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
  • 5886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 dZ`nv[]k~  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 q|=tt(}G  
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, sZ]O&Za~  
&"Ua"H)  
Drk9F"J  
mr E^D|  
  class filler NAx( Qi3  
  { iWGgt]RJ  
public : 4kxy7] W  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ogip#$A}3  
} ; o=q N+-N  
{~b]6}O  
%q2dpzNW  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: qqS-0U2  
hKt AvTg  
)amdRc  
L4 x  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /uW6P3M  
\eI )(,A  
f*2V  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 |cWW5\/  
B/i,QBPF]  
Q(oWaG  
7.8ukAud  
二. 战前分析 RTHdL  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 [^1;8Tbk  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 kxTh tjgv  
wf6ZzG:  
@>(l}5U5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 1S  0GjR  
  /* --------------------------------------------- */ ,;GW n  
vector < int *> vp( 10 ); Y\dK- M{$  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \>23_d0  
/* --------------------------------------------- */ ^p|@{4f]  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); P ,xayy  
/* --------------------------------------------- */ h"#^0$f  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 0Q]x[;!k  
  /* --------------------------------------------- */ - Kj$A@~x  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ,UH`l./3DX  
/* --------------------------------------------- */ ULjW589 zb  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); B%^B_s  
<4rF3 aB-  
xg. d)n  
e_\4(4x  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3/}=x<ui  
1._1, _2是什么? GB^Ch YOb  
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。 goIn7ei92  
2._1 = 1是在做什么? 7I(Sa?D:  
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。 sJt&`kZ  
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。 |Wi$@sWO  
S%mN6b~{  
uAK-%Uu?  
三. 动工 _S2QY7/  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: p?0 a"5Q  
Lo7R^>  
/LPSI^l!m  
sBZKf8@/  
template < typename T > :*A6Ba  
class assignment Zo-s_6uC  
  { I&Yu=v/_  
T value; 3::DURkjf  
public : w/h?, L|  
assignment( const T & v) : value(v) {} } Yj ic4?  
template < typename T2 > 'ZT E"KT  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } SobK<6  
} ; Fg5>CppH  
Kdik7jL/J  
kp xd+w  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )h2wwq0]  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment _9\ ayR>d  
QOy+T6en  
DH)@8)C  
niqiDT/  
  class holder QmT]~4PqS  
  { 5<,}^4wWZ  
public : :E@"4O?<Y)  
template < typename T > -]W AB9  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const c<pr1g  
  { [M Z'i/  
  return assignment < T > (t); IUbYw~f3  
} 2[qO;js  
} ; X/2Xr(z"k  
{xr4CDP  
/3'-+bp^=  
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: uDQ d48>  
uJF,:}qA  
  static holder _1; HMrS::  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _4xX}Z;  
B=u@u([.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); sJw3o7@pg  
而不用手动写一个函数对象。 oBifESJ  
NU I|4X  
k3}ymhUf  
h+t{z"Ic=  
四. 问题分析 #f\U3p  
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。 vZhN% DfY  
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。 8iqx*8}  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o_b j@X  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 :&&Ps4\Sq  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 qyp"q{k0  
w# ,:L)  
五. 问题1:一致性 ,]y)Dy  
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?| 0rsdDME[  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 T AwA)Zg  
7W5FHZd'  
struct holder T&w3IKb|}  
  { k8 ,.~HkU  
  // d]0fgwwGC  
  template < typename T > az?B'|VX  
T &   operator ()( const T & r) const ^r}^-  
  { ~ NK w}6  
  return (T & )r; 2\CFt;fk  
} ~ 9^1m  
} ; !@W1d|{lu  
]wER&/v"  
这样的话assignment也必须相应改动: 8QXxRD;0:  
\m*?5]m ;  
template < typename Left, typename Right > P7 H-Dw  
class assignment mI@E>VCV[  
  { st+X~;PX*  
Left l; 0p*(<8D}  
Right r; dfO@Yo-?*'  
public : A_CEpG]  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} "  F~uTo  
template < typename T2 > vd9l1"S  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } `~(KbH=]  
} ; ;rV0  
do+HPnfDzU  
同时,holder的operator=也需要改动: tceQn ^|<  
5m=3{lBi  
template < typename T > CJ {?9z@$.  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const :PY~Cws  
  { Y \& 4`v'  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Uj(,6K8W  
} r2M._}bF  
uG${`4  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。  Ae <v  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 IgG@v9'  
[ 3]!*Cd  
return l(rhs) = r; %a{cJ6P  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 %h4pIA  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: .px*.e s  
ne oT\HV  
template < typename Tp > Q/1 6D  
class constant_t M$FQoRwH  
  { 5A>W;Q\4  
  const Tp t; "m3u}!`3  
public : D ( <_1  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} X%h1r`h&  
