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
  • 2971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 v7;zce/~  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 0)c9X[sG  
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, IB!^dhD!Q  
K]0Q=HY{.  
hJ)>BeH0  
HLjXH#ry  
  class filler W6kDQ& q  
  { #Kr\"o1]  
public :  ppwjr +  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Y6_%HYI$  
} ; < C{-ph  
MT`gCvoF4P  
Cd>GY  
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: x2 s%qZ#  
s|/m}n  
sk0N=5SB-  
D/T& 0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); mY}_9rTn|  
+Xb )bfN  
dMcCSwYh  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 AixQR[Ul*c  
95`Q=I|i  
3 #fOrNU2  
]Bp db'  
二. 战前分析 QQQ3U  
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。 I|RMxx y;  
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 XxN=vL&m  
Y} '8`.  
?A!Lh,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Xp(e/QB  
  /* --------------------------------------------- */ ;g-L2(T05;  
vector < int *> vp( 10 ); m\3r<*q6  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Bl)znJ^  
/* --------------------------------------------- */ Rnl 4  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); zjyj,jP  
/* --------------------------------------------- */ 8{mQmG4  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); h)O<bI8  
  /* --------------------------------------------- */ WYHr'xJ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); `5y+3v~"  
/* --------------------------------------------- */ /(`B;?  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); t>04nN_@,s  
M?61g(  
^ X&`:f  
(r&e|  
看了之后,我们可以思考一些问题:  QuJ~h}k  
1._1, _2是什么? {nyQ]Nu"  
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。 cfb8kNn~+  
2._1 = 1是在做什么? GCw <jHw  
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。 1 \#n{a3  
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。 UfE41el:  
f zu#!  
?q}XD c  
三. 动工 9u3~s <  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: EYe)d+E*  
2TR l @  
>JN K06T  
qr5ME/)z  
template < typename T > h q5=>p  
class assignment Ihe/P {t]J  
  { /+FZDRf!r  
T value; fz)i9D@  
public : W*'gqwM&  
assignment( const T & v) : value(v) {} Jk$XL<t  
template < typename T2 > <Pg]V:=g'  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 9.bMA<X  
} ; x]({Po4  
oXCZpS  
Tum9Xa  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 %-zAV*>  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 8vN}v3HV&  
fO!S^<9,-  
T<p,KqH  
B{ i5UhxD  
  class holder W]8tp@  
  { Dxc`K?M   
public : S-FoyID\H  
template < typename T > >[4;K&$B  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const <K8$00lm  
  { ` ,B&oV>  
  return assignment < T > (t); kg2?IL  
} .x$!Rc}  
} ; $,vZX u|Qw  
{H$F!}a  
!fFmQ\|)4S  
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: )~hsd+ 0t  
!Ua74C  
  static holder _1; R~-r8dWcw  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 {.W$<y (j7  
e`1,jt'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); %cM2;a=2  
而不用手动写一个函数对象。 X@,xwsM%tb  
Sb&sW?M  
xg'FC/1LD  
M2[ywab  
四. 问题分析 b";w\H  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 RI#C r+/  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 &Wj %`T{  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .x__X3P>\  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 l}>gG[q!  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 NN<kO#c+2  
t7VXW{3  
五. 问题1:一致性 N=) E$h  
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?| LK8K=AA3P  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >\Qyg>Md]  
WMB~? EDhv  
struct holder JwzA'[tM  
  { w%,Iy, G@  
  // tS2P|fl  
  template < typename T > ]xf lfZ  
T &   operator ()( const T & r) const v= b`kCH}  
  { xg~ Baun  
  return (T & )r; %m'd~#pze  
} 1=DUFl.  
