T & v) : value(v) {} 5s@xpWVot  
template < typename T2 > KwgFh#e  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } +U4';[LG1C  
} ; O:ACp<@  
8#[2]1X^8  
pu_?) U  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 P=7X+}@  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Sj o-Xf}  
Y#+Ws0wN  
8_pyfb  
)l.AsfW%  
  class holder FL4BdJ\  
  { ^=8/Iw  
public : -2'+GO7G  
template < typename T > WJ^]mpH9  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const KpDb%j  
  { Q pIec\a+  
  return assignment < T > (t); gyegdky3  
} F'CJN$6Mw/  
} ; 3Pp+>{2_?  
Pz\ByD  
d c/^  
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: E~VV19Bv]/  
@pH6FXVGzt  
  static holder _1; f'*/IG  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5z\,]  
<H{K&,Z(ZM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 'z{|#zd9  
而不用手动写一个函数对象。 CD5% iFy  
FA := )  
$$EEhy  
Bsha)<  
四. 问题分析 L=fy!R  
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。 q8n@fi6  
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。 7GS 4gSd3  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %yd(=%)fMB  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *e<}hm Dr  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ,In%r`{i  
X|G[Ma?   
五. 问题1:一致性 *$`N5;7'`  
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?|  \m+=|  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 =vvd)og  
q+2A>:|  
struct holder gsUF\4A(J  
  { g^x=y  
  // Ul6|LTY  
  template < typename T > /y|ZAN  
T &   operator ()( const T & r) const g'{?j~g  
  { "K$c9Z8  
  return (T & )r; <&gs)BY  
} ZI1*Cb  
} ; fM|s,'Q1x  
~j(vGO3JB  
这样的话assignment也必须相应改动: v*FbvrY  
+\;Ro18?  
template < typename Left, typename Right > DVMdRfA  
class assignment pLCS\AUTsv  
  { 6 eu7&Kj'  
Left l; wa{!%qu5.R  
Right r; 5j$&Zgx51  
public : B~| ]gd  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 60 cQ3.e  
template < typename T2 > <SQR";  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } GB<.kOGQ[  
} ; ?1c7wEk  
^suQ7#g  
同时,holder的operator=也需要改动: hdcB*j?4  
L N.:>,  
template < typename T > [CfZE  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const LI25VDZ|iP  
  { x}Lj|U$r<X  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Tx]p4wY:D  
} Q4L=]qc T  
);_/0:  
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。 /$]S'[5uF  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :T?WN+3  
m. p'LF  
return l(rhs) = r; 8_G6X\q};  
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。 3e47UquZ  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: oXqJypR 2  
],[<^=|  
template < typename Tp > ujkWVE'  
class constant_t D`!BjhlW  
  { >ov#\  
  const Tp t; RticGQy&5  
public : !Q_Wbu\U  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ejr'Yzl3_  
template < typename T > ]0 = |?n$7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9-q> W  
  { reArXmU<u  
  return t; ?u?mSO/  
} vnVT0)Lel  
} ; @t1pB]O:  
d4ld-y  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 .9=4Af  
下面就可以修改holder的operator=了 ZzTkEz >  
U^ , !  