template < typename T > [6FCbzS_W  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const =xS(Er`r  
  { n^UrHHOL  
  return t; 9V0iV5?(P  
} >C*q  
} ; 0>)('Kv  
;B:'8$j$  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 kC!7<%(  
下面就可以修改holder的operator=了 |GA4fFE=  
gX{V>T(<  
template < typename T > Yih^ZTf]O?  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const H8`K?SXU  
  { @j K7bab:  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); dp&4G6Y<A  
} Fm#4;'x5E  
{I@@i8)]  
同时也要修改assignment的operator() yCf*ts1  
53=VIN]  
template < typename T2 > 5dXC  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } EZ8Ih,j9  
现在代码看起来就很一致了。 W&A22jO.1  
bO>Mvf  
六. 问题2:链式操作 3R !Mfz*  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 }e9E+2}Z\  
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。 E@}t1!E<  
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。 S@k4k^Vg  
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。 @-NdgM<  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct |4\.",Bg  
 G;Q)A$-  
template < typename T > 9} :n  
struct result_1 zF>| 9JU  
  { $"!"=v%B  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *S~gF/*kP  
} ; W=M]1hy  
CKNC"Y*X  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: eRWTuIV6  
IR;lt 3  
template < typename T > J-:\^uP  
struct   ref ^.&2-#i  
  { Q$iYhR  
typedef T & reference; |O%`-2p]p  
} ; /VgA}[%y  
template < typename T > Sy6Y3 ~7  
struct   ref < T &> l`:M/z6"  
  { razVO]]E  
typedef T & reference; ?dl7!I@<E<  
} ; iN %kF'&9  
^cz #PNB  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )V*Z|,#no  
ULIbVy7Y  
template < typename T > frWw-<HoI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4N[8LC;MH  
  { r{pTM cDS  
  return l(t) = r(t); C&^"]-t  
} s(w6Ldi  
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。 vj]-p=  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 1mz;4xb  
*[]7l]XK.  
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 +H,/W_/g  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ' JsP9>)  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 :EJ+#  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 > )YaWcI  
最后的布局是: *)gbKXb  
                Add E?l_ *[G  
              /   \ xL3-(K6e  
            Divide   5 ycg5S rg  
            /   \ 3fgVvt-2  
          _1     3 h2# G  
似乎一切都解决了?不。 4yW9}=N!  
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。 h.gj4/g  
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。 `f,SY  
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: Ob$| IH8.  
ftw\oGrS  
template < typename Right > (]n^_G#-$  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 8_US.52V  
Right & rt) const Bd*:y qi  
  { H4ml0SS^  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); cs `T7?>  
} NRe{0U}nO  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 cY  ^>`  
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。 paF$ o6\  
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。 2 1.;lj  
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。 w[~O@:`]<o  
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。 J+r\EN^9  
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? p^_2]%,QeM  
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: y, @I6  
?xu5/r<  
template < class Action > ;i\m:8!;  
class picker : public Action yANk(  
  { ~W p>tnl  
public : ;N6Euiz  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ^  ry   
  // all the operator overloaded  w~wpm7  
} ; AP&mr1_  
'gHa3:US  
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。 g)c<\%  
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: J8>y2rAi  
[1K\ _  
template < typename Right > 59A@~;.F  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const -\O%f)R  
  { )F Q '^  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B~K@o.%  
} NI_.wB{  
r9 G}[# DO  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > xPoI+,  
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。 2{:bv~*I0F  
99j^<)  
template < typename T >   struct picker_maker T~@$WM(  
  { sDA&U9;  
typedef picker < constant_t < T >   > result; .\K0+b;  
} ; #/a>dK  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ^}vLZA  
  { ~jWG U-m  
typedef picker < T > result; 9aky+  
} ; [+<lm 5t  
f mu `o-  
下面总的结构就有了: $Tci_(V=F  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ?UCK  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 >|Ps23J#  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 BM9J/24  
至此链式操作完美实现。 <RH2G   
/ qp)n">  
nA$zp  
七. 问题3 %2>ya>/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。 jI:5[. Y  
{+r0Nikx_  
template < typename T1, typename T2 > 8D7 = ]  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const !lf'gW  
  { *F7ksLH|q  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); AG/?LPJ  
} OE_;i}58  
F*Lm=^:  
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: RS'!>9I  
1 XsB  
template < typename T1, typename T2 > 1Z-f@PoM  
struct result_2 J<J_yRg2  
  { !;EG<ji,gj  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; zQvp<IUq  
} ; CJ0{>?  
