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
  • 7925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 wQhNQ(H~\  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 {VcRur}&Y8  
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, Y^fw37b  
\ruQx)5M  
GX>8B:]o|  
m5K?oV@n  
  class filler g) Lf^  
  { B=|R?t (*  
public : ,aP6ct  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Qg4D*r\|@  
} ; y )QLR<wf  
`YNzcn0x  
& l>nzJ5?  
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: {wqT$( (<  
bb6x} jR  
bMO^}qR`  
gv*b`cl  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); OoB|Eh|),  
}y(t')=9  
IW~R{ ]6  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 TM)INo^  
j4$nr=d.6  
PLCm\Oh$l  
Na0^csPm  
二. 战前分析 +kL7"  
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。 r w?wi}}gn  
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 6jq*lnA%  
aU!}j'5Q  
IZZAR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^'`b\$km-0  
  /* --------------------------------------------- */ c4H6I~2Na  
vector < int *> vp( 10 ); =7 l uV_5  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Y2`sL,'h  
/* --------------------------------------------- */ uo"<}>iJ  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 1&w%TRC2x  
/* --------------------------------------------- */ 7^gO>2~  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); jPWONz(#  
  /* --------------------------------------------- */ Od!)MQ*,  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); IWv 9!lW  
/* --------------------------------------------- */ pN9!  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [\8rh^LFi  
VGS%U8;  
@6;OF5VsQ  
`<7\Zl  
看了之后,我们可以思考一些问题: $$9H1)Ny  
1._1, _2是什么? S\GWMB!oF  
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。 8E%LhA.  
2._1 = 1是在做什么? (TZK~+]@sb  
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。 "qmSwdM  
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。 *C_A(n5"V  
mskG2mA  
K=gg<E<  
三. 动工 #C9f?fnM  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: f_~T  
;hT3N UCA  
,/f\  
C[7!pd  
template < typename T > JwG(WLb:  
class assignment U0&myj 8L  
  { _Ewh:IM-  
T value; X=QX9Ux?^  
public : #V k?  
assignment( const T & v) : value(v) {} "laf:Ty1  
template < typename T2 > )!8q JQD  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } T`# nn|  
} ; yYz{*hq  
2yfU]`qN  
!>48`o ^  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6z\!lOVjb  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment a 0SZw  
MCE@EFD`\  
q{w|`vIb  
|"*P`C=  
  class holder <*5S7)]BP  
  { w B)y@w4k  
public : ;[y( 14g  
template < typename T > od `;XVG  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7KgaXi3r  
  { ]it. R-  
  return assignment < T > (t); 7y Cf3  
} hz/mNDE]  
} ; -d ,D!  
[ja^Bhu  
Oo|JIr7i  
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: *7AB0y0k  
Ii0\Skb  
  static holder _1; [UwQi!^-O  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 u62H+'k}F  
-Q? i16pM  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }?2X q  
而不用手动写一个函数对象。 \(Ma>E4PNU  
@X/ 1`Mp  
@qNY"c%HV  
3@~a)E}T  
四. 问题分析 c7CYulm  
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。 .gO|=E"  
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。 +$C9@CZM9  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 tl dK@!E3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 m* 3ipI{h  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 h1~h& F?  
%bw+>:Tr  
五. 问题1:一致性 g4+K"Q /M  
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?| An_(L*Qz  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 `:&RB4Z  
wR_mJMk_  
struct holder <zXG}JuL@T  
  { z</C)ObL  
  // ?NA $<0  
  template < typename T > JSUD$|RiJ  
T &   operator ()( const T & r) const b%l H=u  
  { !Q\*a-C  
  return (T & )r; 0MRWx%CR  
} !/G}vu  
} ; P5my]4|x  
"G%S m")  
这样的话assignment也必须相应改动: ,$`} Rf<  
oG)T>L[&  
template < typename Left, typename Right > %U{6 `m  
class assignment 3P!OP{`  
  { Bw;isMx7  
Left l; l~$)>?ZD  
Right r; q{h,}[U=  
public : !SuflGx,q  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p@pb[Bx~[  
template < typename T2 > +pYgh8w@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } w10~IP  
} ; &0kr[Ik.  
