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
  • 7314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 }D;WN@],  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ,|h)bg7.  
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, 2VGg 6%  
U*)m' ,  
oD.r `]k  
_S`o1^Ad  
  class filler CU)|-*uiK  
  { 3\:y8|  
public : C\*4q8(  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,xfO;yd  
} ; B*3Y !!  
@~ETj26U'  
y[?-@7i  
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: qfoD  
{d<;BLA  
n, i'Dhzk  
.(CP. d  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /i]y$^  
8}s.Fg@tE  
Qf$|_&|  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 x@Hd^xH`  
n$n 7-7  
7msAhz  
tmUFT  
二. 战前分析 hr GH}CU"  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 @]aOyb@  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 "vZ!vt#'Y  
Pr ]Ka  
TuDE@ gq(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); E&$yuW^z  
  /* --------------------------------------------- */ Yz$3;  
vector < int *> vp( 10 ); 4m)OR  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); jPZaD>!  
/* --------------------------------------------- */ 67SV~L#%O  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); n\z,/'d"  
/* --------------------------------------------- */ Z|" p*5O,  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); j _L@U2i  
  /* --------------------------------------------- */ ,#?uJTLH  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); T"7~AbgNU  
/* --------------------------------------------- */ $(e#aHB  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); X;v$5UKU  
mZz="ZLa:  
4(Iplo*Ys@  
zOgTQs"ZH  
看了之后,我们可以思考一些问题: 03E4cYxt5  
1._1, _2是什么? 4k-+?L!/G  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 YjOs}TD lx  
2._1 = 1是在做什么? ' Z0r>.  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 jw<pK4?y  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 29CINC  
a ] =  
}v:jncp  
三. 动工 %wcSM~w  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :+Om]#`Vls  
:0 & X^]\  
`K~AhlJUQ  
2_vbT!_  
template < typename T > r%:+$aIt  
class assignment h\v'9  
  { ,to+oSZE  
T value; ,1OyN]f3  
public : c:Wze*vI ;  
assignment( const T & v) : value(v) {} om?-WJI  
template < typename T2 > g<{xC_J  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } )q7UxzE+  
} ; m<FOu<y  
 <1%f@}+8  
NT@;N/I  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 xk&Jl#v  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment J Ro?s~Ih  
B#/Q'V  
b4^`DHRu6  
;q N+^;,2  
  class holder *HEuorl  
  { M@0;B30L  
public : )jrV#/m9  
template < typename T > 2{|h8oz  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const L_=3<n E  
  { 3bnS W5  
  return assignment < T > (t); 0d8%T<=J  
} GFr|E8  
} ; u#}[ZoI  
5onm]V]  
2^i(gaXUQ  
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 ;IrBq6|o  
y WV#Up  
  static holder _1; AL>$HB$  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 qOIW(D  
q.,JVGMS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8 r_>t2$  
而不用手动写一个函数对象。 Aq3}Ng  
"*G.EiLq  
mZd , 9  
vWGwVH/K  
四. 问题分析 r@ZJ{4\Q  
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。 u\eEh*<7q  
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。 M|:UwqV>  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Yw#2uh  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {nLjY|*  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Qxj JN^Q  
M(/r%-D  
五. 问题1:一致性 [jmd  
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?| !.d@L6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 9k{PBAP  
b0oMs=uBn  
struct holder -[-wkC8a  
  { RjN{%YkXe  
  // ..rOsg{  
  template < typename T > "~'b  
T &   operator ()( const T & r) const n=[/Z!  
  { Yk=PS[f  
  return (T & )r; >,td(= :  
} qgfi\/$6  
} ; o"*AtGR+"  
812$`5l  
这样的话assignment也必须相应改动: wiiCd  
ti#7(^j  
template < typename Left, typename Right > -\C!I  
class assignment AvW:<}a,  
  { 2k=# om19  
Left l; Qjb:WC7he  
Right r; .0es 3Rj  
public : )= =Jfn y  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} #'y#"cmQ.  
template < typename T2 > 4ecP*g  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } NX}<*b/  
} ; R6(oZph  
9g<7i  
同时,holder的operator=也需要改动: =zz ~kon9  
AB4(+S*LA  
template < typename T > :8OZ#D_Hl  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const M]J ^N#  
  { HPZ}*m'  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Ftr5k^!  