+ q@kRQY;n  
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? 2w6 y  
这个差事就留给了holder自己。 ~Iw7Xq E2  
    &+]x  
rBR,lS$4  
template < int Order > 7L68voC@U  
class holder; rik-C7  
template <>  zE$KU$  
class holder < 1 > VE3,k'^v  
  { R)4L]ZF  
public : B^Z %38o  
template < typename T > V}de|=  
  struct result_1 1C) l) pV  
  { "W!Uxc  
  typedef T & result; ,.Xqb~  
} ; 6%'bo`S#  
template < typename T1, typename T2 > |oCE7'BaP  
  struct result_2 -UD^O*U  
  { }?^V9K-  
  typedef T1 & result; =P>c1T1-  
} ; cbsU!8  
template < typename T > |-kU]NJFR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }AdA? :7A  
  { |cKo#nfzZ  
  return (T & )r; DdO$&/`)YP  
} N pu#.)G  
template < typename T1, typename T2 > nSUQ Eho<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 5~ho1Ud  
  { p) #7K  
  return (T1 & )r1; )q#1C]7m*  
} cO}`PD$i  
} ; gzdR|IBa  
II(7U3  
template <> Buazm3q8H  
class holder < 2 > #Fp5>%*  
  { ibe#Y  
public : @&H Tt  
template < typename T > liu%K9-r  
  struct result_1 !=sM `(=~  
  { YXe L7W  
  typedef T & result; EtVRnI@  
} ; M3>c?,O)J  
template < typename T1, typename T2 > 4@|"1D3  
  struct result_2 yCk9Xc  
  { >;|~ z\8  
  typedef T2 & result; A}K2"lQ#>,  
} ; 9WE_9$<V  
template < typename T > lN@SfM4\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !2]eVO  
  { df@r2 /Y  
  return (T & )r; 6[cC1a3r:  
} vd0;33$L  
template < typename T1, typename T2 > ,LD[R1TU8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 3 *0/<1f1!  
  { c& &^D o  
  return (T2 & )r2; 4rpx  
} qHM,#W<  
} ; =}SH*xi6  
8HL$y-F  
i6)7)^nG  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 .&|Ivz6  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Id_?  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: yWsJa)e3*@  
uU+R,P0  
return l(i, j) = r(i, j); ,_ zivUU  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) g>g]qQ  
~96fyk|  
  return ( int & )i; 4.>rd6BAN-  
  return ( int & )j; I.V?O}   
最后执行i = j; k5s8s@  
可见,参数被正确的选择了。 a!OS2Tz:  
TgFj- "L\  
j%7N\Vb  
tXlo27J  
1Z. D3@  
八. 中期总结 4$HU=]b6Tf  
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: ~3 ,>TV  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 /iz{NulOz*  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 P~"e=NL5  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor l'Oz-p.@  
2.xA' \M  
nu'r `  
1=R6||8ws  
CJn{tP  
M|HW$8V3_2  
九. 简化 (4;m*' X  
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。 (Nzup 3j  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 b#h}g>l  
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: ~Bw)rf,  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4V2}'/|[  
  +-*/&|^等 Nn`l+WA3  
2. 返回引用。 P1gW+*?  
  =,各种复合赋值等 YU*u!  
