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
  • 6547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 Ev%_8CO4e  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 H YA<  
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, kK62yz,  
Ln&'5D#  
G0e]PMeFl  
06)B<  
  class filler q4Rvr[  
  { n:TWZ.9  
public : r2t|,%%N7  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} )Id.yv}_  
} ; Vn7FbaO^  
E2hy%y9Tp  
*#{V ^}  
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: \Uz7ar#,  
d3,%Z &  
s2IjZF{  
dq6|m }g{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); -a^%9 U  
pUp&eH  
LtJl\m.th  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 bi01]  
\ytF@"7  
Q/u2Q;j>  
0`=>/Wr39  
二. 战前分析 &1Zq C;  
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。 xAZ-_}'tW  
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  _klT  
:" ta#g'  
47/14rY 2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +VE ] .*T  
  /* --------------------------------------------- */ { /u}  
vector < int *> vp( 10 ); Q;h6F{i  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); vV(?A  
/* --------------------------------------------- */ }=7? & b  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); T_=IH~"  
/* --------------------------------------------- */ SJ ay  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); t_Q\uo}  
  /* --------------------------------------------- */ G (Ky7S Z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ! 0}SZ  
/* --------------------------------------------- */ %U<1]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &/\Q6$a  
h<1pGQV  
F{'lF^Dc  
NKX,[o1  
看了之后,我们可以思考一些问题: be->ofUYgs  
1._1, _2是什么? #?3oGrS Y  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ]cKxYX)J  
2._1 = 1是在做什么? '{-7%>`bn  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ;A\SbLM  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 "/#=8_f  
.)Wqo7/Gx  
.%x1%TN  
三. 动工 W Z_yaG$U  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: &{gD(QG  
9w"kxAN  
 mS]&  
u]<_6;_  
template < typename T > +[lv `tr  
class assignment F<YXkG4 pO  
  { ||}'  
T value; rFJPeK7  
public : \LEU reTn  
assignment( const T & v) : value(v) {} g> <*qd?t  
template < typename T2 > izvwXC  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ';vL j1v  
} ; } G3:QD  
9&O7F}VP2  
?D,8lABkT  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 >[qoNy;  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment BYKONZu  
XwlF[3VbiX  
qX%oLa  
nf2[hx@=U  
  class holder $xK*TJ(k  
  { |jhu  
public : m\DI6O"u'  
template < typename T > 0!5w0^1  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Vx#n0z  
  { UVUoXv)N  
  return assignment < T > (t); d7U%Q8?wUR  
} eKv{N\E  
} ; 4?c4GT9(6S  
)wb&kug -  
^77Q4"{W  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上:  Qk)E:  
,| Zkpn8  
  static holder _1; "0sk(kT  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !zR1CM  
1:j[p=Q&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); VX+:C(m~  
而不用手动写一个函数对象。 b9L" ?{  
sVNM#,  
I$Ra*r  
SKdh!*G  
四. 问题分析 5bHS|<  
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。 0Q)m>oL.  
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。 ?]/"AWUX  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6}"t;4@$x  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 lmbC2\GT  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 T[\?fSP  
6p)dO c3L  
五. 问题1:一致性 @ |^;d  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 1R"?X'w  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Kd|@  
>J['so2Bf  
struct holder s+@`Z*B5  
  { &~&nJr  
  // av:9kPKm  
  template < typename T > `;v5o4.`  
T &   operator ()( const T & r) const Xt$o$V  
  { C#tY};t  
  return (T & )r; 277Am*2  
} ,+U,(P5>s  
} ; 2)4oe  
Gi 7p`F.  
这样的话assignment也必须相应改动: LO@='}D=  
,5Nf9z!hk(  
template < typename Left, typename Right > P7|x=Ew;`  
class assignment T*bBw  
  { T~G~M/  
Left l; Ef"M e(  
Right r; /s|4aro  
public : +)U>mm,  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &Z%|H>+;T  
template < typename T2 > tjWf`#tH>H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } oRZ--1oR_  
} ; +/|t8zFWs  
V'm4DR#M  
同时,holder的operator=也需要改动: Bf+7;4-  
svj0;x5  
template < typename T > u~7 ,v  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const UWIw/(Mv/]  
  { l0@+ &Xj  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); d>k"#|  
}  X0&[cyP!  