} ')$+G152  
V;v8=1t!  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ml+; Rmvb  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 % yw?s0  
aeD;5VV  
return l(rhs) = r; sfNE68I2  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 !4X f~P  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: b}"N`,0dO  
}|pwz   
template < typename Tp > R#I0|;q4|p  
class constant_t Hg=";,J  
  { ZusEfh?  
  const Tp t; P(f0R8BE  
public : NGbG4-w-  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} GaK-t*Q  
template < typename T > e7sp =I ,  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const j-lfMEa$o  
  { %4gg@Z9  
  return t; ;'cN<x)% |  
} 6}FP  
} ; Jt}Bpg!J  
32`{7a3!=  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。  z62;cv  
下面就可以修改holder的operator=了 j3{D^|0bP  
yjF1}SQ  
template < typename T > N u<_}  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $adbCY \  
  { {y_98N  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); )!P)U(*v  
} : qd`zG3  
T[g[&K1Y  
同时也要修改assignment的operator() 5?]hd*8   
T9Nb`sbV]  
template < typename T2 > _I:/ZF5  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } A\HxDIU  
现在代码看起来就很一致了。 `ojoOB^L  
mj W8 Q\D  
六. 问题2:链式操作 aWR}R>E  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 (KDD e}f  
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。 J1C3&t}  
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。 `)T13Xv  
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。 KbA?7^zo`  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct n $$SNWgM  
tp63@L|Q  
template < typename T > d?A 0MKnl  
struct result_1 YoBDvV":@  
  { \1^^\G>H5  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; K<>oa[B9  
} ; 0Ziw_S\d&s  
P\1L7%*lU  
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: nU7>uU  
v>Q #B  
template < typename T > \1D<!k\S  
struct   ref ~a ]+#D  
  { x|pg"v&[  
typedef T & reference; &L'Dqew,*  
} ; {xXsBh Y  
template < typename T > >n'o*gZM  
struct   ref < T &> %C| n9*  
  { '"SEw w  
typedef T & reference; l`#4KCL(  
} ; >7jbgHB  
r]:(Vk]|F  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: w n/_}]T  
ChGYTn`X   
template < typename T > au: fw  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const /_I]H  
  { -?V-*jI  
  return l(t) = r(t); H[,i{dD  
} L^@'q6*}  
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。 TO]@ Zu1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 \LR~r%(rM  
&"&Z #llb  
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 QdF5Cwf4  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Q(wx nm  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ILEz;D{]   
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 VVac:  
最后的布局是: d3 ZdB4L  
                Add v%+:/m1  
              /   \ Br1&8L-|%  
            Divide   5 % 5M/s'O?i  
            /   \ &Sw%<N*r  
          _1     3 u0|8Tgf  
似乎一切都解决了?不。 }B\a<0L/  
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。 g{OwuAC_  
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。 z> Rsi  
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: j*so9M6|c  
 HN=V"a  
template < typename Right > Dfg2`l  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const X[]m _@v  
Right & rt) const 6Ypc`  
  { Ql/cN%^j$  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v$7QIl_/7  
} Mm.<r-b  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _aGOb;h  
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。 8i>ZY  
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。 R!\_rc1/  
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。 v1o#1;  
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。 3er nTD*`  
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? $HHs^tW  
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: +b0eE)  
~.{/0T  
template < class Action > DS+}UO  
class picker : public Action :ubV};  
  { 4>F'oqFF  
public : 0m%|U'm|j  
picker( const Action & act) : Action(act) {} gd%NkxmW  
  // all the operator overloaded ~ $Tkn_w#  
} ; <"{qk2LS1  
Uzz'.K(Mv|  
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。 rI= v  
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: be]bZ 1f  
Tl(^  
template < typename Right > F, W~,y  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "-e \p lKj  
  { G18F&c~  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); sqEI4~514  
} $?Yry. 2  
/oR0+sH]  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Dv|#u|iw  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 @mOH"acGn?  
R Q vft  
template < typename T >   struct picker_maker i6dHrx]:,  
  { "+kL )]  
typedef picker < constant_t < T >   > result; fkuLj%R  
} ; ii[F]sR\  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > qkt0**\  
  { = s>T;|  
typedef picker < T > result; Vq2y4D?  
