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
  • 5890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 {pof=G  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Up|>)WFw"  
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, Jb4A!g5C  
UZq1qn@+  
jQ[M4)>_k`  
Vn1hr;i]  
  class filler Wr+1G 8  
  { RIQw+RG >  
public : Ul?92  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 2r~&+0sBP  
} ; =-GHs$u%f  
N2_9V~!  
YDMimis\H5  
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: baVSQtda  
b 7%O[  
l-mf~{   
<DjFMTCN  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true );  ZD'fEqM  
dzIc X*"  
+gZg7]!Z  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 .+|HJ(  
B?BB  
~=$0=)c  
fqoI(/RWP  
二. 战前分析 ~*OQRl6F  
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。 $#3O:aW  
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 E8_j?X1  
N/wUP  
zX{O"w  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K4 \{G  
  /* --------------------------------------------- */ @>>8CU^~  
vector < int *> vp( 10 ); =Q\z*.5j.  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); F];"d0O#5  
/* --------------------------------------------- */ }V20~ hi  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); vL>cYbJ<  
/* --------------------------------------------- */ 'Z(KE2&?  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); {y5v"GR{YM  
  /* --------------------------------------------- */ HPz9Er  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); sGg=4(D  
/* --------------------------------------------- */ D hN{Y8'~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); vD,ZEKAN  
OVwcjhQ  
)uj:k*`)  
%2H0JXKa,  
看了之后,我们可以思考一些问题: (u/-ud1p  
1._1, _2是什么? &hTe-Es  
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。 Z7\}x"hk  
2._1 = 1是在做什么? $KSdNFtM)A  
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。 MHl ffj  
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。 DC9\Sp?  
/wt!c?wR  
+JyD W%a:L  
三. 动工  Ptt  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,iUWLcOM  
7T\LYDT  
ivgV5 )".  
((& y:{?G  
template < typename T > HPGIz!o  
class assignment uPe&i5YR  
  { Fe r&X  
T value; }PC_qQF  
public : 35q4](o9"  
assignment( const T & v) : value(v) {} @2yoy&IO  
template < typename T2 > wwvS05=[T  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ,.<[iHC}9  
} ; /nPNHO>U  
U z*7J  
$,b1`*  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 vkR,Sn  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment n]%T>\gw  
u&M:w5EM  
G+_Q7-o&d6  
`6No6.\J  
  class holder "dkDT7  
  { ES4[@RX  
public : a^#\"c  
template < typename T > )ajF ca@v  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const qsA`\%]H  
  { {)CN.z:O  
  return assignment < T > (t); :@~Nszlb  
} pW7#&@AR  
} ; b41f7t=  
 T)Uhp  
r(ZMZ^  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 3D}rxI8N  
S5+W<Qs  
  static holder _1; @cS(Bb!(M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 e{Y8m Xu  
VYo2m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {Mv$~T|e7  
而不用手动写一个函数对象。 LykB2]T  
6)]zt  
lZ*V.-D^]  
+Oafo|%  
四. 问题分析 it.'.aK4  
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。 pba`FC4R  
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。 mS9ITe M  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "y7IH GJ\3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Zk+c9,q  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 EyDH -}Y  
Ivx]DXR|  
五. 问题1:一致性 }8LTYn  
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?| 4(D1/8  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 lzbAx  
PKg>|]Rf.  
struct holder /D>G4PP<  
  { L!LhH  
  // 2[X\*"MQ2  
  template < typename T > ra|Ku!  
T &   operator ()( const T & r) const OnND(YiX  
  { \sEH)$R'  
  return (T & )r; ukDaX  
} Vpe\Okt:  
} ; nr?|!gj  
^|lw~F  
这样的话assignment也必须相应改动: M\D25=(  
oIv\Xdc81  
template < typename Left, typename Right > jmJeu@(  
class assignment DmiZ"A  
  { ~N]pB]/][  
Left l; 5_+pgJL  
Right r; 1a tQ9  
public : %hVI*p3  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} aflBDo1c  
template < typename T2 > y4N2gBTKu  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } o#QS: '|  
} ; q+U&lw|"w  
V)Ze> Pp  
同时,holder的operator=也需要改动: Lk]W?  