7c\W&ZEmb-  
同时,holder的operator=也需要改动: M"*NV(".g  
d'(n/9K  
template < typename T > GP+=b:C{E  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const b'pwRKpx  
  { ;?u cC@  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); pj_W^,*/  
} @PM<pEve  
c&PsT4Wh  
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。 )q{qWobS0  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +mjwX?yF  
;?q(8^A  
return l(rhs) = r; u^xnOVE  
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。 ]#NfH-T  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: k2eKs*WLC  
'A|c\sy  
template < typename Tp >  +C\79,r  
class constant_t e(wc [bv  
  { (-yif&  
  const Tp t; "]jN'N(.  
public : NK|U:p2H  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u>;aQtK~  
template < typename T > y)KIz  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const u.q3~~[=  
  { }h`z2%5o  
  return t; ;40Z/#FI  
} f\5w@nX  
} ; G9Xkim Q'  
m?wQk:Y1  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8^EWD3N`  
下面就可以修改holder的operator=了 i'<hT q4  
qJF'KHyU{l  
template < typename T > H, 3Bf  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const X.{xH D&_  
  { 2XL^A[?   
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ^0"^  
} `IlhLv  
uPl7u 1c  
同时也要修改assignment的operator() m> +  
R@grY:h  
template < typename T2 > z~f;}`0  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } xJw" 8V<  
现在代码看起来就很一致了。 Pz*BuL <  
>!Gq[i0  
六. 问题2:链式操作 gGE{r}$  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 W/A@qo"  
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。 sT=|"H?  
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。 #}fvjJ{  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 @|;[ ;:h@  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct +o3n%( ^~  
]*]*O|w  
template < typename T > ;Qy Ew5  
struct result_1 G[e,7jev  
  { 8;`B3N7  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; _S[@?]=`b  
} ; FS8l}t  
o~Hq&C"^}  
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: (]sm9PO  
*0oa2fz%  
template < typename T > *DcIC]ao[  
struct   ref XR8`,qH>  
  { `hY%HzV=  
typedef T & reference; aNM*=y`  
} ; Q0`@=5?-  
template < typename T > V}vL[=QFZ(  
struct   ref < T &> /Gnt.%y&  
  { 7V^j9TC  
typedef T & reference; K8KN<Q s]  
} ; E9k%:&]vd  
|:SV=T:  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: |Zn;O6c#L5  
"1""1";  
template < typename T >  e+#Oj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const jCj8XM{c>  
  { _[8JSw7  
  return l(t) = r(t); iuqJPW^}  
} >r)UDa+  
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。 _s-X5 xU  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Y,mo}X<>  
.z$UNB(!M  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 p\I3fI0i  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: U(+QrC:  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ph)=:*A6&  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ?mV2|;  
最后的布局是: OWfB8*4@  
                Add Te!eM{_$T  
              /   \ 9(X~  
            Divide   5 aiX4;'$x!  
            /   \ f dJg7r*  
          _1     3 LDw.2E  
似乎一切都解决了?不。 - A}$5/  
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。 Yrf?|,  
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。 4]zn,g?&  
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: 902A,*qq  
EhD%  
template < typename Right > h`Ej>O7m  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const =|O]X|y-lZ  
Right & rt) const _eQ-'")  
  { b* n#XTV  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); H9_>a-> )~  
} wBI:}N@.  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 IN;!s#cl:  
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。 UC`sq-n  
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。 CXu$0DQ(  
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。 ,: z]15fX  
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。 Grw[h  
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? 2fayQY xD  
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: %26HB w=JF  
<b4} B   
template < class Action > _;x`6LM  
class picker : public Action f[`&3+  
  { ~6u|@pnI  
public : ?TDmW8G}J  
picker( const Action & act) : Action(act) {} O d6'bO;G  
  // all the operator overloaded x5#Kk.  