} ; MKd{ y~'  
PI7M3\z  
这样的话assignment也必须相应改动: )J/,-p  
nq#k}Qx:  
template < typename Left, typename Right > r4}:t$  
class assignment f-5vE9G3y7  
  { ^>?gFvWB%  
Left l; 5 ^}zysY`  
Right r; S3-3pJ]~Zk  
public : [YT"UVI  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} KZn\ iwj  
template < typename T2 > L+@RK6dq  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } M9MfO*  
} ; tzv&E0 |d  
=G*rfV@__V  
同时,holder的operator=也需要改动: `0+zF-  
MVV9[f  
template < typename T > A7.$soI\  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const \NbMSC&H  
  { CT6Ca,  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); S#{e@ C  
} ZHxdrX)  
\WD}@6) ~  
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。 < C\snB  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 |F36^  
q#Y%Y  
return l(rhs) = r; 6 2&E]>A(i  
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。 4/S% eZB  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: gIS<"smOo  
}q-_|(b;  
template < typename Tp >  WpX)[au  
class constant_t tP2hU[7Z  
  { >Pv#)qtm  
  const Tp t; #RoGyrLo  
public : rlYAy5&  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Q4 Mp[  
template < typename T > C=}YKsi|R|  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const l]whL1N3  
  { kUAjQ>  
  return t; 2<Pi2s'  
} vMJv.O>HW  
} ; ^JF6L`Tp  
yG?,8!/]  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 bit&H  
下面就可以修改holder的operator=了 //VgPl  
+*[lp@zU{  
template < typename T > lmb5Z-xB  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const qp>O#tj[  
  { |yiM7U,i  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 1R)4[oYN\<  
} j+Nun  
KFHn)+*"  
同时也要修改assignment的operator() vX})6O  
I.I:2Ew+  
template < typename T2 > &eq>>  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } v\ggFrG]  
现在代码看起来就很一致了。 m4(:H(Za  
'7Dg+a^x7  
六. 问题2:链式操作 gq`gitu0  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 %'Ebm  
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。 \{L!hAw  
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。 WE \912j  
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。 D`3m%O(?  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct [ Y.3miE  
xn(lkQ6Fm  
template < typename T > w\KO1 Ob  
struct result_1 PgAC3%M6  
  { b|t` )BF  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; fkWuSGi  
} ; G 8OLx+!0e  
$O,$KAC  
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: ?!1K@/!  
g@YJ#S(}  
template < typename T > AQ 3n=Lr   
struct   ref zghUwW|K  
  { aoQK.7  
typedef T & reference; z c N1i^   
} ; EY;C5P4  
template < typename T > JnH>L|G{;%  
struct   ref < T &> 1Qui.],c  
  { ~p<o":k+Lv  
typedef T & reference; /g2(<  
} ; x/47e8/  
GQ ZEMy7  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: x2+%.$'  
HMJx[ yD  
template < typename T > Z8tQ#Pu{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4AB7uw  
  { )~;=0O |X  
  return l(t) = r(t); Ua]shSjyI  
} =@;uDu:Q  
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。 ]N}80*Rl  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 c.m8~@O5+  
j`Fsr?]/  
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 />_Mz  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: D Cx3_  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 B25@6   
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 vtG_ A{l  
最后的布局是: 61>@-55k9  
                Add oe,L&2Jz@  
              /   \ Ej>5PXp'2  
            Divide   5 +[Nc";Oy  
            /   \ qT^R> p  
          _1     3 t a_!  
似乎一切都解决了?不。 5mdn77F_  
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。 {\ vj":  
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。 ^yg`U(  
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: i>i@r ;:|  
azKbGS/X  
template < typename Right > k !Nl#.j  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const :VC#\/f  
Right & rt) const poj@ G{  
  { p< Emy%  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); v??}d   
} 7k}[x|u  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _3DRCNvh  
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。 Z?|\0GR+`5  
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。 rr>*_67-:  
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。 1a 4 [w  
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。 2[: *0 DV#  
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? / 2>\Z(  
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: _]H$rf,Rc  
H Yt& MK  
template < class Action > X(kyu,w  
class picker : public Action Lw<?e;  
  { w?]k$  
public : %4?  
picker( const Action & act) : Action(act) {} `!Ei H<H}  
  // all the operator overloaded I `:nb  
} ; JPW+(n|g  
O?|opD  
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。 q\*",xZxwz  
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: !fUrDOM0E  
syhTOhOX  
template < typename Right > UO$z_ p]w  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const #R v&b@K  
  { lx,^Y 647  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); &*iar+vr  
} pfsRV]  
fl>*>)6pm  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @/i{By^C  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 cLR02  
;i?Ao:]  
template < typename T >   struct picker_maker ?XO$ 9J  
  { z%5i^P  
typedef picker < constant_t < T >   > result; "&Ym(P  
} ; "?a(JC  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > +O>1 Ed  
  { 5-l cz)DO  
typedef picker < T > result; J&4LyIpQ  
} ; +ew2+2  
pv8"E?9,k  
下面总的结构就有了: ,!U 5;  
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。 $$`E@\5P  
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。 i2`i5&*  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 aGvD  
至此链式操作完美实现。 TWE$@/9)g  
C^I  h"S  
ciO^2X  
七. 问题3 } XVz?6  
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。 "J^M@k\!  
