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
  • 3867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 +eC3?B8rN  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 =Aj"j-r&{  
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, mLQUcYfR  
(NPxab8e*  
@FU~1u3d  
Xty# vI  
  class filler ERp{gB2U?  
  { $Vsy%gA<  
public : QsM*wT&aa  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} A=0@UqM  
} ; moaodmt]x  
1EQvcw #  
;KL9oV!<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: p+vh[+yp  
&lUNy L  
RN vQ  
g [AA,@p+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); t|<FA#  
vn``0!FX  
S{- f $Q*  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 8nodV 9  
)Y~xIj >  
a&N%|b K  
? -CV %l  
二. 战前分析 oCbpK  
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。 B2Qp}  
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 e+l\\9v  
V'C-'Ythwf  
QE3ryD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); x_k S g  
  /* --------------------------------------------- */ ,2ME2@OP  
vector < int *> vp( 10 ); fy`+Efuj  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); puA |NT  
/* --------------------------------------------- */ cFDxjX?~  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); +O4(a.  
/* --------------------------------------------- */ ZJ9x6|q  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Ox~ 9_d  
  /* --------------------------------------------- */ 95[wM6?J  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); bb}?h]a   
/* --------------------------------------------- */ 4QO/ff[ o  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $e*B:}x}  
k8 u%$G  
(uRZxX  
"Tv:*L5  
看了之后,我们可以思考一些问题: nGns}\!7'  
1._1, _2是什么? GyuV %  
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。 /z#F,NB  
2._1 = 1是在做什么? :6zC4Sr^  
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。 ~GA8_B  
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。 &kiF/F 1  
>K5~:mx#3  
0d";Hh:  
三. 动工 e62y  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: bs BZ E  
Li]k7w?H  
Fe5jdV<  
\q,s?`+B  
template < typename T > @0D![oA  
class assignment >J@egIKzP  
  { 05"qi6tncz  
T value; g}m+f] |  
public : %E  aE,  
assignment( const T & v) : value(v) {} |Q5+l.%  
template < typename T2 > K\aAM;)-  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } JN|VPvjE   
} ; <XvYa{t]{  
JtFiFaCxY  
,z[(k"  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 t$5jx  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 3}j1RYtz  
Za0gs @$  
 VGB-h'  
VKNp,Lf  
  class holder QLn+R(r  
  { a*s\Em7f  
public : 5j`v`[B;  
template < typename T > Yg&` U^7]B  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const rn H}#u+  
  { UGCox-W"  
  return assignment < T > (t); p1~*;;F  
} :/i~y$t  
} ; r@yD8D \  
2f^-~dz  
+9C;<f  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Y&g&n o_  
drIK(u\_  
  static holder _1; l2s{~IC  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ]L8q  
ssA7Dx:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vd(dNu&,<  
而不用手动写一个函数对象。 xW\,KSK  
vK:QX$b  
t!0dJud  
tt{`\1q  
四. 问题分析 ]-a{IWVN  
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。 FT( iX `YQ  
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。 Cg3ODfe  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H-2_j  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 N+J>7_k   
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `|?]CkP  
;s}3e#$L  
五. 问题1:一致性 7k~Lttuk  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| K$ AB} Fvc  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1`QsW&9=b  
lQL:3U0DjU  
struct holder :Y^I]`lR"  
  { ]u0Jd#@  
  // PQ3h\CL1n  
  template < typename T > dyO E6Ex  
T &   operator ()( const T & r) const s:b" \7  
  { qtY m!g  
  return (T & )r; \8>oJR 6  
} 6c &Y  
} ; >A=\8`T^  
(bvoF5%  
这样的话assignment也必须相应改动: nB&j   
{ 8p\Y  
template < typename Left, typename Right > SK-W%t  
class assignment @[v8}D  
  { "Yb y  
Left l; !+KhFC&Py  
Right r; ="dDA/,$VS  
public : c&m9)r~zP  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8&."uEOOU  
template < typename T2 > Dft%ip2  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } u w"*zBxl  
} ; o%qkqK1  
Ia7D F'  
同时,holder的operator=也需要改动: 7kd|K b(  
OD|1c6+X  
template < typename T > V.2[ F|P;3  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const CL1 ;Inzl  
  { tl^m=(ZQ  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); uLK(F B  
} zmbZ  
tN2 W8d  
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。 */_@a?  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Q7(eq0na  
eM }W6vIn  
return l(rhs) = r; 8[R1A  
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。 m8AAp1=  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ]EN&SWh  
$20s]ywS  