} ; .a O,8M  
u$DHVRrF<  
下面总的结构就有了: Wvbf"hq  
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。 kpJ@M%46  
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。 UtPLI al  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 !}YAdZJ  
至此链式操作完美实现。 %`>nS@1zp  
?I6fye7  
?k]2*}bz  
七. 问题3 >zw.GwN|  
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。 q*U*Fu+  
K{&mI/ ;  
template < typename T1, typename T2 > nxUJN1b!N  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _-q.Q^  
  { pWy=W&0~qf  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); YLqGRE`W  
} $bW3_rl%X  
L^E[J`  
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: Z,sv9{4r  
$+P>~X)  
template < typename T1, typename T2 > ?oVx2LdD|  
struct result_2 M2 ,YsHt  
  { %-)H^i~]%  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; )2Wi `ZT  
} ; 7|{}\w(I  
;nep5!s;<  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? "fG8?)d;  
这个差事就留给了holder自己。 n!YKz"$  
    !TAlB kj  
f%SZg!+t  
template < int Order > XG}C+;4Aw  
class holder; pOGeru u?  
template <> 5Sm}n H  
class holder < 1 > GR&z,  
  { .:@Ykdm4I  
public : fKeT,U`W  
template < typename T > GGNvu )"  
  struct result_1 BzkooJ  
  {  3L< wQ(  
  typedef T & result; 7op`s5i  
} ; v4u5yy_;(  
template < typename T1, typename T2 > ~D<IB#C  
  struct result_2 "3Uv]F  
  { Wi*.TWz3  
  typedef T1 & result; e5*ni/P  
} ; -wp|RD,}(  
template < typename T > \#f <!R4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const k jg~n9#T  
  { K?[q% W]%  
  return (T & )r; xDG2ws=@D  
} 4i6q{BeHn  
template < typename T1, typename T2 > u$>4F|=T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /RNIIY~w  
  { kW *f.!  
  return (T1 & )r1; tQ8.f  
} 695V3R 7  
} ; ]"t@-PFX<  
x}_]A$nV  
template <> Zo|.1pN  
class holder < 2 > !ipR$ dM  
  { =T -&j60  
public : |uX,5Q#6  
template < typename T > !j:9`XD|  
  struct result_1 ,I7E[LU  
  { 0O9Ni='Tn  
  typedef T & result; >OL3H$F  
} ; /q<__N  
template < typename T1, typename T2 > &:/hrighH  
  struct result_2 T V<'8 L  
  { R%{ a1r>9h  
  typedef T2 & result; Rtb7|  
} ; K@sV\"U(*E  
template < typename T > ,24p%KJ*X  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }@;ep&b*  
  { UELy"z R  
  return (T & )r; x,rlrxI  
} 01}C^iD  
template < typename T1, typename T2 > Q~OxH'>>(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const qCljo5Tq'  
  { U@HK+C"M|  
  return (T2 & )r2; G`n_YH084  
} <L"GqNuRQ  
} ; v{(^1cX  
7uKNd *%  
{ &"CH]r  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 spdvZU=}  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: qT%FmX  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \!k1a^ZP  
d/ARm-D  
return l(i, j) = r(i, j); eZSNNgD<:  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =osv3>&q  
&7`^i.fh)  
  return ( int & )i; YpH&<$x:  
  return ( int & )j; S'4(0j  
最后执行i = j; rf?qdd(~cH  
可见,参数被正确的选择了。 yUZb #%n  
O!P H&;H  
y`F3Hr c  
:<hXH^n  
F @mQQ  
八. 中期总结 r~/   
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: rf>0H^r  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?$*SjZt  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。  1Md  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor VtnRgdJ  
`+o 2DA)#(  
)Qe~ 8u@?  
;nodjbr,j  
tKuVQH~D  
ToJ$A`_!`  
九. 简化 z.kvX+7'  
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。 (BTVD,G  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 EK;YiJ  
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: [<%H>S1  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 vgsJeV`}I  
  +-*/&|^等 lr`&mZ( j  
2. 返回引用。 qAn!RkA  
  =,各种复合赋值等 ;\]b T;#  
3. 返回固定类型。 w2 a1mU/  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @)|C/oA  
4. 原样返回。 EB2w0a5  
  operator, 4)@mSSfn.  
