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
  • 4373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 -'BA{#e}L  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3?Pn6J{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, UHxE)]J  
MR<;i2p  
C[Dav&=^F  
aj,T)oDbt6  
  class filler I=9!Rs(QF  
  { +d!v}aJ  
public : %\r!7@Q  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} .h5[Q/*h  
} ; .]7Qu;L  
09kt[  
h!:~f-@j4  
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: ]U7KLUY>:  
q)vplV1A  
sx51X^d  
?6jkI2w  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ^:* 1d \  
)V:]g\t  
pd8Nke  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 'ao"9-c  
s)2fG\1  
['*8IWg  
w{90`  
二. 战前分析 z7Eg5rm|QZ  
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}+E2fDA  
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 S (N\cw$  
Y.U[wL>  
T%n2$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {Gw.l."  
  /* --------------------------------------------- */ @%lBrM  
vector < int *> vp( 10 ); zyg  }F  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); e^Ky<*Y  
/* --------------------------------------------- */ z)=+ F]  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); &o97u4xi  
/* --------------------------------------------- */ ,qrQ"r9  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); GS Q/NYK  
  /* --------------------------------------------- */ u% n*gcY  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); b-*3 2Y%  
/* --------------------------------------------- */ ^ Dt#$Z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); lmSo8/%T  
\3jW~FV  
9{8GP  
$gM8{.!  
看了之后,我们可以思考一些问题: <K4 ,7J$}h  
1._1, _2是什么? ZzBQe  
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。 STw#lU) %(  
2._1 = 1是在做什么? zf>5,k'x'A  
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。 FwZ>{~?3  
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。 ~/ilx#d  
^F"iP7   
@*DyZB  
三. 动工 \ y{Tn@7  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: T=:]]nf?M  
4r0b)Y &I  
Yl$SW;@  
g@Qgxsyk>  
template < typename T > b (I2m  
class assignment PeE/iZ.  
  { 2kUxD8BcN  
T value; iTg;7~1pY  
public : AkT<2H|4  
assignment( const T & v) : value(v) {} A &9(mB  
template < typename T2 > okFvn;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } T'aec]u  
} ; 3QOUU,Dt$  
A?T<",bO  
}AvcoD/b  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 y{a$y}7#X  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment .+([  
^+9sG$T_EV  
`H3.,]  
c$QX )V  
  class holder Ep4Hqx $  
  { FHPXu59u  
public : !HJ$UG/\  
template < typename T > )I-fU4?  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7 #=}:3c  
  { A=-F,=k(!/  
  return assignment < T > (t); gxGrspqg  
} kz S=g|_  
} ; ^v@4|E$  
N9rBW   
O!Z|r ?  
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: 56Z\-=KAU  
a3 >zoN  
  static holder _1; GBC*>Y  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 N=)z  
M#@aB"@J>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 35*\_9/#  
而不用手动写一个函数对象。 /)rkiwp  
WWZ9._  
1]T`n/d V  
2 qO3XI  
四. 问题分析 {3Vk p5%l  
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。 Jj^GWZRu  
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。 w_iamqe,  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (:+>#V)pZ  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 T^}  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 X+n`qiwq  
RP`2)/sMT  
五. 问题1:一致性 \M/6m^zS  
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?| $,hwU3RVxc  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 %AnW~v  
l~Lb!;,dN  
struct holder J%]D%2vnk`  
  { ^5t  
  // '?yCq$&  
  template < typename T > Ab1/.~^  
T &   operator ()( const T & r) const BD#.-xWV  
  { e|r0zw S  
  return (T & )r; 41 vL"P K  
} 2n`Lg4=  
} ; v}v 5  
,A5)<}  
这样的话assignment也必须相应改动: |k{-l!HI  
(HN4g;{  
template < typename Left, typename Right > k,Zm GllQ]  
class assignment bO/*2oau  
  { })IO#,  
Left l; W:QwHZ2O  
Right r; "MiD8wX-  
public : p&K\]l}  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Y+/l X6'  
template < typename T2 > mi2o1"Jd$`  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 8"vwU@cfC  
} ; >LF&EM]  
! qJI'+_  
同时,holder的operator=也需要改动: '?GQ~Bf<>  
ELh3 ^  
template < typename T > kYxS~Kd<  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .]}N55M  
  { DjW$?>  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -&[z\"T  
} K.SeK3(  
(w2= 2$  
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。 '?Iif#Z1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 <V_7|)'/A  
B">yKB:D}t  
return l(rhs) = r; 3An(jt$%Q  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 1;W=!Fx  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: \T-~JQVj  
`HX3|w6W;  
template < typename Tp > [D'Gr*5~{  
class constant_t 3LlU]  
  { *[kxF*^  
  const Tp t; [B?z1z8l  
public : ?Cci:Lin  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} O(OmGu4%  
template < typename T > p#_[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const `!w^0kZ  
  { ".2A9]_s  
  return t; 4^!4eyQ^  
} w&lZ42(mF  
} ; 5su.+4z\  
f(u&XuZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]RFdLV?  