template < typename Tp > ~-<:+9m  
class constant_t &h(g$-l?[  
  { $"fzBM?5  
  const Tp t; LM6]kll  
public : e8q4O|I_  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >3P9 i ;W  
template < typename T > ,]q%/yxi  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const RUX8qT(Z  
  { t3>$|}O]t  
  return t; VYigxhP7  
} _l T0H u  
} ; 7P*Z0%Q  
3]`mQm E  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 /buWAX 1  
下面就可以修改holder的operator=了 ;($1Z7j+  
wT/6aJoX  
template < typename T > De]^&qw(  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ?!7 SzLll  
  { 4swKjN &  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 1Is%]6  
} (Fqa][0  
} # Xi`<{  
同时也要修改assignment的operator() S_5?U2%D  
b{pg!/N4  
template < typename T2 > Hg whe=P  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } &^+3er rO  
现在代码看起来就很一致了。 u`6/I#q`  
 i6 L  
六. 问题2:链式操作 >BJ}U_ck  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 |D<+X^0'  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 GoD ?KC  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 4E'|.tt(  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 "K ?#,_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct \ 3G*j`  
X:{WZs"[x  
template < typename T > ]1}h8/  
struct result_1 r=$gT@  
  { WIG=D{\Yx  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; O<`,,^4w/  
} ; -l JYr/MSL  
<jFSj=cIL  
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* Pz&8|  
@h(!<Ux_  
template < typename T > 5~[N/Gl  
struct   ref ~6sE an3p  
  { 7E(%9W6P  
typedef T & reference; yQwVQUW8B  
} ; G/(*foT8SE  
template < typename T > 50,Y  
struct   ref < T &> O9*p0%ug  
  { y\Dn^  
typedef T & reference; S+pP!YX  
} ; \xeVDKJH+n  
=qX*]  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: $',3Pv  
^ $wJi9D6  
template < typename T > ,R}Z=w#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const $}4K`Iu  
  { 2&x7W*  
  return l(t) = r(t); Z(UD9wY5m  
} 4|F#gK5E  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 8 }z3CuM  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 4 l1 i>_R  
G4m4k  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 &-4 ?!  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~},~c:fF?  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9FNwpL'C  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 @>:i-5  
最后的布局是: |Ng"C`$oqv  
                Add 5m`[MBt2g  
              /   \ 6F-JK1i  
            Divide   5 J[r^T&o  
            /   \ ,ey0:.!;  
          _1     3 z{M8Yf |  
似乎一切都解决了?不。 C$K+=jT  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 G * @@K  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 B-dlm8gX  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ?[|hGR2L  
fkG##!  
template < typename Right > 4,zvFH*AH  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ^9'$Oa,*  
Right & rt) const avBua6i'  
  { C#$6O8O  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); P\T|[%E'  
} gY%&IHQ'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 +;6)  
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。 <tW:LU(!  
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。 `*d{PJTv  
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。 K%PxA #P}  
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。 jE*Ff&]%m  
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? ?} X}#  
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: kXEtuO5FUM  
Of#K:`1@  
template < class Action > HT&p{7kFm  
class picker : public Action $l#{_~ "m7  
  { h"8QeX:((  
public : VWD.J  
picker( const Action & act) : Action(act) {} VY_f =  
  // all the operator overloaded 1vsu[n  
} ; K plM['uF  
JaFUcpZk$  
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。 O8[k_0@  
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: 6y9C@5p}B  
u?Z <n:  
template < typename Right > 9N1#V K  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const [9HYO  
  { 117c,yM0  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \ =Nm5:  
} &D)2KD"N  
0# l#,Y6#I  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > J[6VBM.Y  
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。 Ju4.@  
Q ]0r:i= .  
template < typename T >   struct picker_maker Oa1'oYIHg  
  { )^";BVY  
typedef picker < constant_t < T >   > result; (M8h y4Ex  
} ; W\NG>t  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hbH#Co~o4#  
  { ke^d8Z.  
typedef picker < T > result; *:[b'D!A  
} ; (:l(_-O  
Zd+>  
下面总的结构就有了: (,U7 R^  
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。 Hh@2m\HA  
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。 "4RQ`.S R  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 o"\{OX  
至此链式操作完美实现。 p>&S7M/9  
 -tMA  
LGfmUb-{]  
七. 问题3 jJ c07r']  
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。 F:,#?  