template < typename T > L(cKyg[R  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =)c-Xz  
  { ~_"V7  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); )u28:+8  
} b=\chCRJJ  
f=Pn,.>tIz  
同时也要修改assignment的operator() G~bDl:k`A  
@RszPH1B  
template < typename T2 > cF=WhP*f  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } w xte  
现在代码看起来就很一致了。 YEaT_zWG0  
wd<{%qK`{  
六. 问题2:链式操作 yEbo`/ ]b  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 r)Lm| S  
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。 *c=vEQn-  
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。 GH-Fqz  
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。 r,Xyb`  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +swTMR  
K$qY^oyQFw  
template < typename T > |te=DCO  
struct result_1 ,.V<rDwN&  
  { +a|Q)Ob  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; x*'H@!!G  
} ; XR7v\rd  
+y'2 h%>h[  
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: [pm IQ228  
0x5Ax=ut  
template < typename T > [?9 `x-Q  
struct   ref  dm=?o  
  { uF}dEDB|;  
typedef T & reference; f -F}~S  
} ; {'wvb "b  
template < typename T > 0k16f3uI   
struct   ref < T &> >2pxl(i  
  { 9@ fSO<  
typedef T & reference; Y7p@NG&1q  
} ; %!nN<%  
`Ji WS  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: RnRUJNlaG  
V?G%-+^  
template < typename T > ~BuBma_   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ]jVE  
  { &QfEDDJ  
  return l(t) = r(t); fvH{ va.  
} B?-w<":!  
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。 K`9~#Zx$  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 SDE+"MjBY  
pQ0*)}l,  
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 =d ;#Nu-  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: p2rT0gu!  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 y3 N[F  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 GfK%UZ$C  
最后的布局是: s6!&4=ZA  
                Add g3[-[G^5  
              /   \ +CdUr~6  
            Divide   5 F>#F@j^c  
            /   \ v.C  
          _1     3 XPMUhozV  
似乎一切都解决了?不。 Q0jg(=9wP  
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。 X=m^+%iD  
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。 5,^DT15a4P  
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: _wb]tE ~g  
NI,>$@{  
template < typename Right > F4T!&E%6  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const yeta)@nH  
Right & rt) const )b]wpEFl  
  { 3$YbEl@#  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Nb ~J'"  
} I|&DXF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 e }C,)   
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。 E+XS7':I  
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。 Q) aZ0 Pt  
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。 +l)t5Mg\  
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。 nZ'jjS[!  
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? e4Ibj/  
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: viYrPhH+z  
Uq'W<.v 5  
template < class Action > C)yw b6  
class picker : public Action dg#Pb@7a  
  { #Ox@[Z1I  
public : j?o6>j  
picker( const Action & act) : Action(act) {} hV,T889'  
  // all the operator overloaded Q~wS2f`)  
} ; L#a!fd  
#P}n+w_@  
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。 ?d?.&nt  
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: ;Qt/(/  
<aaT,J8%[  
template < typename Right > T`]%$$1s  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ?nL,Otz  
  { ~Y~M}4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =EYgck;)  
} ! a\v)R  
F`e E*&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > q#8\BOTP |  
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。 \DE, ,  
+\ "NPK@3  
template < typename T >   struct picker_maker 1I'Q{X&B  
  { > fV "bj.  
typedef picker < constant_t < T >   > result; &gT@oS{  
} ; ^vSSG5  :  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ipGxi[Vav  
  { o58c!44  
typedef picker < T > result; _0^>^he  
} ; /=za m3kd  
7>MG8pf3a  
下面总的结构就有了: =IX-n$d`>  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 w]h8KNt  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 38X{>*  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 T3=h7a %=  
至此链式操作完美实现。 Zz:%KUl3  
0>-}c>  
[8Z#HjhQ  
七. 问题3 K@[Hej6d  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 MK Sw  
vY.VFEP/  
template < typename T1, typename T2 > WB'1_a  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6Ktq7'Z@  
  { lZIJ[.  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); jp4-w(  
} rzie_)a Y%  
&k_LK  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: "B +F6  
7J6Z?  
template < typename T1, typename T2 > ]3 GO_tL  
struct result_2 JP( tf+  
  { ^@=4HtA  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; mb3aUFxA;  
} ; =5^1Bl  
Hiwij,1  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? >;j&]]-&  
这个差事就留给了holder自己。 8[AU`F8W  
    |XNw&X1VF  
`) ],FE*:  
template < int Order > (s|WmSQ  
class holder; q6sb;?I  
template <> WQ:Y NmQ1p  
class holder < 1 > T?Z&\g0yp  
  { {=&( { cS  
public : e9Gu`$K  
template < typename T > n dN*X'  
  struct result_1 x2HISxg  
  { aTH$+f1?Q  
  typedef T & result; >e.KD) qA  
} ; tV pXA'"!x  
template < typename T1, typename T2 > :p)^+AF"5  
  struct result_2 Y+g(aak+.  