下面就可以修改holder的operator=了 +CTmcbyOi  
Ds5N Ap:x  
template < typename T > ^@}#me@  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 9[|4[3K  
  { (buw^ ,NwZ  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); < `Z%O<X  
} FUaNiAr[  
_JOP[KHb  
同时也要修改assignment的operator() +*t|yKO>[  
TV{)n'aA  
template < typename T2 > t^@T`2jL  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } jFj~]]j  
现在代码看起来就很一致了。 vg5NY =O  
[{PqV):p  
六. 问题2:链式操作 E5B8 Z?$a  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 H(\V+@~>AD  
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。 }#b %"I0  
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。 b4~H3|  
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。 H,>#|F  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 'H=weH  
KP~-$NR  
template < typename T > !.+"4TF  
struct result_1 &jJckT  
  { =FBIrw{w  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6f}e+80  
} ; )DZTB  
1-$P0  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ?*K<*wBw#  
,ZK]i CGk  
template < typename T > /{G/|a  
struct   ref YhgUCF#  
  { d1NE%hg3  
typedef T & reference; OKQLv+q5K)  
} ; KF{a$d  
template < typename T > `45d"B I  
struct   ref < T &> POBpJg  
  { t&"5dM\  
typedef T & reference; RWahsJTu  
} ; <PD|_nZT  
HtzMDGV<  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: qWB%),`j>  
0QR.   
template < typename T > Jn,w)Els  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const xzK>Xi?  
  { h3h8lt_ |  
  return l(t) = r(t); P{lh)m>  
} nO@+s F  
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。 kukaim>K  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 d8.ajeN]o  
.!j#3J..u  
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 p}8ratmN  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: WTu{,Q  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 WLy7'3@  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 B,0+HoP  
最后的布局是: .cw=*<zeg  
                Add |Qu_E  
              /   \ fm6]CU1^  
            Divide   5 l\U*sro<  
            /   \ $SF3odpt  
          _1     3 Th+|*=Il  
似乎一切都解决了?不。 hgj0tIi/  
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。 T{~MiC6A  
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。 <`mOU} 0 )  
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: 7z>+w  
L{K*~B-p  
template < typename Right > *dVD  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const F`D 9Zfd  
Right & rt) const ;@'0T4Z&l  
  { dM gbW<uAu  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); WH;xq^  
} h*l4Y!7  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 g _x\T+=  
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。 XbXgU#%  
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。 *cy.*@d  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 .9I_N G  
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。 r1hD %a  
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? ZE ^u.>5  
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: G,/Gq+WX  
eu=|t&FKk  
template < class Action > q"p#H8  
class picker : public Action !pV<n  
  { 1G_xP^H!  
public : a}GAB@YI  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Vd[  2u  
  // all the operator overloaded |3|wdzV  
} ; Qasr:p+  
ujNt(7Cz  
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。 vF+YgQ1H  
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: t*rp3BIG  
EUXV/QV{  
template < typename Right > ^s.oZj q  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ec`>KuY  
  { 8ipW3~-4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); z,os MS  
} 9`,,%vdj  
C*]AL/  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > n\ Gg6Y  
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。 eFes+i(35  
5GUH;o1m  
template < typename T >   struct picker_maker wz)m{:b<  
  { =yo=q)W  
typedef picker < constant_t < T >   > result; HWOek"}Z[  
} ; kEx8+2s=M  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 0vcET(  
  { #VQ36pCd  
typedef picker < T > result; ! 7Nn ]Lx  
} ; /;b.-v&  
x1:vUHwC  
下面总的结构就有了: lW&[mnR  
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。 AtuZF  
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。 wbl ${@4  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 8\P JSr  
至此链式操作完美实现。 i:R!T,  
"{mt?  