>"b[r  
template < typename T1, typename T2 > 8(^ ,r#Gy  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const kJ__:rS(T_  
  { hm6pxFkX_  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 'mUI-1GkT  
} jNIUsM 8e  
j6}$+!E  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: %!yxC  
? o sfL  
template < typename T1, typename T2 > QheDF7'z  
struct result_2 A'`P2Am  
  { &8afl"_~  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 716hpj#*  
} ; OiF]_"  
RJLFj  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢?  +xq=<jy  
这个差事就留给了holder自己。 9GE]<v,_[  
    d9|T=R  
w_GLC%|7  
template < int Order > P|8e%P  
class holder; /0l-mfRr  
template <> Ym`1<2mq\  
class holder < 1 > W}?s^  
  { fSr`>UpxC  
public : ^^eV4Y5`+  
template < typename T > jQkUNPHu  
  struct result_1 ^7<[}u;qF  
  {  -?Ejbko  
  typedef T & result; , uO?;!t  
} ; "&}mAWT%If  
template < typename T1, typename T2 > g&XhQ.aa  
  struct result_2 "d2LyQy  
  { l)H9J]  
  typedef T1 & result; `[&v  
} ; (<n>EF#  
template < typename T > =<TO"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #]igB9Cf)w  
  { &jFKc0\i@  
  return (T & )r; RpjSTV8Tkm  
} pb6 Q?QG,  
template < typename T1, typename T2 > [C2kK *JZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }pt-q[s>  
  { J7_8$B-j7  
  return (T1 & )r1; $=lJG(2%  
} "`[$&:~  
} ; +*<K"H|,  
1aVgwAI  
template <> ThbP;CzI#  
class holder < 2 > (%.</|u  
  { EtJD'&  
public : F-$Kv-f  
template < typename T > 48;~bVr}  
  struct result_1 6S)$3Is  
  { `TOX1cmw  
  typedef T & result; NPP3 (3C  
} ; coSTZ&0  
template < typename T1, typename T2 > Bg5;Q)  
  struct result_2 %@o&*pF^,  
  { C9GU6Ao  
  typedef T2 & result; A xRl*B  
} ; sBbL~ce50?  
template < typename T > % 6"o8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2}597Hb   
  { rpx 0|{m  
  return (T & )r; =[APMig,n  
} 'aNahzb  
template < typename T1, typename T2 > F W/)uf3I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A<a2TXcIE3  
  { [GOX0}$?  
  return (T2 & )r2; r,QJG$ Jo  
} #%;<FFu\  
} ; Q.*'H_Y  
V2lp7"  
UP5%C;  
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> >。 ^GrNfB[Qu  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: >\RDQ%z  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: tnA_!$Y a  
S[ws0Y60  
return l(i, j) = r(i, j); *1R##9\jU7  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) DS.39NY  
:~-)Sm+^  
  return ( int & )i; VyRW'  
  return ( int & )j; dE+CIjW5  
最后执行i = j; 3KDu!w@  
可见,参数被正确的选择了。 3zk:59  
<XU8a:w'T  
h5<T.vV  
h 3eGq:!9  
Xqc'R5C w  
八. 中期总结 X S6]C{  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: X+/{%P!w  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Jii?r*"d  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 -WQ_[t9l  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3- 4Nad  
&@-1 "-H  
,<`|-oa  
.ruqRGe/  
cC7"J\+r*  
"cIGNTLFA  
九. 简化 mjWp8i  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 g%@]z8L  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (YaOh^T:|  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: L3-<Kop  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 1v>  
  +-*/&|^等 WHZe)|n  
2. 返回引用。 Q=)"om  
  =,各种复合赋值等 e);bF>.~  
3. 返回固定类型。 1\M"`L/  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ,Zf :R  
4. 原样返回。 Y*]l|)a6_]  
  operator, =U)n`#6_j2  
5. 返回解引用的类型。 IwZZewb-a  
  operator*(单目) qz-#LZFTR  
6. 返回地址。 &':UlzG  
  operator&(单目) /zChdjz  
7. 下表访问返回类型。 t;Fbt("]:  
  operator[] MR^umLM88  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 N]3-L`t  
  operator<<和operator>> +!mNm?H[!  