D%,AdR"m  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 01&J7A2  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 mZ! 1Vh  
 M_ii  
return l(rhs) = r; ;'7gg]  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ? 1 ~C`I;  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ` Clh;  
])D39  
template < typename Tp > 79G& 0 P\  
class constant_t 6ntduXeNVh  
  { 3 6-Sw  
  const Tp t; g|V md  
public : HTw7l]]  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} s;!Tz)  
template < typename T > T$vDw|KSVP  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const M_Z(+k{Gy  
  { (I0QwB  
  return t; ,#blY~h8^  
} ffgb 3  
} ; l/:23\  
Ow f:Kife  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 T/Fj0'  
下面就可以修改holder的operator=了 ;lU]ilYv  
")i>-1_H  
template < typename T > I] vCra  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const (n {,R  
  { hY[Vs5v  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); TW)~&;1l  
} kD{qW=Lpn  
_=ziw|zI  
同时也要修改assignment的operator() &vHfuM`  
V0/O T~gS8  
template < typename T2 > alz2F.%Y  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 4pG!m&4]ze  
现在代码看起来就很一致了。 u~\I  
y~-dQ7r  
六. 问题2:链式操作 Yj#4{2A  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 SQ0t28N3h  
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。 #dEMjD  
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。 &* 1iW(x  
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。 GAY f.L"  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct } Rs@  
]O1}q!s   
template < typename T > R(dOQ. ;  
struct result_1 D N#OLk  
  { ZGZ+BOFL  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ON q=bI*  
} ; *Iir/6myM  
Aat-938FP6  
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: #s]'2O  
VY]L<4BfGL  
template < typename T > [)L)R`  
struct   ref X$(Dem  
  { D5gDVulsh  
typedef T & reference; $Q'S8TU  
} ; p|,3X*-ynx  
template < typename T > nQ}$jOU &  
struct   ref < T &> rUOl+p_47  
  { qOi"3_  
typedef T & reference; MlmdfO%Y  
} ; ]46#u=y~3  
k< i#agq  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: LktH*ePO  
@?YO_</  
template < typename T > u>-pg u  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 2B`#c}PP  
  { 6&KvT2?tA`  
  return l(t) = r(t); :$5$H  
} 1$1[6 \3v  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 22_%u=p-|  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 hUO&rov3@  
m\xlSNW'q  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 s6+`cC4  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ro`2IE>  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 \2huDNW& !  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 X^c2  
最后的布局是: +q-/~G'  
                Add q[Ed6FM$~  
              /   \ c3]X#Qa#m$  
            Divide   5 o b,%); m  
            /   \ I {&8iUN  
          _1     3 WPbG3FrL!  
似乎一切都解决了?不。 _oBJ'8R\  
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。 \Uh$%#}.  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 GO<,zOqvU  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: "B"Yfg[  
( {}Z '  
template < typename Right > xG"*w@fs7  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const RwyRPc _  
Right & rt) const l:$i}.C  
  { TOC2[m c'  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); NPY\ >pf  
} f&ri=VJY\T  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;eQOBGX9  
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。 (m%A>e B  
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。 k3 S  
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。 I2G:jMPy  
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。 k/]4L!/ T  
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? ] lONi  
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: e|2@z-Sp-  
).D+/D/"2  
template < class Action > \[yg f6#[  
class picker : public Action DLBHZ?+!  