} ; (0_]=r=q  
jA@ uV,w  
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。 MD;,O3Ge  
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: 9l[C&0w#\  
b*Hk} !qH  
template < typename Right > b!QRD'31'j  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 7 mA3&<&q  
  { ~s?y[yy6i  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); DjZTr}%q  
} %"E!E1_Sv  
KKg\n^  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > :[PA.Upi  
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。 b V_<5PHP  
rCGKE`H  
template < typename T >   struct picker_maker Q[!?SSX%  
  { otdv;xI9  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ykx13|iR  
} ; KLj/,ehD !  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > MD 0d  
  { INCanE`+  
typedef picker < T > result; !t)uRJ   
} ; {)Zz4  
iF:NDqc  
下面总的结构就有了: +5GC?cW  
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。 +Z9ua%,3%  
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。 4dz Ym+vJm  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 (:+Wc^0  
至此链式操作完美实现。 ! }eq~3  
vl`St$$|  
\WUCm.w6\%  
七. 问题3 )>rYp )  
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。  W"~"R  
'oBv(H  
template < typename T1, typename T2 >  Cb|R  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'o8,XBv-  
  { ARJtE@s6Y  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]'#^ ~.  
} Qc 1mR\.5  
-S@ ys  
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: v49 i.c9  
]VN1Y)  
template < typename T1, typename T2 > =*?XZA)c  
struct result_2 nwDW<J{f|U  
  { ~ayU\4B  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; N9H qFp  
} ; od vUU#l  
~a>3,v -  
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? Ac>G F  
这个差事就留给了holder自己。 -zH-9N*c  
    TU| 0I  
Pj^Ccd'>=  
template < int Order > >u `Ci>tY  
class holder; Nc(A5*  
template <> nzB!0U  
class holder < 1 > ]#rmk!VT?  
  { ZI!;~q  
public : O4W 2X@  
template < typename T > XQ Si  
  struct result_1 X=k|SayE8  
  { kgX"I ?>d  
  typedef T & result; 0M}Ql5+h,  
} ; i8/"|+Z  
template < typename T1, typename T2 > x}7Xd P.2$  
  struct result_2 0w$1Yx~C  
  { ',Oc +jLR  
  typedef T1 & result; %A@U7gqc  
} ; %8"Aq  
template < typename T > y$|OE%S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const y=1(o3(  
  { ,ce$y4%(  
  return (T & )r; (jh0cy}|]  
} B/EGaYH  
template < typename T1, typename T2 > cn ;2&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;sSRv9Xb  
  { *^%ohCU i  
  return (T1 & )r1; %G]WOq=q  
} P9#}aw+  
} ; < $rXQ  
J\ ?  
template <> LC/%AbM  
class holder < 2 > C:}"?tri  
  { .18MMzdN  
public : ];Bk|xJ/>  
template < typename T > qS[nf>"  
  struct result_1 kPp7;U2A  
  { 6)3pnhG9  
  typedef T & result; |=Pw -uk  
} ; ^+dL7g?+  
template < typename T1, typename T2 > eG5xJA^  
  struct result_2 Oyjhc<6  
  { eKqo6P:#f  
  typedef T2 & result; f:A1j\A?  
} ; 5bprhq-7  
template < typename T > k?Iq 6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0~nub  
  { u,Cf4H*xS  
  return (T & )r; *2I@_b6&  
} /3 ;t &]  
template < typename T1, typename T2 > SDW!9jm>R  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const @(e/Y/  
  { eq36mIo  
  return (T2 & )r2; lLL)S  
} yKOC1( ~  
} ; j1$s^-9  
wb-_CQ  
Cy\! H&0wg  
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> >。 &o)eRcwH`  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: WS ^%< h#  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ohB@ijC!  
ncij)7c)u  
return l(i, j) = r(i, j); p w`YMk  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) h!]=)7x;  
i}LVBx"K(  
  return ( int & )i; $%3%&+z$I  
  return ( int & )j; ,y*|f0&"~  
最后执行i = j; $[*<e~?  