5. 返回解引用的类型。 WU quN  
  operator*(单目) X $ s:>[H  
6. 返回地址。 `(YxI  
  operator&(单目) umiBj)r  
7. 下表访问返回类型。 E%r k[wI  
  operator[] 'eLqlu|T  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 M_"L9^^>N  
  operator<<和operator>> q1Q L@Ax  
\P.I)n`8 y  
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。 X~lVVBO  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: h|,:e;>}  
6LalW5I  
template < typename Left > BI3@|,._N  
struct value_return Lv| q  
  { N"]q='t  
template < typename T > .NYbi@bk(<  
  struct result_1 -I&m:A$4*  
  { a0D%k:k5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; D|e uX7b  
} ; k@/sn (x  
fh](K'P#^  
template < typename T1, typename T2 > p-Kz-+A[  
  struct result_2 / c AUl  
  { ti I.W  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; M luVx'  
} ; :cF[(i/k4  
} ; ^Wt*  
xT   
.(^ ,z&  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait f33l$pOp  
- `p4-J!Fy  
下面我们来剥离functor中的operator() ] Hztb  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L*&p !  
IIn"=g=9  
return l(t) op r(t) G/7cK\^u  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) IOqwCD[  
return op l(t) uI1 q>[  
return op l(t1, t2) XCU7x i$d  
return l(t) op w8U&ls1b  
return l(t1, t2) op 9s6U}a'c  
return l(t)[r(t)] ;[M}MFc/`  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 9f&C  
>pp5;h8!  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: "nw;NIp!  
单目: return f(l(t), r(t)); b[o"7^H  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6YGubH7%_  
双目: return f(l(t)); DXJ`oh  
return f(l(t1, t2)); ll`>FcQ  
下面就是f的实现,以operator/为例 uBNn6j  
23RN}LUi  
struct meta_divide Rm255z p  
  { -uMSe~  
template < typename T1, typename T2 > 3|'>`!hb  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) #~C]ZrK  
  { xI($Uu}S  
  return t1 / t2; /5Oa,NS7  
} 0w&27wW  
} ; ki?S~'a  
d$ x"/A]<  
这个工作可以让宏来做: gm igsXQ  
Z -W(l<  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ >[*8I\*@n  
template < typename T1, typename T2 > \ {L/tst#C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Y@N,qHtz  
以后可以直接用 SqEgn}m$  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) "1 L$|  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 G(p`1~xm  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Wu[&Wv~  
{ g/0x,-Z  
/v- 6WSN  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 }\\KYyjY  
_'{_gei_P  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > amOnqH-(  
class unary_op : public Rettype 18+)`M-5o  
  { OY;*zk  
    Left l; Gd-'Z_b  
public : <<+\X:,  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5|o6v1bM  
wr$M$i:  
template < typename T > j4jTSLQ\  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =g9*UzA"O  
      { |=`~-i2W  
      return FuncType::execute(l(t)); VUPXO  
    } a yCY~=i  
K 1 a\b"  
    template < typename T1, typename T2 > lij.N) E  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5ni~Q 9b  
      { T 6)bD&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); b{L/4bu  
    } r:f[mk"-"A  
} ; j bVECi-  
9Uj $K>:  
&PYK8}pBk3  
同样还可以申明一个binary_op N G "C&v  
r'^Hg/Jzt  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6kpg+{;  
class binary_op : public Rettype * w?N{.  
  { kYG/@7f/  
    Left l; QPx_-  
Right r; gtk7)Uh  
public : x=b7':nQ  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tzZ`2pSh  
[N7{WSZ&  
template < typename T > )Im#dVQs=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const bM{s T"  
      { 0ZZZoP o  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); %E#s\B,w  
    } Gft%Mq v  
LhOa{1SY  
    template < typename T1, typename T2 > M+U9R@  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [@J/eWB  
      { X-6de>=   
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); $c 0h. t  
    } ok!L.ac  
} ; '*5i)^  
_F>CBG  
\fG#7_wt  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 QEz? w}b*  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 dIN$)?aB0  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) {1 UQ/_  
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。 F5P[dp-`1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! -w9pwB  
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。。。 B:'J `M"N  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ZCmgs4W!  