  { C0v1x=(xiM  
public : (#?k|e"Y"`  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ]sL)[o  
  // all the operator overloaded K#_x.: <J  
} ; ecIZ +G)k  
Oiz@tEp=_  
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。 6L}}3b h  
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: _jCk)3KO  
'PK;Fg\  
template < typename Right > |'ML )`c[  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Fx6]x$3  
  { \:vHB!2E  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @eOD+h'  
} ) u Sg;B4  
yNU.<d 5  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > |18h p  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 9qcA+gz:|  
{Z!x]}{M  
template < typename T >   struct picker_maker pS6p}S=1]  
  { TpIx!R9  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ExKjH*gn  
} ; {@YY8SKb9  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > J,SP1-L  
  { ]qpLaBD  
typedef picker < T > result; lNRGlTD%  
} ; SR8)4:aKW  
Q!*}^W  
下面总的结构就有了: -'%>Fon  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 F)n^pT  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 1r?hRJ:'  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 0+dc  
至此链式操作完美实现。 n> tru L  
[~&yLccN  
~OSgpM#O!T  
七. 问题3 1=U NA :t<  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 68 \73L=  
hI>vz"J  
template < typename T1, typename T2 > d.3cd40Q  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @]F1J  
  { l.nd Wv  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); o7i>D6^^  
} 5x?YFq6k  
xmXuBp:M(R  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: w _ONy9  
19j"Zxdg Y  
template < typename T1, typename T2 > xm$-:N0q  
struct result_2 9Rd& Jq^  
  { {'@`: p&3r  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; a2%xW_e  
} ; M)6iYA%$  
*'to#_n&W  
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? D`NPU  
这个差事就留给了holder自己。 +{h.nqdAE  
    SPN5H;{[]K  
Uu_Es{@  
template < int Order > @ Cd#\D|  
class holder; }5]2tH${  
template <> A~)#  
class holder < 1 > AC&)FY  
  { %iR"eEE  
public : fK{m7?V  
template < typename T > Em ;2fh  
  struct result_1  $+  
  { 6"YcM:5~  
  typedef T & result; pt$\pQ  
} ; riv8qg  
template < typename T1, typename T2 > sOqT*gwr:  
  struct result_2 hZ`<ID  
  { G$mAyK:  
  typedef T1 & result; 9_-6Lwj6t  
} ; 8yDe{  
template < typename T > Aw$+Ew[8 2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ~J:]cy)Q  
  { iu.v8I ;<  
  return (T & )r; B? Z_~Bf&  
} 9T#${NK  
template < typename T1, typename T2 > ItD&L ))  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6m%#cP (6K  
  { YN}vAFR`  
  return (T1 & )r1; S7 !;Z@  
} Zk] /m  
} ; :i9=Wj  
H!P$p-*.  
template <> \k 6'[ln  
class holder < 2 > H):(8/> (  
  { %WF]mF T_  
public : z5p5=KOb  
template < typename T > *$Z,kZ^^  
  struct result_1 #IR,KX3]A  
  { 6o d^+>U  
  typedef T & result; PC!g?6J  
} ; ^D8~s;?  
template < typename T1, typename T2 > aqEmF  
  struct result_2 2h:{6Gq8  
  { D/YMovH%  
  typedef T2 & result; i_e%HG  
} ; cDIZkni=  
template < typename T > %#x l+^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const U8zCV*ag  
  { I%:\"g"c  
  return (T & )r; U#Wg"W{  
} b/"gUYo  
template < typename T1, typename T2 > >@)p*y.K  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $f?GD<}?7r  
  { v>0I=ut  
  return (T2 & )r2; |*$0~mA  
} oy-y Q YX  
} ; H/U.Bg 4  
v\o m  
l;d4Le  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 C#LTF-$])  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: />n!2'!  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: `a `>Mtl  
yV*jc`1  
return l(i, j) = r(i, j); |Iknk,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) kvG.?^ v  
{l"(EeW6)  
  return ( int & )i; ua E,F^p  
  return ( int & )j; zY9CoadZ  
最后执行i = j; zygH-3C7o  
可见,参数被正确的选择了。 f?$yxMw:@  
9ZNzC i!  