)ZviS.  
七. 问题3 UVnrDhd!0  
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。 V~JBZ}`TG<  
-wBnwn-  
template < typename T1, typename T2 > Y<de9Z@  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IZ|c <#r6  
  { dV$3u"9  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); "C?:T'dW  
} rkbl/py  
5~*=#v:`  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: [6oq##  
IBzHR[#,^  
template < typename T1, typename T2 > O5c_\yv=  
struct result_2 EP/&m|o|G  
  { 5wy;8a  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; fHW-Je7mG  
} ; ![qRoYpbg8  
fdg[{T4:  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? XlE$.  
这个差事就留给了holder自己。 osI- o~#>  
    J: L-15  
5X0_+DdeL  
template < int Order > u2f `|+1^y  
class holder; 4p*?7g_WVH  
template <> 32TP Mk  
class holder < 1 > \-DM-NrZ1U  
  { sTJJE3TBI  
public : cF-Jc}h  
template < typename T > 30t:O&2<  
  struct result_1 Qu!OV]Cc  
  { ;>cLbjD  
  typedef T & result; gCjH%=s  
} ; R>^5$[  
template < typename T1, typename T2 > 1{= E ?  
  struct result_2 x|&[hFXD  
  { ux)<&p.  
  typedef T1 & result; f|;HS!$  
} ; %{7$ \|;J'  
template < typename T > (*LTq C  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const oBhL}r  
  { 6(!,H<bON  
  return (T & )r; GZ; Z  
} <m-Ni  
template < typename T1, typename T2 > hB?U5J  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const wn&[1gBxM  
  { DX]z=d)tc  
  return (T1 & )r1; 4da ^d9ZOy  
} V6A5(-%`y  
} ; lqhHbB  
 /<(R  
template <> $Vd?K@W[h  
class holder < 2 > qb#V)  
  { _SU,f>  
public : lr)G:I#|  
template < typename T > $IZ *|>(  
  struct result_1 s0x@ u  
  { kfH9Y%bOy  
  typedef T & result; !NlB%cF  
} ; ]W89.><%14  
template < typename T1, typename T2 > n=lggBRx  
  struct result_2 c80"8r  
  { D N2hv2  
  typedef T2 & result; }xpe  
} ; g)2m$#T&s  
template < typename T > Fj[ dO&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Z&2 &wD  
  { PQr#G JG7  
  return (T & )r; #JX|S'\x  
} ;,[EJR^CI  
template < typename T1, typename T2 > 1q;I7_{ 2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 853]CK<  
  { +_vm\]4  
  return (T2 & )r2; 7lnM|nD  
} o.v,n1Nm  
} ; Q*TQ*J7".X  
]~4}(\u  
0TuNA\Ug+  
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> >。 b}"vI Rz  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 6 d{D3e[p^  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Y9lbf_51  
*,Aa9wa{  
return l(i, j) = r(i, j); fSgGQ D4  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0  /D5  
IJL^dXCu  
  return ( int & )i; [kU[}FT  
  return ( int & )j; gwkZk-f\p  
最后执行i = j; S1 R #]  
可见,参数被正确的选择了。 ?w|\ 7T.?  
URj% J/jD  
hfP(N_""S  
VH$\ a~|  
`UzCq06rJ1  
八. 中期总结 M[&.kH  
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: HzFt  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 m-&a~l  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 (RI>aDG RH  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor DVeF(Y3&  
@Reh?]# v  
P^o"PKA  
j:\_*f  
=qVAvo'  
KJ05Zx~uma  
九. 简化 Rwi5+;N  
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。 <#J<QYF&2  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 `zV-1)=  
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: MXu+I,y*  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 E(L^hZMc  
  +-*/&|^等 $$)<(MP3  
2. 返回引用。 .WPuQZ!  
  =,各种复合赋值等 )Uoe ~\  
3. 返回固定类型。 g*\v}6 h  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) oG U.U9~!  