  { 8a8D0}'  
  typedef T1 & result; g;[t1~oF  
} ; a[rb-Z  
template < typename T > |) &d9|]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +mR^I$9  
  { Y1ca=ewFx  
  return (T & )r; _):@C:6  
} ld({1jpX,  
template < typename T1, typename T2 > {<}Hut:a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .qYQ3G'V  
  { br k*;  
  return (T1 & )r1; K]yWpW  
} C+`V?rp=s  
} ; =;I+: K  
@ %q>Jd  
template <> 8gt*`]I  
class holder < 2 > Ml?KnSb  
  { d, ?GW  
public : cAVdH{$"  
template < typename T > b"trg {e  
  struct result_1 uz$p'Q  
  { rADzJ#CU \  
  typedef T & result; ;GOu'34j  
} ; gk5Gf l  
template < typename T1, typename T2 > BjTgZ98J  
  struct result_2 T9kc(i'  
  { /S~ =qodS  
  typedef T2 & result; [[N${C  
} ; /yY}.S  
template < typename T > Nx*1m BC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5~2_wWjX  
  { >O~V#1 H  
  return (T & )r; ]Z85%q^`  
} _T8S4s8q  
template < typename T1, typename T2 > w?N>3`Jnf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const i -@V  
  { Hmx.BBz  
  return (T2 & )r2; gsa@ci  
} a +~b3  
} ; /PR 4ILed  
XsFzSm  
vfmY >nr  
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> >。 i`vy<Dvpz  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Lh.-*H  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: z> DQ  
5e7\tBab  
return l(i, j) = r(i, j); L=C#E0{i  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 1^tX:qR  
9zCuVUcd$.  
  return ( int & )i; `f~$h?}3-@  
  return ( int & )j; !)W#|sys&  
最后执行i = j; X*5N&AJ  
可见,参数被正确的选择了。 MOp "kA  
+bJ~S:[  
 +`ov1h  
a+a6P5kJ  
U&a(WQV9&  
八. 中期总结 .4$F~!aj9  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: R1<$VR  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 $}z/BV1I  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 e+VE FWz  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor +qT+iHa|n  
\$ss  
W@'*G*f  
V3d$C&<(  
`R.Pz _oe  
({!H ()  
九. 简化 |90X_6(  
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。 734n1-F?I%  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ~82 {Y _{/  
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: $% gz, {  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 7^LCP*  
  +-*/&|^等 :$PrlE  
2. 返回引用。 +o"CMI  
  =,各种复合赋值等 X(3| (1;sV  
3. 返回固定类型。 ?cKTeGrS  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) uZ>q$ F  
4. 原样返回。 }:;UnE}  
  operator, |GsMLY:0  
5. 返回解引用的类型。 83{P7PBQ;]  
  operator*(单目) LEOa=(mN\  
6. 返回地址。 7y)Ar 8!D  
  operator&(单目) iDhC_F|  
7. 下表访问返回类型。 M7 k WJ  
  operator[] z5Tsu1 c  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 }&2,!;"">3  
  operator<<和operator>> FH$q,BI!R  
O|^J;fS:  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Cg`lQY U  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: RO%M9LISI  
6?C';1  
template < typename Left > tm2lxt  
struct value_return *p#@W-:9E  
  { 9&`";dg  
template < typename T > 2 >j0,2  
  struct result_1 BGwD{6`U  
  { ~UNha/nt  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; &/)B d%  
} ; )|k#cT{=M  
3]9Rmx  
template < typename T1, typename T2 > I.T?A9Z  
  struct result_2 <p/2hHfiD  
  { g0}jE%)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; lz36;Fp  
} ; j6XHH&ZEb  
} ; HX}B#T  
-zqpjxU:  
l}/&6hI+d  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait k`|E&+og  
ZX1/6|_  
下面我们来剥离functor中的operator() \b8#xT}  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Bmcc SC;o4  
4\*:Lc,-  
return l(t) op r(t) Hc8He!X*#  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) r `n|fD.  