&=]!8z=  
:nOI|\ rC  
[,3E#+y  
八. 中期总结 q|V|Jl  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: {)(Mkm +d  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  SQ&}18Z~  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 iU RSYR  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor m Uy>w  
OS-k_l L  
f0879(,i  
U(gYx@   
(&SPMhs_|(  
RzU9]e  
九. 简化 : { iK 5  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 zZ,"HY=jN  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ++n_$Qug  
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: 0avtfQ +f  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 w75Ro6y  
  +-*/&|^等 10Q!-K),p  
2. 返回引用。 uFA}w:Fm  
  =,各种复合赋值等 >0_{80bdO  
3. 返回固定类型。 Oyb0t|do+  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) +|Izjx]ZV  
4. 原样返回。 $_3 )m  
  operator, *{,}pK2*  
5. 返回解引用的类型。 X .sOZb?$  
  operator*(单目) g&{CEfw&  
6. 返回地址。 SAiaC _  
  operator&(单目) Vqcw2  
7. 下表访问返回类型。 * mH&Gn1  
  operator[] ,Wtgj=1!.  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 pedyWA>  
  operator<<和operator>> lL'Bop@  
qI>,PX  
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。 yuC|_nL  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: #0?3RP  
y|=KrvMHJ  
template < typename Left > [nG[ x|;|  
struct value_return ?9%$g?3Z  
  { Tq SjL{l%  
template < typename T > X#Ob^E%J  
  struct result_1 Qsw.429t  
  { VCVKh  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; LcT;7yv  
} ; Khl0~  
1/,~0N9  
template < typename T1, typename T2 > L)8%*X  
  struct result_2 U_hzSf  
  { g6+5uvpd  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; F("|SOhc  
} ; AQ0zsy  
} ; =J"c'Z>.  
aK_k'4YTm  
}u1h6rd `  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 'Fc$?$c\  
\%B7M]P  
下面我们来剥离functor中的operator() tt CC] Q  
首先operator里面的代码全是下面的形式: r&ys?@+G  
VoQhzp6&  
return l(t) op r(t) ty:{e]e  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) =f23lA  
return op l(t) JNT|h zV  
return op l(t1, t2) 'MW O3  
return l(t) op |tU wlc>  
return l(t1, t2) op rxs:)# ?A  
return l(t)[r(t)] f3 imkZ(  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 6oFA=CjU{  
oIQ$98M  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Bz|/TV?X(  
单目: return f(l(t), r(t)); .|Yn[?(  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6$kh5$[  
双目: return f(l(t)); ef!f4u\  
return f(l(t1, t2)); tv Zq):c  
下面就是f的实现,以operator/为例 lon9oraF'  
U(Bmffn4Z  
struct meta_divide 2Q7X"ek~[  
  { a]Y9;(  
template < typename T1, typename T2 > 2<@g *  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)  -PU.Uw]  
  { gyPwNE  
  return t1 / t2; fW[RCd  
} o\PHs4Ws'7  
} ;  D F=Rd#  
4)>S3Yr  
这个工作可以让宏来做: KV-h~C  
;.rY`<|  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ \KS.A 4  
template < typename T1, typename T2 > \ qq_ZkU@xg  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; CJDNS21m  
以后可以直接用 HIt9W]koO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) o9yUJ@ :i  
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 ~w9`l8/0  
(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。。。) zD<8.AIGC  
gIIF17|Z  
6__HqBQ  
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 ^t*Ba>A  
1*'gaa&y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9g'6zB  
class unary_op : public Rettype (i?9/8I  
  { 9Zmq7a E  
    Left l; w~jm0jK]  
public : NxDVU?@p*  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3lEP:Jp  
aT+w6{%Z  
template < typename T > /d/]#T[Z9  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i2;,\FI@t%  
      { Vg :''!4t2  
      return FuncType::execute(l(t)); 'NCx<0*  
    } VR%*8=  
,rF!o_7  
    template < typename T1, typename T2 > G:wO1f6  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3OY(L`  
      { &}|`h8JA]K  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); @?;)x&<8?3  
    } JoZzX{eu"  
} ; :Bu)cy#/[  
_meW9)B  
sY?wQ:  
同样还可以申明一个binary_op rx@i .+  
!, rF(pz  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > D~|q^Ms,%  
class binary_op : public Rettype 5*Qzw[[=  
  { Y7 K2@257  
    Left l; E1`_[=8a9  
Right r; R~|(]#com  
public : ${}9/(x/^  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2- (}=N  
 B@*!>R  
template < typename T > :#{0yno)H  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k,; (`L  
      { *J >6i2M,u  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); yF_/.mI  
    } _34%St!lg  
yD`pUE$  
    template < typename T1, typename T2 > <^'IC9D]  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }_mMQg2>=  
      { o>T+fBHE  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); y\[* mgl:  
    } ,2i1 4H  
} ; Tj\hAcD  
?YDMl  
=W2I0nr.  