3Qmok@4e)  
template < typename T1, typename T2 > ^,[V;3  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `r;e\Cp  
  { U WYLT-^x  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); u|h>z|4lJj  
} N 4Yvt&  
Wo=Q7~  
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: Rr+Y::E  
KY$6=/?U_  
template < typename T1, typename T2 > mwLp~z%OX  
struct result_2 99 /fI  
  { ?r C^@)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; jz(}P8  
} ; NMb`d0;(  
Cc^`M9dP  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? b$)b/=2  
这个差事就留给了holder自己。 E`%Ewt$Z  
    \:ntqj&A|  
}TD$ !  
template < int Order > *X_CtjgF  
class holder; tn};[r  
template <> K| #%u2C  
class holder < 1 > CI$pPY<u1  
  { _ q`$W9M+k  
public : Av[L,4A  
template < typename T > 4{H>V_9zs  
  struct result_1 J@'}lG  
  { sI p q  
  typedef T & result; UV8,SSDTV  
} ; l9 RjxO.~U  
template < typename T1, typename T2 > Z=`\U?,  
  struct result_2 }wzU<(Rx  
  { #UGm/4C  
  typedef T1 & result; RkP g&R;i  
} ; v WKUV|  
template < typename T > FRpTYLA2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5at\!17TY  
  { ;i|V++$_  
  return (T & )r; 6Ouy%]0$I3  
} TGx:#x*k  
template < typename T1, typename T2 > |pk1pV |  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const D(6d#c  
  { QU0K'4Yx5j  
  return (T1 & )r1; GGHe{l  
} n)$T zND  
} ; ) 9h5a+Z  
':6!f  
template <> KZ^W@*`D  
class holder < 2 > WF#eqU*&  
  { ka3Jqy4[  
public : sS#Lnj^`%  
template < typename T > ;\yY*  
  struct result_1 > E;`;b  
  { Wi]Mp7b  
  typedef T & result; ]0<T,m Z  
} ; sLh9= Kh`  
template < typename T1, typename T2 > BhC.#u/   
  struct result_2 ++ !BSQ e  
  { )HWf`;VQ  
  typedef T2 & result; @mM'V5_#  
} ; ek6PMZF:'  
template < typename T > 7kapa59  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const < wV?B9j  
  { 3]Rb2$p[=  
  return (T & )r; XUeBK/aQ{  
} g}nlb.b]{m  
template < typename T1, typename T2 > LO{{3No  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7A@GN A  
  { 0X =Yly*m@  
  return (T2 & )r2; & xOEp  
} o#Q0J17i?  
} ; >]uV  
|~vo  
:X7"fX  
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> >。 lN"%~n?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Cw"Y=`  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: G/T oiUY  
??Zh$^No:  
return l(i, j) = r(i, j); Nb/W+& y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) f,{O%*PUA  
h ,;f6  
  return ( int & )i; ?h)Z ;,}  
  return ( int & )j; v:0.  