return op l(t) )z18:C3  
return op l(t1, t2) y"'p#j  
return l(t) op Pc< "qy  
return l(t1, t2) op ?b{y#du2a  
return l(t)[r(t)] d,(q 3  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _X;,,VEV!  
~_ZK93o(  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: J@E]Fl  
单目: return f(l(t), r(t)); {Bk` Zlki  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); [MwL=9;!H  
双目: return f(l(t)); <2&qIvHL  
return f(l(t1, t2)); F~ \ONO5  
下面就是f的实现,以operator/为例 <jF&+[*iT  
z uW4gJ  
struct meta_divide V:J|shRo  
  { ecJjE 56P  
template < typename T1, typename T2 > Mog [,{w  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) V4ePYud;^  
  { F+Qnf'at1  
  return t1 / t2; kc P ZIP:  
} b|DU  
} ;  p#]9^oA  
) xa )$u  
这个工作可以让宏来做: Xy 4k;+  
8Nyz{T[  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ DT>`.y%2W  
template < typename T1, typename T2 > \ DzE^FY  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; [7gz?9VyLF  
以后可以直接用 MZ-;'w&Z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `^hA&/1  
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 /*Q3=Dse]  
(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。。。) l9=Ka{$^*  
y'odn ;  
#t(/wa4  
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 | |pOiR5  
f~a 7E;y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > SH=S>  
class unary_op : public Rettype 3?"gfw W  
  { H7&y79mB  
    Left l; U!o  
public : Sq_.RU  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} OhCdBO  
Ew PJ|Z^  
template < typename T > @Q2E1Uu%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3I( n];  
      { _[-MyUs  
      return FuncType::execute(l(t)); /ZabY  
    } E2w-b^,5  
<|Lz#iV37  
    template < typename T1, typename T2 > l{C]0^6>i  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const db_?da;!`  
      { yy8BkG(  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); S>(xx"Ia  
    } VpHwc!APq  
} ; ~< UYJc  
OQ_< Vxz  
&(, &mE  
同样还可以申明一个binary_op 9H4"=!AAgD  
E`^ D9:3:)  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5p!{#r6m  
class binary_op : public Rettype 3-:^mRPJ  
  { &o t^+uVH  
    Left l; 2'M5+[8y8  
Right r; }DjVZ48  
public : jmv=rl>E*  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %_Lz0L64k  
1/:vFX  
template < typename T > l }^ziY!  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B\rY\  
      { YzZj=]\`b  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); w)vpo/?  