可见,参数被正确的选择了。 DqBiBH[%h  
mp>Ne6\Tu  
,A!0:+  
8}!WJ2[R  
'di(5  
八. 中期总结 Eg#WR&Uq"  
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: ]hi5 nA  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 XRWy#Pj  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 agPTY{;  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 10e~Yc  
1ihdH1rg[  
,CQg6- [  
- |&&lxrwh  
MJI`1*(  
:0j_I\L  
九. 简化 rIWQD%Afm  
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。 m3 W  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 7F wo 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: 05o 1  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 /gq VXDY+`  
  +-*/&|^等 c\(CbC  
2. 返回引用。 45tQ$jr`1  
  =,各种复合赋值等 j.7BoV  
3. 返回固定类型。 VPXUy=W  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) X< p KAO\  
4. 原样返回。 Y`!Zk$8  
  operator, 5TS&NefM  
5. 返回解引用的类型。 W 33MYw  
  operator*(单目) #w# :f  
6. 返回地址。 4:Id8r zz  
  operator&(单目) ?=0BU}  
7. 下表访问返回类型。 WBY_%RTx  
  operator[] NN@'79x  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 h7F5-~SpD  
  operator<<和operator>> <GO 5}>}p8  
xg_9#  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 , LVZ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: #>dj!33  
FkY <I]F  
template < typename Left > X_2p C|C  
struct value_return ) i=.x+Q  
  { , FD RU  
template < typename T >  MON]rj7  
  struct result_1 *'hJ5{U  
  { 6~c:FsZ)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; :[.**,0R  
} ; *32hIiCm  
=/MA`>  
template < typename T1, typename T2 > jdAjCy;s!  
  struct result_2 BXB ZX@jVk  
  {  &'<e9  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; YGf<!  
} ; cMp#_\B  
} ; 8a3h)R  
6h:2,h pE  
%{;1i  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 7 HM%Cd  
7FGi+  
下面我们来剥离functor中的operator() 4Bz:n  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ;30SnR/  
M#;"7Qg  
return l(t) op r(t) ` D={l29H  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) b,uu dtlH  
return op l(t) EN;s 8sC!  
return op l(t1, t2) =WM^i86  
return l(t) op ~X!Z+Vg  
return l(t1, t2) op Wg!JQRHtT  
return l(t)[r(t)] {Etvu  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] yttaZhK^u  
kBg8:bo~  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: EE$\8Gx']!  
单目: return f(l(t), r(t)); *Sp_s_tS  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); kqQT^6S   
双目: return f(l(t)); T1=T  
return f(l(t1, t2)); ZfP$6%;_  
下面就是f的实现,以operator/为例 G_/Dz JBF  
z^^)n  
struct meta_divide qPF`=#  
  { cogIkB&Ju  
template < typename T1, typename T2 > ,u_ Z0S M  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) u.dYDi  
  { 2R];Pv  
  return t1 / t2; _T\cJcWf  
} )J{ .z   
} ; |Q+:vb:  
'|^x[8^  
这个工作可以让宏来做: B nUWg ^E  
^Fpc8D,  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Bht!+  
template < typename T1, typename T2 > \ WJj5dqatV  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; R,dbq4xkl  
以后可以直接用 9wbj}tN\z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) TQ5*z,CkS  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ,8 G6q_ud  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) a]nK!;>$  
?/|KM8  
'8w>=9Xl  
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 AX;!-|bW  
)9i$ 1"a(  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > MUn(ZnQy|  
class unary_op : public Rettype #pcgfVl  
  { a(uZ}yS$  
    Left l; M>[e1y>7  
public : z"P/Geb:O  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} `3yK<-  
Z@,[a  
template < typename T > d$hBgJe>N  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q|xa:`3?  
      { TyhO+;  
      return FuncType::execute(l(t)); GRh430V [  
    } |p.|zH  
JIPBJ  
    template < typename T1, typename T2 > qWM+!f  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S#:l17e3  
      { N@0cn q:"  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ny1;]_X_  
    } pZz\o  
} ; [ylRq7^e  
,pIh.sk7s*  
/mXxj93UA  
同样还可以申明一个binary_op lFl(Sww!\  
# /Bg5:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Bmt^*;WY+  
class binary_op : public Rettype iD*L<9  
  { -}_1f[b  
    Left l; d}Q% I  
Right r; pO92cGJ8  
public : LU/;` In  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} EpH_v`  
|'-%d^ Z  
template < typename T > R.!.7dO  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const % Ai' 6  
      { Ej8g/{  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); _\na9T~g  
    } F?^L^N^  
:gO5#HIm  
    template < typename T1, typename T2 >  />6ECT  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m!5Edo-;<  
      { u}b%-:-  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); gxx#<=`  
    } ,Qs%bq{t  
} ; LcZ|A;it  
[5!dO\-[  
(9R;-3vY:S  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Gk]ZP31u  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 t{s*,X\b  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) k!Q{u2  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 eR0$CTSw  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! flT6y-d  
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。。。 .+,U9e:%  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "9 f+F  
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) "([/G?QAG  
下面是修改过的unary_op h+ud[atk.  