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 O*x~a;?G  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 + Okw+v  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) k,8^RI07@  
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。 t]iKU@3  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %K7;ePu  
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。。。 Z!jJ93A"  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Ke]'RfO\  
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) ,^<39ng  
下面是修改过的unary_op ^gNbcWc7CU  
~?)y'?  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > AMO{ee7Po  
class unary_op v6E5#pse8  
  { g:U -kK!i  
Left l; yS[HYq  
  Ij XxH]2  
public : qSD3]Dv"  
B<$6Dj%L  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -%K}~4J  
PI,2b(`h_  
template < typename T > r>PKl'IbE  
  struct result_1 )KkV<$  
  { LfK/wSvWw  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5~(nHCf>  
} ; lH@goh  
`krVfE;_O  
template < typename T1, typename T2 > 8YgRJQZ!  
  struct result_2 78<fbN5}r  
  { oz[G'[\}F  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ; TwqZw[.  
} ; m5HMtoU  
kGakdLl  
template < typename T1, typename T2 > 8493O x4 O  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i=pfjC  
  { cf*~G x_l  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); JS<w43/j  
} Ad>@8^  
se}$/Y}t  
template < typename T > g2 mq?q(g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const zzh7 "M3Qn  
  { 8,VEuBZ  
  return OpClass::execute(lt(t)); =)N6 R  
} / T_v8 {D  
O`N,aYo  
} ; O#>,vf$  
hw)z]  
J9y}rGO  
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 +bb-uoZf  
好啦,现在才真正完美了。 CDr0QM4k:.  
现在在picker里面就可以这么添加了: LcNI$g;}Yf  
R? N+./{  
template < typename Right > Mpk7$=hjc  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const a"Ly9ovW  
  { Yfs eX;VX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); )|5mW  
} =KD[#au6a  
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。 WU.eeiX  
l <Z7bo  
i1]}Q$  
62G %.'7  
7qWa>fX  
十. bind /#L4ec-'  
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。 %rEP.T\i  
先来分析一下一段例子 9VIAOky-  
2Qc_TgWF  
qDfhR`1k  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Z*v`kl  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 <$#^)]Ts  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 TQ[J,  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 _. EM])b  
我们来写个简单的。 C8 }=fa3u  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: vNZ"x)?  
对于函数对象类的版本: ]~ S zb  
nf:wJ-;*  
template < typename Func > rg]z  
struct functor_trait !.4q{YWcYk  
  { ,zJ:a>v  
typedef typename Func::result_type result_type; -b?s\X  
} ; 4s"x}c">F  
对于无参数函数的版本: ' 8Q }pp`  
0 U#m7j  
template < typename Ret > 9o]!D,u8=5  
struct functor_trait < Ret ( * )() > =vDDfPR  
  { xf|C{XV@H  
typedef Ret result_type; zY-?Bv_D  
} ; &b-&0 rTqz  
对于单参数函数的版本: !2/o]_K@+  
XG5T`>Yl  
template < typename Ret, typename V1 > kn`O3cW/  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 1&Mpx!K*T  
  { 58`Dcx,yJ  
typedef Ret result_type; %/_E8GE  
} ; +vV?[e  
对于双参数函数的版本: , 0?_? GO  
^$rqyWZYp  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > <u?\%iJ"  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 6\y?+H1  
  { 'I>geW?{QK  
typedef Ret result_type; 1p<*11  
} ; li#ep?5h^  
等等。。。 gnf4H V~  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6J cXhlB`  
wX!0KxR/Z  
template < typename Func > SWT)M1O2  
struct func_return \vpX6!T  
  { f>Tn#OW  
template < typename T > 1.Neg|  
  struct result_1 {Wr5F9q  
  { ItZ*$I1<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; gXY]NWI  
} ; SR<W3a\  
tU>7 jo[-p  
template < typename T1, typename T2 > Oz "_KMz  
  struct result_2 R[QBFL<  
  { )L_@l5l  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; /U6ry'  
} ; tvUCd}  
} ; vJX0c\e  
e YiqTWn:  
Ypinbej  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 { / ,?3  
oTTE<Ct [  
template < typename Func, typename aPicker > $"6Gv  
class binder_1 3,Iu!KB  
  { Odw9]`,T  
Func fn; }1.'2.<Y  
aPicker pk; xlc2,L;i  
public : O6">Io5  
X2YBZA  
template < typename T > Ak3V< =gx  
  struct result_1 UunZ/A$]m  
  { F8\JL %  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; -"x@V7X  
} ; 0])[\O`j  
8}Q 2!,9Q  
template < typename T1, typename T2 > bH%d*  
  struct result_2 {.Brh"yC  
  { I:;umyRH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ? 0:=+%.  