    } bIBF2m4  
r-EIoZ"P  
    template < typename T1, typename T2 > x2)WiO/As  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UQh.o   
      { MYara;k  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); x<!]#**;  
    } A#I&&qZ  
} ; b1IAp>*2l  
UIf#Gy|l  
_7:Bxx4B  
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 dPpQCx f  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 zB+e;x f|  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Q!IqvmO  
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。 zJ8T.+qJ  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Z P|k3   
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。。。 mk~CE  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 A ?V-Sz#  
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) wY\,b*x  
下面是修改过的unary_op -WyB2$!(  
( EJ1g^|"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > pd:YR;  
class unary_op 7#UJ444b~  
  { 6 .?0 {2s  
Left l; Zi}h\R a  
  qrw*?6mSQ  
public : 5X];?(VTsb  
b}Im>n!  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )eZuG S  
[N4N7yF  
template < typename T > =m (u=|N3  
  struct result_1 p(GI02|n  
  { ?rt[ aK  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; #G0'Q2  
} ; q*4@d)_&  
k-^^Ao*@  
template < typename T1, typename T2 > #Cs/.(<  
  struct result_2 IpzU=+h  
  { 8#A4B2  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8_`C&vx  
} ; N|)e {|k  
94 6r#`q  
template < typename T1, typename T2 > U5cbO{\ 3I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const uInI{>  
  { # 7d vT=  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); @Bkg<  
} j8?! J^TC  
L)7{_s  
template < typename T > nZNS}|6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FR'Nzi$  
  { ~LF M,@  
  return OpClass::execute(lt(t)); "#8^":,4  
} O<>+l*bk  
l&W:t9o  
} ; d,meKQ n  
7}c[GC)F  
0%\fm W j  
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 Ik5-ooZ&{  
好啦,现在才真正完美了。 cyjgi /Z  
现在在picker里面就可以这么添加了: (A}c22qe  
@sd{V  
template < typename Right > D"fjk1  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Ae^4  
  { $j(4FyH\  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); l_2l/ff9  
}  =/ !A  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 /K+;HAUTn  
ojj T  
4RQ38%> >j  
vu*{+YpH  
l96 AJB'  
十. bind T{#=A$vu  
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。 l9y%@7  
先来分析一下一段例子 L5&,sJz  
<A\g*ld  
[5b[ztN%  
int foo( int x, int y) { return x - y;} I;$tBgOWq  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 G[zysxd  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 %2G3+T8*x  
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。 @k:@mzB7R  
我们来写个简单的。 K_N`My  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: $x+ P)5)  
对于函数对象类的版本: 9(KffnE^  
F*:H&,  
template < typename Func > 4dSAGLpp  
struct functor_trait e6T?2`5P  
  { 98{n6$\  
typedef typename Func::result_type result_type; h{)`W ]~  
} ; 6p,}?6^  
对于无参数函数的版本: %a-fxV[  
')fIa2dO/  
template < typename Ret > d;r,?/C  
struct functor_trait < Ret ( * )() > cZt5;"xgr]  
  { Z3Xgi~c  
typedef Ret result_type; `E>o:tff  
} ; xkaed  
对于单参数函数的版本: % <%r  
Hu!<GB~  
template < typename Ret, typename V1 > <(~geN  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > $T2zs$  
  { 2+LvlS)C  
typedef Ret result_type; t{ridA}  
} ; I?<ibLpX  
对于双参数函数的版本: _p+q)#.W  
`zcpaE.@  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ,=}+.ax  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Vf(n  
  { 8O*O 5   
typedef Ret result_type; JCITIjD7=  
} ; ~^eC?F(  
等等。。。 QVR-`d/  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy mgEZiAV?  
DJNM =v  
template < typename Func > T!5g:;~y >  
struct func_return Bq \WG=Fd  
  { `+WQ^dP@  
template < typename T > VDv>I 2%  
  struct result_1 LoS%  FI  
  { 'p'nAB''!  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; M5LqZyY  
} ; *>Zq79TG  
of.=n  
template < typename T1, typename T2 > oVnHbvP1X  
  struct result_2 HG})V PBa  
  { k5GJrK+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Gh{vExH@5(  
} ; 3ry0.  
} ; :B4X/  
K7H` Yt  
.. xg4V/  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Una7O]  
Hjm  
template < typename Func, typename aPicker > Gn_rf"  
class binder_1 -_RMiGM?T  
  { =)GhrWeVi4  
Func fn; $($26g  
aPicker pk; ({}JvSn1  
public : n$fYgZKn  
- W5ml @  
template < typename T > tz&oe  
  struct result_1 '%$)"g]/#  
  { VnB"0 "%w  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; P<@V  
} ; 7]w]i5  
~a^"VQ5]ac  
template < typename T1, typename T2 > ;LM,<QJ  
  struct result_2 R7 )2@;i  
  { Q$NT>d6Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; WML%yO\.;  
} ; k%5 o5Hx  
l H@hV  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} n:-:LSa+3  
9b8ZOk'9_  
template < typename T > mgk<PY  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O|opNr  
  { j~d<n_   
  return fn(pk(t)); jW^@lH EU  
} $y\\ ?  