3. 返回固定类型。 QL_vWG -  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) xEULV4Qw  
4. 原样返回。 }8joltf  
  operator, C2l=7+X#W  
5. 返回解引用的类型。 8mrB_B5  
  operator*(单目) ]g/:lS4  
6. 返回地址。 ef !@|2  
  operator&(单目) {>x6SVF  
7. 下表访问返回类型。 he/WqCZg  
  operator[] !xqy6%p  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 -'q#u C  
  operator<<和operator>> 8ClOd<I  
z' oK 0"  
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。 ! 06 !`LT  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: %A]?5J)Bi  
E.ugr])  
template < typename Left > bSG}I|  
struct value_return %3Ba9Nmid  
  { [9hslk  
template < typename T > g?TPRr~$9  
  struct result_1 MXVQ90  
  { pZVT:qFF  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 5o v F$qn  
} ; D7X8yv1  
&3@ {?K  
template < typename T1, typename T2 > IdHyd Y1  
  struct result_2 ?.A~O-w  
  { HITw{RPrW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; }fS`jq;  
} ; Fl{@B*3@w  
} ; jV}tjwq  
*6C ]CS  
E4C yW  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 4lVvs(W?  
\sSt _|+  
下面我们来剥离functor中的operator() -@I+IKz  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 2aDjt{7P  
`FJ2 ?  
return l(t) op r(t) 7I#<w[l>k  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) aa-{,X"MF  
return op l(t) MAv-`8@|  
return op l(t1, t2) e$vvmbK.  
return l(t) op 4 ~s{zob  
return l(t1, t2) op :kQ%Mj>  
return l(t)[r(t)] b{~64/YJ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] \H^A@f  
X&bz%I>v  
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: \ #yKCA';  
单目: return f(l(t), r(t)); =x &"aF1  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {E 'go]  
双目: return f(l(t)); hOOkf mOM  
return f(l(t1, t2)); ? "+g6II  
下面就是f的实现,以operator/为例 cZb5h 9  
>.xg o6  
struct meta_divide $ ;J:kd;<  
  { '5f6 M^}|2  
template < typename T1, typename T2 > XCo3pB Wq~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) VZhHO d  
  { d~ |/LR5  
  return t1 / t2; 8:9/RL\"x  
} 1Zr J7a7=  
} ; #M)S Ae2  
9%^IMUWA  
这个工作可以让宏来做: ji&%'h  
~;QzV?%  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ (m~gG|n4  
template < typename T1, typename T2 > \ lihV! 1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; \]Nt-3|`0  
以后可以直接用 E!s?amM4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) R(1N]>  
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 ,UveH` n-  
(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。。。) a,/wqX  
'gaa@ !bg  
C/JFb zVx  
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 ~d9@m#_T#~  
j,Vir"-)  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Fr|Ts>Kx  
class unary_op : public Rettype =>0 G  
  { W,D$=Bg  
    Left l; #}lq2!f6  
public : lQ{o[axT  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} &tjv.t  
4b@ Awtk  
template < typename T > O:J;zv\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Cqra\  
      { \'>8 (i~  
      return FuncType::execute(l(t)); aCZ7G % Y  
    } (+x!wX( x  
(p1}i::Y8  
    template < typename T1, typename T2 > b\.l!vn0  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8o7%qWX  
      { 3 {OZdl|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); M3EB=tU  
    } D=!T,p=  
} ; D|gI3i  
g,O3\jjQ  
jTh^#Q  
同样还可以申明一个binary_op g.:b\JE`  
kw$*o k  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9^zA(  
class binary_op : public Rettype oScKL#Hu  
  { tB<2mjg  
    Left l; v-MrurQ4  
Right r; v K7J;U+cJ  
public : },& =r= B  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} B s{n  
Be4n\c.  
template < typename T > p+y2w{{  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D&]dlY@*  
      { D:I6nSoC  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); `9vCl@"IV  
    } WWtksi,  
([Da*Tk*  
    template < typename T1, typename T2 > lDf:~  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {sR|W:fS$  
      { 79y'PFSms  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); b'mp$lt!  