7I@9v=xV  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 AH"g^ gw~T  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /1[}G!  
@5<]W+jk4  
template < typename Left > e'}ePvN  
struct value_return D2hAlV)i(  
  { P_:?}h\  
template < typename T > zsR  wF  
  struct result_1 5n&)q=jk=  
  { ==PQ-Ia  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; V{ 4i$'  
} ; 9Bbm7Gd  
S,d ngb{  
template < typename T1, typename T2 > E.5*Jr=J  
  struct result_2 !#cKF6%  
  { FFD*e-i  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; GU;TK'Yy?  
} ; uFA|r X  
} ; *il]$i  
FJ3:}r6 "  
%XDip]+rb  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait A>&>6O4  
1I:"0("}  
下面我们来剥离functor中的operator() ZmYa.4'L  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 4iL.4Uj{N  
~T;a jvJ  
return l(t) op r(t) ^`hI00u(  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Ba\wq:  
return op l(t) h4$OXKme?  
return op l(t1, t2) C+Fh$  
return l(t) op `uaD.m$EJ  
return l(t1, t2) op j L>I5f  
return l(t)[r(t)] N9>'/jgZX  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Jq$6$A,f  
softfjl&l  
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: '.}6]l  
单目: return f(l(t), r(t)); yNb#Ia  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); g4.'T51  
双目: return f(l(t)); {Q#Fen ;y|  
return f(l(t1, t2)); iuH8g  
下面就是f的实现,以operator/为例 qxg7cj2  
\$$b",2 h  
struct meta_divide F$sF 'cw  
  { I;kUG_c(4  
template < typename T1, typename T2 > Qzs\|KS  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ZmR[5 mv@  
  { OyG_thX  
  return t1 / t2; 7E\K!v_  
} jl 30\M7  
} ; {Vt^Xc  
>? A `C!i  
这个工作可以让宏来做: w# gU1yu  
=ihoVA:|  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8KGv?^M 6W  
template < typename T1, typename T2 > \ I/ e2,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |GVGny<  
以后可以直接用 &EbD.>Ci  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ;s!ns N  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 TGt1d  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) #:Sy`G6!?  
aQym= 6 %e  
bdsHA2r`s  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 tc49Ty9$[  
j4 &  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > X T)hPwg.  
class unary_op : public Rettype @88z{  
  { cQ8$,fo  
    Left l; 9 FFfRIVY  
public : ixI5Xd<  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 5LhJ8$W  
6{Cu~G{]N  
template < typename T > J:TI>*tn  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Zc' >}X[G  
      { O>"r. sR  
      return FuncType::execute(l(t)); ,N@Icl  
    } v[3hnLN%  
e$xv[9  
    template < typename T1, typename T2 > !Z0rTC3d  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r{6B+3J  
      { 9'/|?I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); #QyK?i*  
    } G~iYF(:&  
} ; Z+h7 0,|  
ja,L)b:  
p#8LQP~0$  
同样还可以申明一个binary_op P20]>Hg  
0F0(]7g^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > AN:RY/ %Wo  
class binary_op : public Rettype <DlanczziF  
  { (k)gZD9~{?  
    Left l; Pu\DYP: (  
Right r; dnWt\>6& 2  
public : i&s=!`  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} $M3A+6["H  
)zc8bS  
template < typename T > uB#B\i  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ph&H*Mc  
      { by:xD2 5  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); (a)@<RF`Q}  
    } Qig!NgOM  
YV_I-l0  
    template < typename T1, typename T2 > />2$ XwP  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N mjBJ_G  
      { ^D> MDj6  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 5z(>4d!  