Nz%Yi?AF  
template < typename T > /wPW2<|"X.  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const B&"c:)1 C2  
  { <AN5>:k[pM  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); M-/2{F[  
} =h\uC).t&  
Wg=qlux-  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 oIGF=x,e8  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 OjurfVw  
?D+H2[n\a  
return l(rhs) = r; [mFgo il  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ~BC~^ D&WD  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @e2P3K gg  
2Ft#S8  
template < typename Tp > 'kHa_  
class constant_t "%ZAL\x  
  { 'iX y?l  
  const Tp t; 42=/$V  
public : &*; Z(ul&9  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #F#M<d3-2  
template < typename T > A2''v3-h8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const g(l:>=g]?  
  { 9)$gD  
  return t; br')%f}m  
}  @7J;}9E  
} ; N>IkK*v  
4U*CfdZZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 rw#?NI:  
下面就可以修改holder的operator=了 .>NPgd I  
1IN^,A]r2h  
template < typename T > "DSRyD0M  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const >/'/^h  
  { oO9yI^  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t));  #]J"j]L  
} hR,5U=+M7  
GpCjoNcW{  
同时也要修改assignment的operator() 0Vj!'=Ntv  
*0z'!m12  
template < typename T2 > ZOy^TR  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 3K%_wCZ  
现在代码看起来就很一致了。 pg3h>)$/  
.[o`TlG%  
六. 问题2:链式操作 ;FnS=Z  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 vvP]tRZ  
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。 -Xt0=3,  
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。 B<jVo%og  
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。 ?&bB?mg\  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct R(IYb%L  
Qb@i_SX(fs  
template < typename T > @DK`#,  
struct result_1 0W,.1J2*  
  { $ spk.j  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Ub`vf4EB  
} ; -_irkpdC[  
ORhvo,.u  
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: :_pn|  
7%5EBH &  
template < typename T > .QB)Y* z  
struct   ref ?L6pB]l8b  
  { !"dAwG?S  
typedef T & reference; m:c .dei5  
} ; @cn8m  
template < typename T > Nq#B4Zx  
struct   ref < T &> EU.!/'<  
  { n7L|XkaQ  
typedef T & reference; j5G=ZI86y  
} ; MbXtmQ%C8  
 e,T^8_>  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: {11xjvAD  
)^m"fQ+  
template < typename T > 2!GyQ@&[W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const C;']FmK]  
  { %nyZ=&u  
  return l(t) = r(t); &S8,-~U  
} cN~F32<  
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。 >`I%^+ z  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f'O cW* t  
t<MO~_`!  
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 tfVlIY<  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~;0W +  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ~$m:j];  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 5QZ}KNJ|t~  
最后的布局是: C%AN4Mo  
                Add f s2}a  
              /   \ K?*p|&Fi?8  
            Divide   5 <J-.,:  
            /   \ :*eJ*(M  
          _1     3 [H {2<!  
似乎一切都解决了?不。 [vOk=  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 X08[,P#I  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 R6\|:mI,$  
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: op61-:q/  
t4+bRmS`_  
template < typename Right > pI( H7 (  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const x| r#  
Right & rt) const .@ @&q4= &  
  { 15R:m:T  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); yv\ j&B|  
} e)aH7Jj#  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 S0?e/VWy  
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。 4{LKT^(!f  
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。 |l:,EA_v|  
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。 q>[}JtXK  
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。 _^`TG]F  
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? (8Te{Kh'  
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: 69N8COLB  
o_cAelI[!  
template < class Action > ftP]WGSS>  
class picker : public Action K[i&!Z&  
  { <=@6UPsn2  
public : ek`6 Uf  
picker( const Action & act) : Action(act) {} L[MAc](me-  
  // all the operator overloaded mX G W+  
} ; NGkWr  
c!]yT0v&s  
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。 n\u3$nGL1`  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ;TboS-Y  
Xuj=V?5  
template < typename Right >  !qTP  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const jV(b?r)eT{  
  { !jRs5{n^Ol  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); I|_U|H!`  
} #-kx$(''V  
_ _[bKd.  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Y/qs\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。 8^hbS%s!  