最后执行i = j; $OMTk  
可见,参数被正确的选择了。 k fS44NV  
0 =#)-n  
h6c0BmS{1  
t3%[C;@wB  
FTvFtdY  
八. 中期总结 j?sq i9#  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: '?Fw]z1$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 K4938 v  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 -Bymt[  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 2uw1R;zw  
9&e=s<6dO  
{,z$*nf  
3dm lP2  
1"k"<{%  
y7J2: /@[x  
九. 简化 Dj!v+<b  
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。 ;w,+x 7  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 8nn%wps  
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: .*+?]  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 tNf?pV77  
  +-*/&|^等 f S-(Kmh  
2. 返回引用。 >D20f<w(H  
  =,各种复合赋值等 $|~YXH~O  
3. 返回固定类型。 f?)BAah  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) y>}dKbCN  
4. 原样返回。 S !Dq8  
  operator, ,n&@O,XGy  
5. 返回解引用的类型。 dd4g?):  
  operator*(单目) 3Z.<=D  
6. 返回地址。 &K Ti[  
  operator&(单目) *h59Vaoc  
7. 下表访问返回类型。 {=n-S2%  
  operator[] ;OjxEXaq  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 x>MrB  
  operator<<和operator>> 4t3Y/X  
0N02E  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 D|`O8o?)  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: !Yuu~|  
Ubtu?wRBW  
template < typename Left > n^Co  
struct value_return uA#uq^3  
  { :ryyo$  
template < typename T > 3q7Z?1'o  
  struct result_1 CjW`cHd  
  { Lo"w,p`n@  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; AWkXW l}  
} ; dN'2;X  
Jo%5NXts4  
template < typename T1, typename T2 > ]:Y@pZ  
  struct result_2 @2H"8KX  
  { $Pw@EC]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; t As@0`x9  
} ; K/)*P4C-  
} ; ' fXBWi6  
=2;2_u?  
-"m4 A0  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait l)@Zuh  
qfF/X"#0  
下面我们来剥离functor中的operator() 1CS[%)-c  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 92y<E<n  
Rw8l"`  
return l(t) op r(t) <_X`D4g]XO  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) !V|%n(O"  
return op l(t) v X=zqV  
return op l(t1, t2) 6:Eu[PE~w  
return l(t) op Aj| Gqw>  
return l(t1, t2) op xqV>m  
return l(t)[r(t)] 7S"W7O1>  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] {J_1.uN=  
D|zlC,J,  
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: X}XTEk3[  
单目: return f(l(t), r(t)); cb ICO  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); +n#(QOz  
双目: return f(l(t)); %Ot2bhK;  
return f(l(t1, t2)); IB~`Ht8 b  
下面就是f的实现,以operator/为例 ]`[r=cG  
RZwjc<T  
struct meta_divide (;1rM}B;1  
  { y_aKW4L+  
template < typename T1, typename T2 > g.3 . C?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) uK_Q l\d  
  { (?luV#{5  
  return t1 / t2; '<(S*&s  
} RPH]@  
} ; h!c6]D4!L  
w.tQ)x1h  
这个工作可以让宏来做: Q<TD5t9  
y]1:IJL2;  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ TRB)cJZ?  
template < typename T1, typename T2 > \ if|j)h&  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; M6$9-  
以后可以直接用 aD5jy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ",U>;`  
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 j Wa%vA  
(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。。。) l# -4}95  
j,7NLb9M  
Rg4'9I%B  
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 .23z\M8 -  
M\%LB}4M  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > &.1F \/]k  
class unary_op : public Rettype ,k% \f]a  
  { p#-;u1-B  
    Left l; h>s|MZQ:*  
public : Q i&!Ub]  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} j/I^\Ms  
*hJ&7w ~  
template < typename T > l`#XB:#U  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z:Sr@!DZ  
      { %cy]dEL7  
      return FuncType::execute(l(t)); b{:c0z<  
    } z:m`  
UkO L7M  
    template < typename T1, typename T2 > 4Ji6B)B  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ym>>5(bni  
      { XaFu(Xu7  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); cP >MsUZWl  
    } )s @ }|`  
} ; k91ctEp9>  
R-lB.9e#M  
z]P =>w  
同样还可以申明一个binary_op aSu6SU  
ifo^ M]v  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *-KgU'u?  
class binary_op : public Rettype cmw2EHTT<  
  { VBHDI{HzRv  
    Left l; T#L/HD  
Right r; *3,GQ%~/z  
public : x3X^\ Ig  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} RTHe#`t  
%Se@8d8  
template < typename T > 6fP"I_c  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (%\vp**F  
      { )v1y P  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); SONv] ));  
    } \ C^fi}/]  
n|G x29 E  
    template < typename T1, typename T2 > Y}G9(Ci&  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]p,sve vo  
      { ".n,R"EF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); bnso+cA  
    } W(5et5DN,  
} ; `# N j8  
Z/y&;N4  
^h q?E2-  
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 ,4RmT\%T  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @S69u s}  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) a4zq`n|3U  
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。 7d44i  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Im7t8XCG  
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。。。 RyI(6TZl  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Gp0B^^H$  
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) zQ;jaS3 hf  
下面是修改过的unary_op AKKp-I5  
i{#5=np H  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ^jY'Hj.Bs  
class unary_op RnvPqNs  
  { oCl $ 0x  
Left l; pS1f y]  
  z#$>f*b  
public : PL+j;V(<  
r2KfZ>tWg"  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -vRZCIj!  