    } @ vYN7  
} ; E.Q} \E  
Z :i"|;  
(+Nmio  
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 8IIdNd  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 4Uy>#IL  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) $j4?'-i=e  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Kg0\Pvg8?T  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! [m+O0VK$  
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。。。 d(B;vL@R2V  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 \z2hXT@D  
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) ~JmxW;|_x)  
下面是修改过的unary_op \g6 # MNW  
o)' =D(  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Vx4pP$S  
class unary_op 0&L0j$&h  
  { ~\s &]L  
Left l; .2SIU4[P  
  XJ1nhE  
public : [j+0EVwB  
+so o2cb  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} @LMV?  
!=Vh2UbC3  
template < typename T > 9(evHR7  
  struct result_1 VA r?teY  
  { uKAHJ$%  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; _G8y9!J  
} ; WxP4{T* <  
$6?KH7lA  
template < typename T1, typename T2 > m4.V$U,H]  
  struct result_2 /s0VyUV=  
  { 89e.\EH  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?(L? X&)v  
} ; Dlsa(  
e$+? v2.  
template < typename T1, typename T2 > n\)f.}YD8d  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zmS-s\$,  
  { Mn{Rg>X  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); j9fL0$+FI  
} zs^\z Cb8  
?*5l}y=  
template < typename T > /n}V7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /<Nt$n  
  { $gtT5{"PN(  
  return OpClass::execute(lt(t)); KUn5S&eB  
} "dU#j,B2  
@3= < wz<  
} ; c+M@{EbuN  
J0)WRn"h  
z+B  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug W p* v Vv  
好啦,现在才真正完美了。 [0 f6uIF  
现在在picker里面就可以这么添加了: bL#TR;*]  
fOfz^W  
template < typename Right > Fi=8B&j  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const O9IjU10:  
  { MZF ;k$R  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); V1V4 <Zj  
} w [x+2  
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。 Z]+Xh  
8l,hP.  
[GT1,(}. Z  
p2?+[d  
zi 14]FWo  
十. bind uUB%I 8  
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。 83(P_Y:  
先来分析一下一段例子 t`3T_t Y  
qO'5*d;!d  
~$obcW1  
int foo( int x, int y) { return x - y;} -Af`AX  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 @8d})X33  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 '(:J|DN  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 TZ]Gl4 @  
我们来写个简单的。 MX_a]$\ :n  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: l;FgX+)  
对于函数对象类的版本: R20GjWy=  
KD*4n'm!>  
template < typename Func > bg. KkJMrR  
struct functor_trait {v'Fg  
  { /[T8/7;_l  
typedef typename Func::result_type result_type; TBp5xz`  
} ; #gT^hl5/  
对于无参数函数的版本: 4T^WRS  
R63d `W  
template < typename Ret > nvs7s0@Fqe  
struct functor_trait < Ret ( * )() > a5S/ O;ry  
  { wi >ta  
typedef Ret result_type; ~ +$><qj  
} ; 2|o$eq3t  
对于单参数函数的版本: vw 2@}#\:  
6%y: hLT  
template < typename Ret, typename V1 > q &o=4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > @_nhA/rlc  
  { \kO_"{7n  
typedef Ret result_type; #ms98pw%5  
} ; nxRrmR}F  
对于双参数函数的版本: (R,n`x2^  
KO"iauW  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ) O^08]Y g  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > o~>go_Y  
  { \F3t&:  
typedef Ret result_type; k3kqgR*  
} ; aE$p;I  
等等。。。 a5&j=3)|  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 5ZxBmQ  
)g F9D1eA  
template < typename Func > %QbrVl+  
struct func_return [uHI 6Q#  
  { 5q >u }J  
template < typename T > RO8Ynm2 <  
  struct result_1 U.x.gZRo[  
  { V(0[QA  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Or|LyQU  
} ; 9hzU@m  
gJ7pu N  
template < typename T1, typename T2 > L+CSF ]  
  struct result_2 )HE yTHLtJ  
  { Pl6=._  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ]x\wP7x  
} ; Ymvd= F   
} ; 1OL~)X3  
VG^-aR_F  
wH<*  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 1vb0G ;a;|  