'S 6JpWG1  
template < typename T >   struct picker_maker #xt-65^  
  { 4\m#:fj %  
typedef picker < constant_t < T >   > result; lSBu,UQP  
} ; 8jz7t:0  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > (*Q8!"D^6  
  { ~> S? m;  
typedef picker < T > result; vGD D  
} ; AhQsv.t   
7kmd.<  
下面总的结构就有了: E<77Tj  
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。 ^-%O  
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。 2]+f<Z[/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 7:n OAN}%  
至此链式操作完美实现。 :Kk+wp}f #  
h4=7{0[  
vd0uI#g%#  
七. 问题3 Og2G0sWRf  
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。 ~U1M -<IX  
=|IY[2^  
template < typename T1, typename T2 > 0t -=*7w%  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (gb vInZ  
  { 5KL??ao-  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); no7Q%O9  
} 1.z]/cx<y  
lj@ ibA]  
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: $TFWum9wO  
~D_Wqr  
template < typename T1, typename T2 > @^,9O92l  
struct result_2 5`{u! QE  
  { Rz=wInFs  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; E/3<8cV  
} ; ;f9a0Vs  
SH;:bLk_  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? FXFyF*w2  
这个差事就留给了holder自己。 ~iU@ns|g\  
    AQgm]ex<  
AzFS6<_  
template < int Order > @P6*4W  
class holder; sQ8kLS_q8  
template <> f<*-;  
class holder < 1 > zc5>)v LH=  
  { Aw=GvCo<  
public : ?Y_!Fr3V  
template < typename T > ETrL3W<  
  struct result_1 S=g E'"LT  
  { uX~YDy  
  typedef T & result; <E\vc6n  
} ; pu Z0_1uN  
template < typename T1, typename T2 > `WlQ<QEi  
  struct result_2 I4MZ JAYk  
  { #EIcP=1m4  
  typedef T1 & result; _E4_k%8y  
} ; -k,?cEjCs  
template < typename T > betTAbF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Z2&7HTz  
  { ~A,(D-  
  return (T & )r; 2R~[B]2"r  
} A\QrawBp0l  
template < typename T1, typename T2 > osI0m7ws:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .'=-@W*  
  { w! ':Ws  
  return (T1 & )r1; YL9Tsw  
} Fz^5cxmw  
} ; !b'!7p  
T)*tCp]  
template <> Jek3K&  
class holder < 2 > 06>+loBG  
  { 2 D!$x+|  
public : qz.WF8Sy2  
template < typename T > t[X,m]SX  
  struct result_1 *KDwl<^A  
  { ~Ut?'}L( d  
  typedef T & result; 1JF>0ijU@  
} ; wo_iCjmK  
template < typename T1, typename T2 > rwY{QBSf  
  struct result_2 c}D>.x|]  
  { qaEWK0  
  typedef T2 & result; `&g1`vg  
} ; xQ\S!py-  
template < typename T > +3o 4KB}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4/E>k <MA  
  { jn#Ok@tZ  
  return (T & )r; bXK$H=S Bz  
} },vVc/  
template < typename T1, typename T2 > <(B: "wI  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k~pbXA*u  
  { BnIZ+fg=  
  return (T2 & )r2; ,=y8[(h  
} DWcEl:  
} ; 81Ityd-}  
G?v]|wdI  
o3>D~9  
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> >。 bTc'E#  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ^li(q]g1!  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fg~9{1B  
yMBFw:/o  
return l(i, j) = r(i, j); j8{,u6w)-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) HD9+4~8  
#{suH7  
  return ( int & )i; <!I^xo [  
  return ( int & )j; H&=3rkX  
最后执行i = j; <" F|K!Tz  
可见,参数被正确的选择了。 5.FAuzz  
j!hdi-aTU  
S}XVr?l 2O  
R#33AC CX  
_U/CG<n  
八. 中期总结 yB,{:kq7D  
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: C9}m-N  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ^+q4*X6VB  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 O7GJg;>?  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor l?swW+ x\  
YztW1GvI  
hNGD `"U  
:h60  
!L\P.FP7b  
LFV',1+  
九. 简化 8f{;oO  
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。 xlU:&=|  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 $09PZBF,i  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: S#l6=zI7^R  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ?q+^U>wy&  
  +-*/&|^等 n8vteGQ  
2. 返回引用。 ]0&ExD\4  
  =,各种复合赋值等 + c"$-Jr  
3. 返回固定类型。 VN!+r7w'  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @E@5/N6M  
4. 原样返回。 b^I(>l-  
  operator, UO{3v ry48  
5. 返回解引用的类型。 %K|+4ZY3  
  operator*(单目) 0-a[[hL?  