Z?xRSi2~7  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > IVY)pS"pR"  
class unary_op @{W"mc+  
  { R0%M9;>1  
Left l; u"4 B5D  
  Evd|_W-  
public : cPv(VjS1;  
bf|ePGW?  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )+R n[MMp  
@S=9@3m{w;  
template < typename T > K`2(Q  
  struct result_1 yM~bUmSg  
  { FWA?mde  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; $1g1Bn  
} ; C!|LGzs0  
z;!"i~fFK  
template < typename T1, typename T2 > rtfRA<  
  struct result_2 2,wwI<=E'  
  { kg 8Dn  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; BM'!odRv  
} ; JQ 6M,O  
hGkJ$QT  
template < typename T1, typename T2 > kRc+OsY9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xx(C$wCJ  
  { R<U]"4CBx  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $ dF3@(p  
} G:p85k `  
5dB62dqN  
template < typename T > P#7=h:.522  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *mVg_Kl  
  { lPI~5N8  
  return OpClass::execute(lt(t)); s M*ay,v;  
} #=={h?UDT  
9v[V"m`M  
} ; P:t .Nr"  
a eeor  
MM_:2 ^P)  
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 +D:8r|evH  
好啦,现在才真正完美了。 Rq%Kw > {&  
现在在picker里面就可以这么添加了: NB4O,w  
kw@^4n+M  
template < typename Right > ( *Xn"o  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const (6 Od   
  { f um.G{}  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); P.qzP/Ny  
} I{jvUYrKH  
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。 ]jFl?LA%7  
EG;E !0  
 RQb}t,  
@1Q-.54a  
Pal=I)  
十. bind P/girce0  
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。 hd u2?v@  
先来分析一下一段例子 8M@'A5]  
[d8Q AO1;)  
RGE(#   
int foo( int x, int y) { return x - y;} {X&lgj  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 80wzn,o S  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 &8z<~q  
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。 d.^g#&h  
我们来写个简单的。 +)iMJ]>  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: (rd [tc  
对于函数对象类的版本: Ca PHF@6WN  
weSq |f  
template < typename Func > kB> ~Tb0  
struct functor_trait 9MYk5q.X:  
  { =y4dR#R(\  
typedef typename Func::result_type result_type; b1Kt SRLV  
} ; ^w.hI5ua)  
对于无参数函数的版本: &J*M  
1XMR7liE  
template < typename Ret > 8&)v%TX  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 1(Ta*"(0Ip  
  { :t{~Mi=T  
typedef Ret result_type; $KO2+^%y  
} ; LWN {  
对于单参数函数的版本: jb -kg</A  
67YC;J]n=z  
template < typename Ret, typename V1 > o^\Pt<~W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 0(D^NtB7  
  { /v8Q17O?e  
typedef Ret result_type; IB/3=4n^|  
} ; *iE tXv  
对于双参数函数的版本: a+E&{p V  
Ve3z5d:^  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > UtQey ;w  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  ir6' \  
  { *[3xc*5F/A  
typedef Ret result_type; _!R$a-  
} ; )rD!4"8/A  
等等。。。 x8PT+KC  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy r8J7zTD&  
#Ub_m@@ 4  
template < typename Func > Z[oEW>_A  
struct func_return 7{L4a\JzT  
  { T)rE#"_]{  
template < typename T > L^3&  
  struct result_1 /i'078F  
  { \=A A,Il  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 'J|)4OG:  
} ; .B# .   