4. 原样返回。 o 2$<>1^  
  operator, d<^6hF  
5. 返回解引用的类型。 8?]%Q i   
  operator*(单目) =-#iXP@  
6. 返回地址。 _cnrGi}T  
  operator&(单目) 1&x0+~G  
7. 下表访问返回类型。 %'p|JS  
  operator[] Sd/d [  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 LqH?3):  
  operator<<和operator>> &nY2u-Q  
!'UsC6Y4  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Iclan\q#y  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: jDkc~Wwa  
vzgudxG'z  
template < typename Left > pQ6t]DJ4  
struct value_return U7Sl@-#|  
  { %.r5E2'  
template < typename T > DrYoC7   
  struct result_1 9Y*VzQE  
  { kA->xjk  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; =V4_DJ(&  
} ; vzT6G/  
c_j )8  
template < typename T1, typename T2 > FnU{C=P  
  struct result_2 I "+|cFq.  
  { 62KW HB9S  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; >G -?e!  
} ;  MYW 4@#  
} ; OYCFx2{  
,4?|}xg  
hJL0M!  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait EJiF_  
U#^:f7-$.  
下面我们来剥离functor中的operator() I n%yMH8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: .<|4PG  
Y$DgL h  
return l(t) op r(t) *1 eTf  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) '3kL=(  
return op l(t) aABE= 9Y  
return op l(t1, t2) we@En .>f  
return l(t) op E*#60z7F  
return l(t1, t2) op "NI>HO.U  
return l(t)[r(t)] d4rJ ?qw  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] _}%# Yz  
fCo2".Tk  
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: r  E *u  
单目: return f(l(t), r(t)); X<bj2 w  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;Z<*.f'^fc  
双目: return f(l(t)); {b8Y-  
return f(l(t1, t2)); Ns] 9-D  
下面就是f的实现,以operator/为例 3t}o0Ai9  
>w2WyYJYH  
struct meta_divide p9bxhnn|  
  { B7^n30+L  
template < typename T1, typename T2 > h4xf%vA(;  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) %EhU!K#[  
  { )#TJw@dNf^  
  return t1 / t2; ?&bVe__  
} EYj2h .k  
} ; %QcG^R  
DT~y^h  
这个工作可以让宏来做: 9kiy^0 7G  
[(ib9_`A'1  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Hw-oh?=  
template < typename T1, typename T2 > \ < $/Yw   
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rcb/X`l=  
以后可以直接用 rG'k<X~7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ?z36mj"`o  
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 i /U{dzZ  
(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。。。) t 1'or  
$@!&ML  
^oZs&+z  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 L,ey3i7a\  
61;5Yo  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Wn</",Gf  
class unary_op : public Rettype 1OGv+b)  
  { g KY ,G  
    Left l; wEn&zZjx  
public : rMFf8D(Y  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} (N>ew)Ke  
CX2q7azG  
template < typename T > :JG}%  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *j;r|P;g  
      { YuW\GSV00  
      return FuncType::execute(l(t)); g?Ty5~:lq  
    } n \NDi22  
xaaxj  
    template < typename T1, typename T2 > 5nw9zW :'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [ ESQD5&  
      { o sH,(\4_  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); @(5RAYRV  
    } ?ew]i'9(  
} ; N=Yi :+  
}U1{&4Ph  
WmBnc#>gK  
同样还可以申明一个binary_op  x a,LV  
]=$ ay0HC  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S6:gow(wU  
class binary_op : public Rettype xqZ%c/I3q  
  { |?b"my$g$  
    Left l; s+t eYL#Zi  
Right r; F4l6PGxF&\  
public : QU;C*}0Zl  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K&oO+G^f  
K%@SS8!oy  
template < typename T > f3&//h8  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +f~3FXM  
      { aQuy*\$$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Ss/="jC  
    } @WE$%dr  
<p8y'KAlc  
    template < typename T1, typename T2 > mT$tAwzTC{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "N"k8,LH  
      { _Dt TG<E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); [vT,zM  
    } N8Q{4c  
} ; =!Cvu.~},  
]8z6gDp  
'vClZGQ1  
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 mTbPz Z4  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 U7'oI;C$e  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) wB GxJ\+M  