6. 返回地址。 /QK H30E  
  operator&(单目) _|%l) KO  
7. 下表访问返回类型。 li Hz5<|  
  operator[] U6Ws#e  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 qD/X%`>Q  
  operator<<和operator>> )/ 2J|LxS  
=h se2f  
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。 K{#1O=Gi  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: m?#J`?E  
r%DaBx!x8  
template < typename Left > L-\o zp  
struct value_return  #3m7`}c  
  { s@c.nT%BYL  
template < typename T > z3X:.%  
  struct result_1 Jg\1(ix  
  { `tb@x ^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 9?~K"+-SI  
} ; a="\?L5  
C-6m[W8S  
template < typename T1, typename T2 > |w7D&p$  
  struct result_2 _YM]U`*  
  { g =)djXW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 21\t2<"  
} ; ?c!W*`yP  
} ; !WD~zZ|  
!W ,pjW%Y  
hi(u L>\  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait MH8Selnv  
YPY'[j(p`n  
下面我们来剥离functor中的operator() 9q=\_[\[  
首先operator里面的代码全是下面的形式: +@c-:\K%  
r-+S^mOE]  
return l(t) op r(t) QTNE.n<?  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) S@'yuAe*G  
return op l(t) Q|`sYm'.  
return op l(t1, t2) ,9:0T LLR  
return l(t) op OVE5:)$x  
return l(t1, t2) op [,1\>z|&  
return l(t)[r(t)]  b jq1",  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] !ufSO9eDx"  
z2GT9  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: xep!.k x  
单目: return f(l(t), r(t)); =p lG9  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); o/U"'FP  
双目: return f(l(t)); [sT}hYh+  
return f(l(t1, t2)); !]-ET7  
下面就是f的实现,以operator/为例 YdI&OzaroE  
1ukCH\YgU  
struct meta_divide MiX*PqNTM  
  { 34$qV{Y%y  
template < typename T1, typename T2 > wv eej@zs  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) %HNe"7gk  
  { -brn&1oJ  
  return t1 / t2; B[I a8t  
} =n}+p>\s  
} ; ?_+h+{/@B  
l{7q(  
这个工作可以让宏来做: *:*Kdt`'G  
$ 4& )  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ^j1WF[GiSO  
template < typename T1, typename T2 > \ *k]izWsV*  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 4l6+8/Y  
以后可以直接用 jo-qP4w  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ;DkX"X+  
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 Zu$30&U  
(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。。。) >c~ Fg s  
XSu9C zx&I  
~S],)E1w  
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 UqP %S$9  
"t{|e6   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > jE !W&0  
class unary_op : public Rettype {=Y.Z1E:  
  { *W#_W]Tu  
    Left l; vPV=K+1  
public : V=@M!;'<  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} !]W}I  
f/r@9\x  
template < typename T > k lRS:\dW  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R9/(z\'}  
      { 8?L7h\)-  
      return FuncType::execute(l(t)); 6+MZ39xC  
    } QzwA*\G  
&wlSOC')j  
    template < typename T1, typename T2 > 9K>$  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const oM=Ltxv}  
      { QT5,_+ho  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); eQ}o;vJN  
    } )V}u}5  
} ; =)B@`"  
8h&Ed=gi  
v.08,P{b  
同样还可以申明一个binary_op 6S;-fj  
#gw ys  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > | %Dh  
class binary_op : public Rettype UqaLTdYG  
  { BwN65_5p  
    Left l; F+Qp mVU  
Right r; X]?qns7  
public : d$uh .?F5  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} I e#LZti  
ddDl~&}o  
template < typename T > 3H0~?z_  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const edt(Zzk@3-  
      { $e=pdD~  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ^K4#_H#"  
    } 3[RbVT  
7b,5*]oZ  
    template < typename T1, typename T2 > k!gft'iU  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `TM[7'  
      { P"`OuN  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); `ySmzp  
    } Fm@G@W7,m  
} ; QU/Q5k  
x[Xj[O  
w l.#{@J]<  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 tL?nO#Qx  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 P +U=/$o  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ORPQ1%tu  
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。  g?qh  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! H7 acT  
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。。。 6{rH|Z  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 .".xNHR#  
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) %m:T?![XO  
下面是修改过的unary_op 9kcp(  
4}:a"1P"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > WlHw\\ur  
class unary_op <Z^t^ O  
  { q' };.tv  
Left l; &8R%W"<K  
  $gsn@P>"  
public : 6Sh0%F s  
)NeI]p  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 6,j6,Q(67  
9W ng(ef6G  
template < typename T > 9/OB!<*V|  
  struct result_1 =4z:Df  
  { d[+xLa  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; GWZ0!V  
} ; V\8vJ3.YV  
_5I" %E;S  
template < typename T1, typename T2 > SRq0y,d  
  struct result_2 k$nQY  
  { yBKkx@o#z  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {s}@$rW  
} ; >jjuWO3T  
Ug=8:a(U.  