r&^xg`i[z>  
template < typename T > pN-l82]'  
  struct result_1 m :6.  
  { ~ULD{Ov'F  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; d&!;uzOx  
} ; ,BUDo9h  
WFl, u!"A  
template < typename T1, typename T2 > {FIr|R&  
  struct result_2 0|1)cO}Dy  
  { ~OuKewr\  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; i,[S1g  
} ; )oEHE7y  
75u5zD   
template < typename T1, typename T2 > 4Nz@s^9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -?m"+mUP  
  { [Pn(d[$z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); SN${cs%  
} C}i1)   
0QWc1L  
template < typename T > ~1_v;LhH5+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q%G"P*g$(  
  { t`b!3U>I  
  return OpClass::execute(lt(t)); .ZV-]jgr  
} AW;ncx;  
'U9l  
} ; =jz*|e|V  
I$rnW  
,KT[ }P7  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug PWch9p0U  
好啦,现在才真正完美了。 l ~b  
现在在picker里面就可以这么添加了: my.%zF  
^Po^Co  
template < typename Right > \Zpg,KOT  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ,*y\b|<j  
  { oS2L"#  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); j %3wD2 l  
} s{"}!y=]  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 td}%reH  
e`N/3q7  
GmjTxNU@  
ws^ 7J/8  
NCid`a$  
十. bind il=:T\'U9  
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。 E46+B2_~zk  
先来分析一下一段例子 JO|%Vpco  
!foiGZ3g  
DlD;rL=  
int foo( int x, int y) { return x - y;} m2i'$^a#  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 iSiez'  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 e-4 Qw #cw  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 " R=,W{=  
我们来写个简单的。 #i t)  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: K!L0|W H%!  
对于函数对象类的版本: _LYI#D  
X,ES=J0  
template < typename Func > q6A"+w,N  
struct functor_trait :1O49g3R  
  { h(<2{%j  
typedef typename Func::result_type result_type; xcVF0%wVC  
} ; )BJ Z{E*  
对于无参数函数的版本: X:0-FCT;\  
+!@@55I-  
template < typename Ret > \& KfIh8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > >[$j(k^  
  { HVG:q#=C  
typedef Ret result_type; E8`AU<  
} ; 3 P)N,  
对于单参数函数的版本: EG7.FjnVu  
s<GR ?  
template < typename Ret, typename V1 > B1u.aa$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > x_X%| f  
  { .%\lYk]  
typedef Ret result_type; rV5QKz6'  
} ; gwAZ2w  
对于双参数函数的版本: [M;B 9-2$  
PQ}owEJ2eM  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > eG\|E3Cb9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > OYbgt4  
  { h)~i ?bq!/  
typedef Ret result_type; H N )@sLPc  
} ; eHIsTL@Fp  
等等。。。 <kc9KE  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy zfm-v U  
t,v=~LE  
template < typename Func >  x%$as;  
struct func_return 4ayZ.`aK  
  { )<>1Q{j@  
template < typename T > R9-Ps qmF  
  struct result_1 ]:K[{3iM  
  { v 7g?  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; DJ]GM|?  