>o7k%T|l$  
template < typename Func, typename aPicker > 95&HsgdxJ  
class binder_1 )9->]U@  
  { de=T7,G#  
Func fn; LlqhZetS  
aPicker pk; .&dcJh*O+  
public : p}uw-$O  
(*tJCz`Sj  
template < typename T > UW3F)  
  struct result_1 WG n1pW  
  { jnY4(B   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8uiQm;W  
} ; DK1)9<  
}OFk.6{{&v  
template < typename T1, typename T2 > CcQ|0  
  struct result_2 ,-Gw#!0  
  { h,g~J-x`|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \266N;JrN  
} ; #>'0C6Xn  
/-lmfpT  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2F(j=uV+  
v/dcb%  
template < typename T > *<1m 2t>.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @<L.#gtP  
  { =t2epIr 5  
  return fn(pk(t)); NKws;/u  
} #'P&L>6 ;  
template < typename T1, typename T2 > &s5*akG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Y*f<\z(4  
  { LTHS&3% 2  
  return fn(pk(t1, t2)); S;~_9i]upe  
} Jt"Wtr  
} ; V96BtV sB  
W0k_"uI  
2~ a4ib  
一目了然不是么? ly2R8$Y`y`  
最后实现bind ,D1QJPM  
|HLh?AcX  
C{-pVuhK+  
template < typename Func, typename aPicker > 3@PVUJ0B|  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Kt(p|  
  { q$P"o].EK  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _U %B1s3y  
} _DQdo  
A@+.[[  
2个以上参数的bind可以同理实现。 |Z;Av%%  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 dhbJ1/z^  
ux=@"!PJ  
十一. phoenix S{ !hpq~o  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: (TPD!=  
Bb)J8,LQ  
for_each(v.begin(), v.end(), n)yqb  
( )XFMlSx)  
do_ <Bwu N,}  
[ `XQ5>c  
  cout << _1 <<   " , " ?zEgN!\R)  
] =0S7tNut  
.while_( -- _1), \c)XN<HH  
cout << var( " \n " ) p%BO:%v  
) k95vgn%  
); &IPT$=u  
hwJ.M4  
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: )%6v~,'3Y  
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 |j;`;"+B  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 6tM{cK%v1  
那么我们就照着这个思路来实现吧: -kO=pYP*O  
ocvBKsfhE`  
8eNGPuoL)  
template < typename Cond, typename Actor > 7^1ikmYY  
class do_while 2mRso.Ah  
  { m(Oup=\%b}  
Cond cd; pR $c<p  
Actor act; \hz)oC   
public : U1Oq"Ij~  
template < typename T > |kn}iA@72p  
  struct result_1 Z(s} #-  
  { J0`?g6aY  
  typedef int result_type; 1{*x+GC^/  
} ; _Uq'eZol  
u[% #/  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} j2z$kw%  
wBf bpoE7  
template < typename T > Tb[GZ,/%;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E ?-K_p  
  { :?,& u,8  
  do A /MOY@%G  
    { tU(6%zvR  
  act(t); }v:h EMO  
  } uBM1;9h  
  while (cd(t)); wG B'c's*  
  return   0 ; ^m~=<4eX  
} C]k\GlhB  
} ; [4gv_g  
Gfvz%%>l  
L.5GX 29  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). c;WS !.  
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。 w v1R ]3}  
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。 TS-[p d  
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。 (mzyA%;W  
下面就是产生这个functor的类: _ &T$0SZco  
2iUF%>  
@{bf]Oc  
template < typename Actor > !"wIb.j }0  
class do_while_actor 54k Dez  
  { \(u P{,ML  
Actor act; + 7Z%N9  
public : NIgt"o[I  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} giPyo"SD  
V; ChrmE  
template < typename Cond > :%0Z  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; U_:/>8})d  
} ; R\X J  
%c&h:7);  
3KqylC &.  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 zpY8w#b  
最后,是那个do_ KMZ% 1=a  
S_)va#b#  
Dx8^V%b  
class do_while_invoker 6K,AQ.=V2  
  { )t|M)zJ  
public : ].$N@t C  
template < typename Actor > MQI6e".  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const //`X+[bMG  
  { 7 `|- K  
  return do_while_actor < Actor > (act); (LnKaf8  
} \X(.%5xC  
} do_; Wg#>2)>  
<h^vl-L>  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 0s(G*D2%6  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 8garRB{  
最后来说说怎么处理break和continue ~;MRQE  
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。 lwV#j}G  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八