_1p8(n  
template < typename T1, typename T2 > DK)W ,z|  
  struct result_2 K^shTh8k  
  { 4hL%J=0:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; bf"'xn9  
} ; i#]e&Bru5  
} ; GQqGrUQ*}  
6lSz/V;  
G^~[|a 4`  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Xv8-<Ks  
L>1hiD&  
template < typename Func, typename aPicker > xc:E>-  
class binder_1 PgWWa*Ew  
  { 9CY{}g  
Func fn; #) aLD0p  
aPicker pk; YAr6 cl  
public : xH-d<Ht,7  
*1b|j|5v  
template < typename T > ,^UqE {  
  struct result_1 ;*<tU n^t  
  { u0q$`9J  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4wl1hp>,  
} ; /\I6j;$z  
;]>kp^C#  
template < typename T1, typename T2 > E-bswUVaEE  
  struct result_2 QJGGce  
  { tS'lJu  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; / (&E  
} ; 7A)\:k  
}TmOoi(X@  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~~tTr $  
%ou,|Dww  
template < typename T > py*22Ua^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K4c:k; V  
  { Jz}nV1G(jz  
  return fn(pk(t)); #DTKz]i?  
} rs&]46i/p  
template < typename T1, typename T2 > q$Gs;gz^(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B0fOAP1  
  { MtLWpi u@[  
  return fn(pk(t1, t2)); XO <wK  
} Z*%;;&?  
} ; m1"m KM  
yB b%#GW  
uJ !&T  
一目了然不是么? Ms{";qiG  
最后实现bind (vs<Fo|]  
*'< AwG&  
Kg[OUBv  
template < typename Func, typename aPicker > 'wND  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) .DCHc,DxA  
  {  0#,a#P  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 8Bf >  
} 3Vb4zZsl  
> H!sD\b  
2个以上参数的bind可以同理实现。 b_0THy.Z  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 X z+%Ym  
rhJ&* 0M  
十一. phoenix e~o!Qm  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: AjC:E+g  
:t}\%%EbmE  
for_each(v.begin(), v.end(), b\k]Jx  
( )pB#7aEw  
do_ P6:9o}K6  
[ YG "Ta|@5  
  cout << _1 <<   " , " L:R4&|E/t  
] {f/qI`  
.while_( -- _1), f-ltV<C_  
cout << var( " \n " ) *c0H_8e  
) @T'^V0!-q:  
); XH%L]  
\iuR+I  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: lSj gN~:z  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 7aG.?Ca%  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 "s2_X+4oY  
那么我们就照着这个思路来实现吧: OxlA)$.hpu  
'%N?r,x C  
b+rxin".  
template < typename Cond, typename Actor > ,T/Gv;wa2  
class do_while D -}>28  
  { zTz}H*U  
Cond cd; `c`VIq?  
Actor act; Ma YU%h0  
public : `zd,^.i5~  
template < typename T > vCzZjGBY  
  struct result_1 *FS8]!Qg  
  { (`x_MTLL  
  typedef int result_type; 6#=jF[  
} ; *Rgr4-eS  
H|9t5   
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} aO6\ e>  
LU1I `E  
template < typename T > h<9s& p  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jUe@xi s<T  
  { o2/:e  
  do s\*L5{kiSl  
    { 4>JSZ6i#n  
  act(t); b IDUa  
  } 7- B.<$uC  
  while (cd(t)); <I+kB^Er  
  return   0 ; dbp\tWaW  
} :6n#y-9^1  
} ; E)"19l|}B  
k[6J;/  
/]0qI  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). <Xf6?nyZ(  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 |{(<A4W  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 !8{ VLg  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 uYJS=NGNA  
下面就是产生这个functor的类: sS D8Sx/  
AjzTszByu  
-<W?it?D  
template < typename Actor > |23F@s1  
class do_while_actor wi(Y=?=  
  { ]vrZGX a+  
Actor act; Ln"wj O ,  
public : ;kFD769DLw  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ClG%zE&i  
2qMiX|Y  
template < typename Cond > wQ_4_W  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 222 Y?3>@D  
} ; : 4ryi&Y  
}:Z.g  
M'*s5:i  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 *ap,r&]#F  
最后,是那个do_ (q)}`1d'  
eYOY   
z.vQ1~s  
class do_while_invoker C@(@n!o:!  
  { _`$Q6!Z)l  
public : ?&B8:<qy;L  
template < typename Actor > 6'qkD<  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;pnF%co9  
  { 6$u/N gS  
  return do_while_actor < Actor > (act); wu <0or2  
} i:lc]B  
} do_; 0PzSp ]  
f56yI]*N=<  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? $?= $F  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ^q7V%{54  
最后来说说怎么处理break和continue p`tz*ewC  
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。 %~rEJB@{  
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 或 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