    } [CAV"u)0  
} ; sI% =G3o=  
?>}&,:U}   
MVYf-'\^  
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 s6HfN'  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 WW.amv/[a  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) >=VtL4K^  
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。 VYAz0H1-_  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! QZO9CLX 8k  
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。。。 J.g4I|{  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 yrCY-'%  
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) wS%j!|xhlV  
下面是修改过的unary_op M?3#XQDvD  
7eP3pg#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 7zWr5U.  
class unary_op 8(kP=   
  { G8hq;W4@]/  
Left l; c)Ep<W<r1  
  .KX LWH  
public : ;z3w#fNMv  
w.9'TR  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} w`a(285s)i  
ZL^ svGy  
template < typename T > "<^]d~a_  
  struct result_1 JQde I+  
  { okSCM#&:[2  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; a?gziCmS?C  
} ; F =Zc_  
d :%!)s  
template < typename T1, typename T2 > 3B6"T;_  
  struct result_2 laX67Vjv  
  { )m4O7'2G  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; o?]g  
} ; \4FKZ>1+R  
S1Ql%Yk-(  
template < typename T1, typename T2 > Wti?J.Csc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MET"s.v  
  { XL2iK)A  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); |`c=`xK7'  
} n>##,o|Vr#  
NUjo5.7  
template < typename T > \Bg?QhA_D  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  `xm4?6  
  {  `GQ'yv  
  return OpClass::execute(lt(t)); r-]HmY x  
} 4&a,7uVer  
gsD0N^  
} ;  aa10vV  
j+-+<h/(  
}3xZ`vX[T  
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 %yJ $R2%*y  
好啦,现在才真正完美了。 8Ug`2xS<_  
现在在picker里面就可以这么添加了: +i1\],7  
_=d X01  
template < typename Right > 0s+pcqOd^  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Zyx92z9Y  
  { _WeN\F~^  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Rd|xw%R\mb  
} >~)IsQ*%  
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。 *]]C.t-cd  
'V-_3WWxU  
7Ew.6!s#n1  
r1o_i;rg  
I,0Z* rw  
十. bind V/@?KC0B5  
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?W  
先来分析一下一段例子 6~b]RZe7  
cV+ x.)a.  
w\f>.N  
int foo( int x, int y) { return x - y;} kV$$GLD\  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Ohe* m[  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 WG\gf\=I  
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。 V {H/>>k7  
我们来写个简单的。 PR i3=3oF  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: H6Qb]H. C  
对于函数对象类的版本: ]Y%U5\$  
ujMics(  
template < typename Func > UC{Tmf  
struct functor_trait cy+EJq I  
  { #ekz>/Im*  
typedef typename Func::result_type result_type; ^,;AM(E  
} ; Z-wvdw]$  
对于无参数函数的版本: ZZJXd+Q}  
;s(uaC3  
template < typename Ret > v@KP~kp  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5Rc^5Nv  
  { 48  |u{  
typedef Ret result_type; e_{!8u.+  
} ; 7HkQ|~zGT  
对于单参数函数的版本: Tl2e?El;4  
;?`l1:C5)  
template < typename Ret, typename V1 > ?5yj</W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > gY=Ry=w9  
  { JMa[Ulz  
typedef Ret result_type; rDvz2p"R  
} ; ; D a[jFP  
对于双参数函数的版本: hExw}c  
tm[e?+Iq  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > y!;PBsU%Sx  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > `4N{x.N  
  { Pa}B0XBWP  
typedef Ret result_type; LtDQgel"  
} ; pHpHvSI  
等等。。。 @T6Z3Zj}  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy G>q16nS~KP  
5HAIKc  
template < typename Func > 1FO T  
struct func_return <y30t[.E6  
  { {ylhh%t4hi  
template < typename T > Zagj1 OV|  
  struct result_1 _a e&@s1  
  { =cN! h"C[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _=\=oC  
} ; /e0cx:.w  
\h&ui]V  
template < typename T1, typename T2 > :1O1I2L0  
  struct result_2 /V% ]lmxQ  
  { {g7[3WRy  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; D]UqM<0Rz  
} ; dU4G!  