template < typename T1, typename T2 > K29]B~0%E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [xT2c.2__J  
  { 24_F`" :-=  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 2F(zHa  
} lgTavs  
~g$Pb[V  
template < typename T > ,o-BJ 069  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s$e0;C!D  
  { PdG:aGQ>  
  return OpClass::execute(lt(t)); (9x8,f0z  
} gCAWRNp  
mT\!LpX  
} ; YK#bzu ,!  
n0#HPI"  
6P;JF%{J  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug w^09|k  
好啦,现在才真正完美了。 %7q,[g8  
现在在picker里面就可以这么添加了: ETe,RY  
(NUwkAO M}  
template < typename Right > /!,>P[Vx  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const "YD<pRVB  
  { N?0T3-/K  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); a?%X9 +1A  
} ;bq_Y/"  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 s<x2*yVUA  
SLRQ3<0W_  
31-%IkX+k  
h0`@yo  
Jla ;^X  
十. bind vsg"!y@v  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 *,!6#Z7  
先来分析一下一段例子 GYYk3\r  
'VCF{0{H~  
MnUal}MO  
int foo( int x, int y) { return x - y;}  g!5`R`7  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 8)3g!3S  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 g9I2 e<;o  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 q?'*T?|  
我们来写个简单的。 [#V?]P\uV  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: fLl~a[(5  
对于函数对象类的版本: 7u-o7#,X2  
) 2C`;\/:  
template < typename Func > pA9^-:\*  
struct functor_trait he;;p="!*  
  { [5^"U+`{x  
typedef typename Func::result_type result_type; KOVGwEj  
} ; TG'_1m*$  
对于无参数函数的版本: !Z2?dhS  
b_@MoL@A!  
template < typename Ret > !\.x7N<)0  
struct functor_trait < Ret ( * )() > OF*m 9  
  { z/aZD\[_  
typedef Ret result_type; , }O>,AU  
} ; sI/Jhw)  
对于单参数函数的版本: |]sh*<:?,  
57^ X@ra$  
template < typename Ret, typename V1 > }2;~':Mklz  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >p Y0f }  
  { Q1?  !,a  
typedef Ret result_type; 6VpT*,2d~  
} ; 8R}CvzI  
对于双参数函数的版本: 'v iF8?_  
rkh+$*t@i7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > =B_vQJF2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > #-kG\}  
  { :786Z,')  
typedef Ret result_type; 'Y{fah  
} ; 7<['4*u  
等等。。。 @DG$  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy nn!W-Bsqjh  
Lgl%fO/<t  
template < typename Func > .XQ_,  
struct func_return Xl^=&!S>me  
  { :G\f(2@  
template < typename T > "pGSz%i-  
  struct result_1 A46z2  
  { ~YO99PP  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; aj;OG^(!2_  
} ; X@JrfvKv[d  
-E_lwK  
template < typename T1, typename T2 > H7!j5^  
  struct result_2 gwwYz]'d>r  
  { R: 8\z0"L*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; X;/~d>@  
} ;  >sk vg  
} ; k!-(Qfz  
H|&[,&M>  
seO7/h_a  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |E)-9JSRy  
8V$pdz|[  
template < typename Func, typename aPicker > Kv3cKNvu~  
class binder_1 HAJK%zLc  
  { dNd(57  
Func fn; C{7 j<O  
aPicker pk; <pzCpF<  
public : ^)|8N44O  
@}sxA9 a  
template < typename T > @ov*Fh  
  struct result_1 stn/  
  { {akSK  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; F2jZ3[P  
} ; q^5j&jx Vl  
iK&s_}i:  
template < typename T1, typename T2 > .dqV fa  
  struct result_2  vV5dW  
  { i}d^a28  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; J${'?!N  
} ; a B(_ZX'L  
$J]VY;C!  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} `<}Q4p  