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。 u _^=]K;  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! bhT]zsBK  
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。。。 2UJ0%k  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 : \`MrI^  
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) =l_"M  
下面是修改过的unary_op ~1!kU 4  
9_dsiM7CT  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > =ZL2 0<TeH  
class unary_op FkkB#Jk4  
  { 0`=?ig_  
Left l; $~\qoW<  
  D(GHkS*0q  
public : >FhBl\oIi  
 X;g|-<  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} v2g+o KO]  
tr+~@]I+  
template < typename T > ~+ur*3X  
  struct result_1 40ZB;j$l  
  { c *noH[  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; arrcHf 4O  
} ; o%7yhCY  
?2Dz1#%D  
template < typename T1, typename T2 > Kj5f:{Ur  
  struct result_2 *a@UV%u  
  { )9,"~P2[R  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Hn.UJ4V  
} ; yh!vl&8M  
-|mRJVl8  
template < typename T1, typename T2 > CAO{$<M5m  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MQu6Tm H  
  { vnpX-c  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); W5{e.eI}|  
} n&JP/P3Y  
dy'?@Lj;  
template < typename T > B&D z(Bs  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HDxw2nz*R  
  { &*SnDuc  
  return OpClass::execute(lt(t)); !ZdUW]  
} p:))ne:7  
zvj\n9H  
} ; HB:i0m2fJW  
!9NAm?Fw  
F*H}5yBp_:  
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 2e=Hjf )  
好啦,现在才真正完美了。 $4]PN2d&  
现在在picker里面就可以这么添加了: gd*?kXpt  
WdnP[x9  
template < typename Right > +UtK2<^:o  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const egvWPht'_  
  { 9IV WbJ  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ?i"FdpW  
} pj6Cvq4bD  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 %cL:*D4oz  
TMBdneS-s  
I&c#U+-A'  
on$a]zx'@  
nm.d.A/]Z  
十. bind %{"STbO#>  
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。 hW&UG#PY>  
先来分析一下一段例子 hd' n"  
N0f}q1S<-A  
Y'9deX+  
int foo( int x, int y) { return x - y;} @So"(^  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ~sD'pS  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 c#Bde-dh  
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。 m`cG&Ar5  
我们来写个简单的。 1<UQJw45  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: o6oYJ`PY  
对于函数对象类的版本: NGu]|p  
e ^QOn  
template < typename Func > +l\Dp  
struct functor_trait T rW3@@}j  
  { R >TtAm0N  
typedef typename Func::result_type result_type; mUxD.;P  
} ; HN+z7Q8hH  
对于无参数函数的版本: U@WT;:.T  
vP!gLN]TV  
template < typename Ret > OJaU,vQ#  
struct functor_trait < Ret ( * )() > (XQG"G%U6W  
  { Qd&j~cG@  
typedef Ret result_type; 5ZLH=8L  
} ; '(}BfDP  
对于单参数函数的版本: iuEdm:pW  
\kx9V|A'  
template < typename Ret, typename V1 > =v8q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > t!tBN  
  { ;uy/Vc5,Y  
typedef Ret result_type; -|5&3HVz  
} ; J$o J  
对于双参数函数的版本: ge|}'QKow  
4kiu*T  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > eJ'ojc3  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > B4C`3@a  
  { cl:YN]BK  
typedef Ret result_type; apXq$wWq{D  
} ; /+iaw~={"  
等等。。。 5ym =2U  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy G(>a LF  
6*E 7}  
template < typename Func > s$;v )w$  
struct func_return 7@\iBmr6  
  { ,aeFEsi  
template < typename T > q!n|Ju<  
  struct result_1 4{V=X3,x  
  { <Ip}uy[Y  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; O;~1M3Ii  
} ; *7ox_ R@  
P&K~wP]  
template < typename T1, typename T2 > z|Xl%8  
  struct result_2 LS`Gg7]S  
  { oKUJB.PF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; P7 n~Ui~U  
} ; ]Q+Tm2{  
} ; X!m/I i$q  
ty ~U~  
^t"\PpmK<d  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 <m!\Ma  
@m6E*2Gg  
template < typename Func, typename aPicker > _<8n]0lX3  
class binder_1 Cpl\}Qn  
  { lH[N*9G(  
Func fn; q(C+D%xB  
aPicker pk; ev>: 3_ s  
public : +Fk.B@KT,  
P)3e^~+A  
template < typename T > BkcOsJIz  
  struct result_1 nxG vh4'i8  
  { jGt[[s  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; p&7>G-.  