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) LAB=Vp1y3[  
下面是修改过的unary_op ,?>s>bHV  
|bTPtrT8  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > i,>khc  
class unary_op hIy~B['  
  { B"h#C!E  
Left l; @ [:ZS+1  
  jrr EAp  
public : W>) M5t4i  
^2Fei.?T.  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2bJQTk_S  
tSc Pa,(  
template < typename T > ''yB5#^w(  
  struct result_1 r_ I5. gK  
  { r[|Xy>Zj  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ',9V|jvK  
} ; 't:; irLW.  
OI|[roMK  
template < typename T1, typename T2 > 4Jp:x"w  
  struct result_2 K"|l@Q[  
  { A)bWcB}U  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y<N5# );f  
} ; 01wX`"I  
mk.9OhYY  
template < typename T1, typename T2 > EMY/~bQW  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const idLWe9gC  
  { .nrMfl_  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); q]T1dz?  
} z[b@ V  
iW$_zgN  
template < typename T > d' !]ZWe  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RIlwdt  
  { ns9U/ :L  
  return OpClass::execute(lt(t)); /rK}?U  
} (?n=33}Ci  
8EW_V$>R  
} ; f.D?sHAn  
[%q@]\U$s  
dq(uVW^&ae  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug a zCf  
好啦,现在才真正完美了。 ;&9)I8Us  
现在在picker里面就可以这么添加了: "|EM;o  
/s x@$cvW  
template < typename Right > NCiW^#b  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const j'Gt&\4  
  { C[ NS kr  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Lt u'W22  
} YmL06<Mh  
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。 95ZyP!  
T$>WE= Y  
9]k @Q_  
h}[-'>{  
e%svrJ2   
十. bind \nXtH}9ZF  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 =$u! 59_dE  
先来分析一下一段例子 <CS(c|7  
l{5IUuUi  
"sS}N%!  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 1Ir21un  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 k Z?=AXu  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 F^WP<0C  
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。 B^1>PE  
我们来写个简单的。 Vx$\hcG  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: WJQvB=D&  
对于函数对象类的版本: K18}W*$ d  
:0Bq^G"ge  
template < typename Func > C6VLy x  
struct functor_trait 6c}h(TkB  
  { "H7dft/  
typedef typename Func::result_type result_type; Pr3qo4t.L  
} ; {+ ][5<q  
对于无参数函数的版本: <`.X$r*  
s]HOGJJz  
template < typename Ret > P@Hs`=  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "i nd$Z`c  
  { V[RF </2T  
typedef Ret result_type; {:Orn%Q  
} ; ( Z619w  
对于单参数函数的版本: y^;#&k!  
x.]i }mt  
template < typename Ret, typename V1 > Q 8T]\6)m  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 1#C4;3i,  
  { r /YMLQ  
typedef Ret result_type; (SWYOMo"  
} ; x6BuF_.   