template < typename T1, typename T2 > QN!$41A?{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ov$_Phm:  
  { brk>oM;t  
  return fn(pk(t1, t2)); [/ B$cH  
} u dhj$:t  
} ; tCFXb6Cz  
Gm 0&y  
biy1!r  
一目了然不是么? Cx.GEY|0  
最后实现bind +} al_.  
]chfa  
Q:6i 3 Nr/  
template < typename Func, typename aPicker > =.Tc l"O[  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) vR X_}`m8#  
  { fO+$`r>9  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); +}eGCZra  
} 3dlL?+Y#  
8CR b6  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ]m _<lRye  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 K+=cNC4B  
r &<sSE;5  
十一. phoenix ]!JUiFj"uD  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: noali96J  
+j*hbG=  
for_each(v.begin(), v.end(), llbf(!  
( 2$)xpET  
do_ ^EK]z8;|  
[ hG~TqH^} B  
  cout << _1 <<   " , " ^Jv$Wx  
] 8|5ttdZ  
.while_( -- _1), Y8 c#"vm(  
cout << var( " \n " ) &!|'EW  
) |\PI"rW  
); .c+NsI9}  
ID/=YG@  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: fC$Rz#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 6:Fb>|]*PY  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 kx6AMx!nX  
那么我们就照着这个思路来实现吧: :gD=F&V  
7Nu.2qE  
?pE)K<+Zkf  
template < typename Cond, typename Actor > k0@b"y*  
class do_while C`4m#  
  { >(>,*zP<9  
Cond cd; _,,w>q6K  
Actor act; _>b=f  
public : S.u1[Yz^  
template < typename T > Bri yy  
  struct result_1 t)!(s,;T  
  { K{]9Yo  
  typedef int result_type; ~AqFLv/%  
} ; ,>YW7+kY  
'AU:[eyUV  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} /6K9? /  
A_:CGtv:  
template < typename T > 3FD6.X>x  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $N;Nvp2  
  { 5]-q.A5m  
  do apz) 4%A  
    { YadG05PDe  
  act(t); 8@$`'h^6  
  } Vx gP^*  
  while (cd(t)); ,/oqLI\  
  return   0 ; ^k* h  
} _l{`lQ}  
} ; W@b Z~Q9  
[>IV#6$  
}0y2k7^]  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). qKSS 2f $  
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。 (dH "b *  
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。 6Z}8"VJr {  
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。 ZH~=;S-t  
下面就是产生这个functor的类: Iez`g<r  
ij=_h_nA  
yhuzjn  
template < typename Actor > DN$[rCi7  
class do_while_actor 3J3Yt`  
  { `X8wnD  
Actor act; |ee A>z"I  
public : GJ9'i-\*\  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 99KW("C1F  
D\4pLm"!v  
template < typename Cond > Os rHA  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; x\i+MVR-  
} ; 'PS_|zI  
B - 1Kfc  
J4woZ{d  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 _k|k$qxE  
最后,是那个do_ "Dt: 8Nf^  
pXhN?joe  
A!:R1tTR;S  
class do_while_invoker |uIgZ|7[  
  { fi tsu"G  
public : {Qf/.[  
template < typename Actor > gj@>9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 8 U<$u,WS  
  { GzN /0:b  
  return do_while_actor < Actor > (act); riu_^!"Z_  
} SR$?pJh D%  
} do_; @UK%l :L  
Oj F]K,$  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? c!ul9Cw  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 i6Fvi Zx  
最后来说说怎么处理break和continue qy( kb(J  
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。 sDZ<X A  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五