} ; L3s"L.G  
EbJc%%c  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} XXXQAY-,C  
vu:] [2"0  
template < typename T > m.lzkS]P  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *0_Q0SeE,o  
  { Lx| 0G $  
  return fn(pk(t)); .F/s (  
} %kP=VUXj  
template < typename T1, typename T2 > F><ficT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const CbOCL~ "  
  { x X.{(er  
  return fn(pk(t1, t2)); s'BlFB n  
} , hp8b$  
} ; l4U  
c/l^;6O/!\  
hzA+,  
一目了然不是么? <driD'=F  
最后实现bind Tz&h[+6`  
v]}\Ns/  
VL|Z+3L  
template < typename Func, typename aPicker > Q!r` G  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Zb:Z,O(vn  
  { D[Q/:_2l  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); COHook(:  
} /-+hMYe  
7j88^59  
2个以上参数的bind可以同理实现。 thE9fr/  
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。 d)d0,fi?-  
v[)8 1uY  
十一. phoenix s(r4m/  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: KxWm63"  
-&lD0p>*g  
for_each(v.begin(), v.end(), }L=Qp=4  
( ,vAcri 97  
do_ `v)ZOw9&  
[ "/%o'Fq  
  cout << _1 <<   " , " 2WE01D9O  
] 1*.*\4xo  
.while_( -- _1), o/& IT(v  
cout << var( " \n " ) sD|}? 7  
) rE0%R+4?  
); 5kojh _\  
wVX2.D'n<  
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: r;+a%?P  
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 AHHV\r  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ?%n"{k?#  
那么我们就照着这个思路来实现吧: as@? Kv  
%AmyT  
"]\3t;IT  
template < typename Cond, typename Actor > |7${E^u  
class do_while 8\jsGN.$JZ  
  { &=XK:+  
Cond cd; | /n  
Actor act; 7xfS%'=y"  
public : 3$.#\*s_4  
template < typename T > Mq_P'/  
  struct result_1 ? 51i0~O=  
  { 5=R]1YI~$  
  typedef int result_type; )KGz -!1c  
} ; 1MmEP  
gEw9<Y  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 0E)M6 jJ  
nj1PR`AE  
template < typename T > 3eB)X2~   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z[y  
  { whm| "}x)u  
  do Xg;;< /Z  
    { mA@!t>=oMq  
  act(t); =ADOf_n}  
  } Ejnk\8:  
  while (cd(t)); = |2F?  
  return   0 ; X,{[R |  
} Av4(=}M}@  
} ; wuM'M<J@  
mu5r4W47  
l]gW_wUQd  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ZT8LMPC  
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。 oxdX2"WwU  
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。 \xcf<y3_  
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。 v["_t/_  
下面就是产生这个functor的类: [ako8  
 +cKOIMu9  
*||Q_tlz  
template < typename Actor > 7 |GSs=  
class do_while_actor 1N<n)>X4  
  { z 4;@"B  
Actor act; \A)Pcc}7  
public : ` U-vXP  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}  m]H]0T  
`5rfO6 ;  
template < typename Cond > [HL>Lp&A?  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; xW2?\em  
} ; '+3C2!  
sZ;Gb^{Z  
USS%T<Vk  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 X *:,|  
最后,是那个do_ E0yx @Vx  
[rL 8L6,!  
%wI)uJ2  
class do_while_invoker ;8^(Z  
  { u?H.Z  
public : U3` ?Z`i(  
template < typename Actor > Eggu-i(rD  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Pn6~66a6  
  { Ob}XeN(L3  
  return do_while_actor < Actor > (act); L u'<4 R  
} B*w]yL(  
} do_; ),[@NK&=  
`xx3JQv[  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? &]shBvzl^  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 (E,Ibz2G:e  
最后来说说怎么处理break和continue 7upWM~H^  
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。 >5?:iaq z  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

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