对于双参数函数的版本: YJ^] u}  
bn#"?6Z2  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Bn^0^J-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > TITKj?*o  
  { 3_ r*y9l  
typedef Ret result_type; Hkk/xNP  
} ; ?Y$JWEPJ  
等等。。。 ?iw!OoZ`  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy P 0SQr?W  
\MA+f~)9  
template < typename Func > VQ(jpns5  
struct func_return gT3_RUF  
  { };mA^xO]j  
template < typename T > p#&h=,W}  
  struct result_1 )mg:_K  
  { 6 hw=  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; |ax3sAg  
} ; sGi"rg#  
S ^"y4- 2  
template < typename T1, typename T2 > )SaGH3~*C  
  struct result_2 ?ME6+Z\  
  { [glLre^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; oL!EYbFD'Z  
} ; 5-|:^hU9  
} ; Us)Z^s  
,g%0`SO  
D60aH!ft  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 cm&nd'A't  
; ^*}#X d  
template < typename Func, typename aPicker > y0{u<"t%w  
class binder_1 )fFb_U  
  { %D UH@j  
Func fn; Z 6t56"u  
aPicker pk; "fQ~uzg="  
public : Pnk5mK$  
yg `j-9[8  
template < typename T > {}>0e:51  
  struct result_1 f~t:L, \,  
  { ^?-:'<4q$  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Ye\rB\-  
} ; S{Kiy#ltWc  
?[VM6- &  
template < typename T1, typename T2 > &c`nR<  
  struct result_2 &SIq2>QA  
  { dV*]f$wQ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +dWDxguE{w  
} ; Y4OPEo5o  
(jnzT=y  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} F<ZYh  
=qoWCmg"&  
template < typename T > 0Be< X  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |+"<wEKI  
  { nii A7Ux  
  return fn(pk(t)); ySk R>y  
} sz5MH!/PJ  
template < typename T1, typename T2 > fWCo;4<5?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x5|I  
  { %G3h?3  
  return fn(pk(t1, t2)); FG PB:  
} m-%E-nr  
} ; N/[p <  
#=D) j  
:<ka3<0%  
一目了然不是么? dah[:rP,n{  
最后实现bind mH54ja2  
5 z~1Dw  
__lM7LFL  
template < typename Func, typename aPicker > V("{)0~O  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) T!-\@PB !  
  { y>R=`A1b  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 4qN{n#{+]  
} Rh3eLt~|(  
}elc `jj  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~< P 0]ju  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 a[v0%W ]u  
5uGqX"  
十一. phoenix ]O Z5 fd  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: *w$W2I>b7  
w:??h4lt  
for_each(v.begin(), v.end(), =Ee&da^MB  
( ~ {?_p@&n  
do_ /Y*WBTV'  
[ 7@#>b E6  
  cout << _1 <<   " , " h&|[eZt?F  
] HvUxsdT  
.while_( -- _1), YSs)HV.8  
cout << var( " \n " ) .v]IJfRH*  
) Jx_cf9{  
); &*sP/z  
?42<J%p  
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: zuP B6W^  
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 *aXF5S  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 sI43@[  
那么我们就照着这个思路来实现吧: OBgkpx*Q  
6T>mW#E&  
A_n7w  
template < typename Cond, typename Actor > h-g+g#*  
class do_while HPpR.  
  { SEORSS  
Cond cd; S,D8F&bg  
Actor act; "lQ*1.i  
public : ?M$.+V{a  
template < typename T > 3NZK*!@ '  
  struct result_1 s|@6S8E  
  { -)s qc P  
  typedef int result_type; d; [C6d  
} ; ?8HHA: GP  
"-y-iJ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} < |e,05aM  
p$SX  
template < typename T > +_s #2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const agkA}O  
  { 5NBV[EP  
  do U6=..K!q  
    { \%u3  
  act(t); ]5BX :%  
  } sPd Gw~{  
  while (cd(t)); ,"2s`YC  
  return   0 ; siXr;/n"  
} {2qFY 5H  
} ; BMhy=+\  
[vge56h  
U -Y03  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ,/[6e\0~  
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。 rMXN[,|v  
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。 6Vww;1 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。 ]I-Z]m "  
下面就是产生这个functor的类: Rn#KfI:{  
7ByTnYe~S  
]&?Y~"{cD  
template < typename Actor > 3WN`y8l  
class do_while_actor "rTQG6`  
  { Q)"C&) `l  
Actor act; 0YaA`  
public : -7m:91x  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 'AzDP;6qFI  
J~=n`pW  
template < typename Cond > >oea{u  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; )S`jFQ1  
} ; ktI/3Mb@  
^L0d/,ik  
)i q-yjO6  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 j0Bu-sO$w  
最后,是那个do_ W8Q|$ZJ88F  
iM2W]  
wNq;;AJ$  
class do_while_invoker .id)VF-l  
  { NxSu 3e~PS  
public : +U_=*"@|  
template < typename Actor > * +'x~a  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Ny_lrfh)[  
  { Z:ni$7<.  
  return do_while_actor < Actor > (act); 1[kMOp  
} -r#X~2tPzD  
} do_; whonDG4WP  
0- ><q  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? pkP?i5 ,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 e'~Zo9`r6  
最后来说说怎么处理break和continue 5'0xz.)!  
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。 X_qf"|i  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八