} ; xk,E A U  
MxYCMe4S[  
template < typename T1, typename T2 > qz 'a.]{=  
  struct result_2 Wl1%BN0>  
  { 2axH8ONMu  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; c7'Pzb)'  
} ; qhogcAvE  
E7N1B*KI  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} fgNEq  
a 3H S!/  
template < typename T > {_ocW@@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const iS"rMgq  
  { x ` $4  
  return fn(pk(t)); U7OW)tUf  
} ~ 60J  
template < typename T1, typename T2 > >q`G?9d2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %P?W^mI  
  { `H\^#Zu  
  return fn(pk(t1, t2)); A&z  
} : "UBeo<Z  
} ; Cu}Rq!9i  
`.n[G~*w~1  
E@?jsN7  
一目了然不是么? " `lRX  
最后实现bind # H4dmnV  
ruoiG?:T  
"B.l j)  
template < typename Func, typename aPicker > >LjvMj ]  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "kMpa]<c-6  
  { bH&[O`vf  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); IE3GM^7\  
} ^CX~>j\(  
J=() A+  
2个以上参数的bind可以同理实现。 uvT]MgT  
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。 X/?3ifP6I  
L./UgeZ  
十一. phoenix &cZD{Z  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: K%S k{'  
Zf|f $1-  
for_each(v.begin(), v.end(), xD1w#FMlQs  
( K2&pTA~OR  
do_ ^NP" m  
[ ^Xh9:OBF  
  cout << _1 <<   " , " hd\iW7  
] t&ngOF  
.while_( -- _1), E_FseR6  
cout << var( " \n " ) TN&1C8xr  
) *NDzU%X8  
); mgS%YG  
GeE|&popO  
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: k*M1m'1  
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 QQqWJq~  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 n *U1 M  
那么我们就照着这个思路来实现吧: o#G7gzw)  
>zXw4=J  
V]IS(U(  
template < typename Cond, typename Actor > D>05F,a  
class do_while *K!V$8k=99  
  { Q&yfl  
Cond cd; ns@b0'IF]  
Actor act; "",V\m  
public : -8g ;t3z  
template < typename T > q W) ,)i  
  struct result_1 UAa2oY&  
  { 2uz<n}IV  
  typedef int result_type; ceAK;v o  
} ; lv,<[Hw1  
< jfi"SJu  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 2U i)'0  
{4UlJ,Z.n  
template < typename T > x2;92I{5C,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RoP z?,u  
  { 6Vi #O^>  
  do iugTXZ(  
    { zf#V89!]C"  
  act(t); j&ddpS(s  
  } 4u A ;--j  
  while (cd(t)); g {wDI7"<q  
  return   0 ; JeuW/:Wv  
} &`{%0r[UD#  
} ; 87y$=eZ  
Jo_h?{"L{  
?:~ `?  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). wC;N*0Th  
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。 ]e 81O#t3  
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。 R:zjEhH )  
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。 8 z\WyDz  
下面就是产生这个functor的类: cvi+AZ=  
C^]bXIb  
Bx;bc  
template < typename Actor > dX` _Y  
class do_while_actor |>Kf_b Y#  
  { o1 QK@@}  
Actor act; -_v[oqf$  
public : Ust>%~<  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} oljl&tuQy  
{6*h';~  
template < typename Cond > }B^KV#_{S  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Xfk&{zO-j  
} ; Lr_+) l  
RR*<txdN  
q#F;GD  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 DO(FG-R  
最后,是那个do_ yD$rls:v<  
"3W!p+W  
lhKd<Y"  
class do_while_invoker 9["yL{IPe  
  { :^%My]>T  
public : 0 ; M+8  
template < typename Actor > !Tr +:SM  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ' w!o!_T6  
  { 8 }nA8J  
  return do_while_actor < Actor > (act); }r9f}yX9Q  
} 3;@t {rIin  
} do_; 6(VCQ{  
iE0A-;:5  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? y;3vr1?  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S2w|\"  
最后来说说怎么处理break和continue 52,pCyU  
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。 wqK>=Ri_  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五