} ; 5N5Deb#V  
8-"lK7  
template < typename T1, typename T2 > #P^cR_|\  
  struct result_2 &3_S+.JO  
  { ^! r<-J  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z~s"=kF,  
} ; vgyv~Px]AW  
} ; A4|L;z/A[h  
$Fr>'H+i  
sX,."@[  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 DV6B_A{kI  
S0zk<S  
template < typename Func, typename aPicker > v ?OIK=Xm  
class binder_1 a6/$}lCq  
  { v"~0 3-SX  
Func fn; Y6R+i0guz  
aPicker pk; :wR aB7  
public : YU (|i}b  
V\=QAN^  
template < typename T > $={^':Uh  
  struct result_1 *D_pFS^l  
  { {~=Z%Cj2Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; BT3X7Cx  
} ; (G#QRSXc\  
M{   
template < typename T1, typename T2 > :jP4GCxU|  
  struct result_2 %s(Ri6R&  
  { D'UYHc {  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;bh[TmQTJ  
} ; J;mvD^`g  
j_#oP  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} xBevf&tP  
/bBFPrW  
template < typename T > uY"Bgz:=d  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const aEJds}eE6)  
  { nUy2)CL[L  
  return fn(pk(t)); K3xs=q]:@  
} e ab_"W   
template < typename T1, typename T2 > y wf@G; fK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~ V:@4P  
  { X v2u7T\  
  return fn(pk(t1, t2)); ~4t7Q  
} JIYZ  
} ; ~a RK=i$F  
9U=~t%qW$  
CEMe2~  
一目了然不是么? Ga9^+.j  
最后实现bind 7L"Pe'Hw  
 +bC=yR  
JPt0k  
template < typename Func, typename aPicker > x]X!nx6G  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) {r.yoI4e  
  { 9[7Gxmf  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); So^;5tG  
} l A1l  
A"PmoV?lAm  
2个以上参数的bind可以同理实现。 _=s{,t &u  
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。 ^|+;~3<J  
12bt\ h9  
十一. phoenix hZ;[}5T\<S  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: B+w< 0No  
b+DBz}L4  
for_each(v.begin(), v.end(), `N,q~@gL  
( 1TIP23:  
do_ >qT4'1S*g  
[ Fb:Z.  
  cout << _1 <<   " , " ^7zXi xp  
] 54geU?p0  
.while_( -- _1), x,~ys4  
cout << var( " \n " ) =yy7P[D  
) $RJpn]d j  
); qL 0{w7  
J<'7z%2w  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: N-Jp; D  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor teDO,$  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %I 3D/!%  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 41'|~3\X  
^<"^}Jh.M  
XFx p^  
template < typename Cond, typename Actor > 4a6WQVS  
class do_while G&?,L:^t  
  { NZh\{!  
Cond cd; g /v"E+  
Actor act;  $w@0}5Q  
public : ='"hB~[  
template < typename T > hDsSOpj  
  struct result_1 qx+ .v2G  
  { ,^#{k!uaC{  
  typedef int result_type; @UG%B7  
} ; @|hn@!YK  
2xEG s Q  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} oTjsiXS  
;xKPa6`E  
template < typename T > WU" Lu  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X":T>)J-  
  { )rce%j7  
  do {*jo,<4ee  
    { o8A1cb4<T  
  act(t); D+u#!t[q  
  } X\yy\`o  
  while (cd(t)); 4sCzUvI~Y1  
  return   0 ; Dno'-{-  
} `uN}mC!r]  
} ; #@cOyxUt  
)^^Eh=Kbj  
$afE= qC*  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). E/6@>.T?'  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 q]qKU`m!Q`  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 {|Pg]#Wi&  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 \F }s"#  
下面就是产生这个functor的类: + yF._Ie=  
'q:t48&  
f#mcW L1}  
template < typename Actor > u#c3T'E  
class do_while_actor (> {CwtH][  
  { MkCq$MA  
Actor act;  erW[q  
public : s?g`ufF.t  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} {@7{!I|eD  
s,*kWy"jp  
template < typename Cond > 6L)]nE0^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; jwe^(U  
} ; tU :,s^E"#  
fZH";_"1  
"yo~;[  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 (r]3tGp  
最后,是那个do_ _K#LOSMfj/  
6hvmp  
42Vz6 k:  
class do_while_invoker <.HDv:  
  { q|N/vkqPz  
public : !jIpgs5  
template < typename Actor > pFZ2(b&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 2Y`C\u  
  { OK6c"*<z  
  return do_while_actor < Actor > (act); #w *]`5 T  
} #go!"H L  
} do_; l\NVnXv:>  
mK>c+ u)  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _?+gfi+  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 4 )U,A~ !  
最后来说说怎么处理break和continue 0bt"U=x4  
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。 Y\sSW0ZX  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八