Wx~N1+  
template < typename T > O"%b@$p\L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const glk-: #  
  { <:(p nw*L  
  return fn(pk(t)); K ?R* )_  
} wrtJ8O(  
template < typename T1, typename T2 > @D$^- S6  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D}.Pk>5  
  { 5%`fh%  
  return fn(pk(t1, t2)); >ucVrLm,X  
} !'yCB9]O  
} ; Q7V*~{  
DjzHEqiH  
TU-aL  
一目了然不是么? :.2Tcq  
最后实现bind 8\V  
Ii*tux!S  
|r|<cc#  
template < typename Func, typename aPicker > r .&<~x  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) #ZzFAt  
  { H@-txO1`::  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); VR5CRNBJ  
} OD;-0Bj  
8:D|[u;iG  
2个以上参数的bind可以同理实现。 {nr}C4]o  
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。 SK6?;_  
]x;*Z&  
十一. phoenix QB3vp4pBg@  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: -MA/:EB  
*F4"mr|\  
for_each(v.begin(), v.end(), ,RA;X  
( \Uz7ar#,  
do_ `]u!4pP"  
[ 9i^dQV.U=  
  cout << _1 <<   " , " 7,^.h<@K  
] te<lCD6  
.while_( -- _1), Un~ }M/  
cout << var( " \n " ) d9qA\ [  
) cN{(XmX5n  
); E((U=P}+g  
\vKK q/f  
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: @2X{e7+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 ?QbxC,& i  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m|/q o  
那么我们就照着这个思路来实现吧: c] '-:=  
T_=IH~"  
@7}]\}SR  
template < typename Cond, typename Actor > [B2g{8{!  
class do_while "t ^yM`$5[  
  { ,NA _pvH)  
Cond cd; u#Z#NP ~F0  
Actor act; X~o6Xkg  
public : _ Vo35kA  
template < typename T > -jPrf:3)  
  struct result_1 l`mNOQ@}'  
  { }Dc7'GZ  
  typedef int result_type; ab@1JAgs  
} ; rBLcj;,  
ab!Cu8~v  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ua8Burl7  
DwNEqHi  
template < typename T > 8*7,qX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O]1aez[  
  { z,f  
  do `B%IHr  
    { JNx;/6'd,  
  act(t); ?c6`p3p3L  
  } @5,Xr`]  
  while (cd(t)); G.B~n>}JU,  
  return   0 ; Vx#n0z  
} !5VT[w 1  
} ; OMz_xm.UPi  
4\pUA4  
?]]7PEee*  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). NGs@z^&V  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 "oLY";0(=  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ?E6 C|A$I  
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。 R[bI4|t  
下面就是产生这个functor的类: +>BD^[^^  
5<RZ ht$i  
aBblP8)8;K  
template < typename Actor > hVl^vw7o  
class do_while_actor 1$toowb"Zy  
  { lmbC2\GT  
Actor act; y7@q]~%  
public : WW[Gne  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} %h^ f?.(:  
o'*7I|7a  
template < typename Cond > nf,u'}psdJ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; `;v5o4.`  
} ; [6}>?  
Wu|ANc  
6_zyPh  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ELgq#z  
最后,是那个do_ |<Rf^"T  
;UPI%DnE]  
nm{J  
class do_while_invoker /s|4aro  
  { <"HbX  
public : ^E}};CsT  
template < typename Actor > @";zM&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const u~7 ,v  
  { .{ -C*  
  return do_while_actor < Actor > (act); [7sy}UH  
} D%,AdR"m  
} do_; VqBb=1r%o7  
Z+M* z;  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? wu`P=-  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 0hoi=W6AQ  
最后来说说怎么处理break和continue 72akOx   
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。 W"&Y7("y  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八