} ; D" 4*&  
k5=VH5{S  
V;V,G+0Re  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 OSsxO(;g  
aYyUe>  
template < typename Func, typename aPicker > 8% ;K#,>  
class binder_1 O^AF+c\n  
  { cIIt ;q[  
Func fn; U.[?1:v  
aPicker pk; er[%Nt+99  
public : /K WR08ftp  
uDZ$'a  
template < typename T > yQXHEB  
  struct result_1 (^Q:zU  
  { ?<#2raH-  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; W"@FRWcd  
} ; 3w B03\P  
N%,!&\L  
template < typename T1, typename T2 > j$K[QSn  
  struct result_2 -q-/0d<l  
  { p`i_s(u  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; N{$'-[  
} ; kZ0|wML8  
bxS+ R\  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} D3>;X=1  
]-D;t~  
template < typename T > 1;4 ] HNI  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [AZN a  
  { _IK@K 6V1  
  return fn(pk(t)); VTQxg5P c  
} y@L-qO+{&  
template < typename T1, typename T2 > TyCMZsvM,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tv+H4/  
  { | Ts0h?"a  
  return fn(pk(t1, t2)); o~*5FN}%+l  
} 'Si 1r%'m#  
} ; :.+?v*%;n  
aFj)s?$4]K  
BK_x5mGu3  
一目了然不是么? +Y^_1  
最后实现bind O-M4NKl]6  
\(C_t1  
]/p)XHKo  
template < typename Func, typename aPicker > p$5+^x'(  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) r`THOj\cM  
  { j|u6TG  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); NTHy!y<!h  
} Use`E  
!*?Ss  
2个以上参数的bind可以同理实现。 +U%U3tAvs  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 H@uCbT  
u,d@ oF(=  
十一. phoenix r] +V:l3  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: <V3N!H_d  
m,~ @1  
for_each(v.begin(), v.end(), t^ =6czk  
( }a(x L'F  
do_ Y2DR oQ  
[ 2#n4t2 p  
  cout << _1 <<   " , " K,>D%mJ  
] ?5%|YsJP_  
.while_( -- _1), ?]fd g;?@  
cout << var( " \n " ) !~{AF|2f  
) .Jt&6N  
); =Of!1TR(  
b ;Vy=f  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: *CA7 {2CX  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Ba$Ibq,r/  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #K3A{ jb,  
那么我们就照着这个思路来实现吧: a;a2x .<  
CaZ{UGokL  
ccWz,[  
template < typename Cond, typename Actor > }NMkL l]J  
class do_while y s5b34JN  
  { G?Y2 b  
Cond cd; w%no6 ;  
Actor act; {=AK  |  
public : ;P-xKRU!Xx  
template < typename T > yK +&1U2`  
  struct result_1 yTDlDOmV!  
  { V}l >p?  
  typedef int result_type; U20G{%%  
} ; M'=27!D^  
*3hqz<p4:  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 3f`+ -&|M  
UGy~Ecv  
template < typename T > glk_ *x  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <t{T]i+  
  { v'C`;I  
  do !O=J8;oLk  
    { Wmp,,H  
  act(t); U$J l5[`F^  
  } nj*B-M\p  
  while (cd(t)); H1PW/AW  
  return   0 ; Z6}B}5@y  
} +"!,rZ7,A  
} ; (;o,t?:d  
K8.=bGyg  
V~+{douq  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 6g*B=d(j  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 cH()Ze-B  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 yfS`g-j{~  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 dkuB{C,  
下面就是产生这个functor的类: &~+lXNXF  
1.]Py"@:  
3A_7R-sQ  
template < typename Actor > (hefpqpi  
class do_while_actor #\G{2\R  
  { zof>S>5>R7  
Actor act; E3#}:6m  
public : Y`QJcC(3  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} A L#"j62  
W@w#A]  
template < typename Cond > fbKL31PI  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; FO{K=9O  
} ; Be{7Rj v  
,z1X{  
@|xcrEnP}B  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 qlJP2Ig~  
最后,是那个do_ I U/HYBJH  
1(`>9t02/?  
U:eahK  
class do_while_invoker 4/$ $?w4  
  { v\#69J5.>)  
public : >dol  
template < typename Actor > UNcS\t2N  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const { Slc6$  
  { *<2+tI  
  return do_while_actor < Actor > (act); vLW&/YJ6  
} Zqke8q  
} do_; :qi"I;=6  
D +/27#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? tY<D\T   
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 )p7WU?&I  
最后来说说怎么处理break和continue f)\ =LV  
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。 g]9!Pi8jn  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八