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
  • 6597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 e6bh,BwgQq  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 \WbQS#Z9  
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, Z`86YYGK  
t\ a|Gp W  
p&5>j\uJ1&  
y/kB`Z(Yj  
  class filler 0igB pHS  
  { @rA V;D%  
public : W/b)OlG"2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} La3rX  
} ; k{=dV  
+S[3HX7H  
Z[ &d2'  
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: 0w0{@\9  
$zU%?[J  
e$2P/6k>  
`34{/ }w  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /HS"{@Z"h  
0FY-e~xr  
&%GAPs%  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 iK+Vla`}  
Jp%5qBS^  
8UXRM :Z"  
Lq1?Y  
二. 战前分析 K#AexA  
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。 &:IcwD&  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 E/*&'Osq  
cIG7 Q"4  
"a}fwg9Y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); z6rT<~xZtu  
  /* --------------------------------------------- */ i;s;:{cn  
vector < int *> vp( 10 ); kU=U u>  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); m(}}%VeR"z  
/* --------------------------------------------- */ 2  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); A<"< DDy  
/* --------------------------------------------- */ GBWL0'COV  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); UV0[S8A  
  /* --------------------------------------------- */ ,|}mo+rb-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); V=% ;5/  
/* --------------------------------------------- */ __FEdO  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); yN0`JI  
^Y+Lf]zz*  
GN9kCyPK  
a@ <-L  
看了之后,我们可以思考一些问题: %+Y wzL{  
1._1, _2是什么? ?@;)2B|q  
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。 s,8zj<dUv  
2._1 = 1是在做什么? >`SeX:  
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。 { V[}#Mf  
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。 '21gUYm  
V>,=%r4f  
T_=WX_h $  
三. 动工 )7.DF|A  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: &e;Qabwxva  
c-}[v<o  
% @+j@i`&  
QIevps*  
template < typename T > 'L-DMNxBr  
class assignment M@<9/xPS  
  { f,Dic%$q  
T value; |3yG  
public : #0Y_!'j  
assignment( const T & v) : value(v) {} %Nv w`H  
template < typename T2 > qIQRl1Tw;V  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } h~](9e s  
} ; Rz|@BxB>n  
gGUKB2)  
>5:O%zQ@  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 zBTW&  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment : ?BK A0E  
S\< i`q  
^.\O)K {h  
M}#DX=NZc  
  class holder H?8'(  
  { (.V),NKG  
public : dXQC}JA  
template < typename T > w4Df?)Z  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const X!^|Tass  
  { P/|1,S k  
  return assignment < T > (t); O>1Cx4s5  
} fz:(mZ%  
} ; \#t)B J2  
X(MS!RV  
'!8-/nlv1  
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: ocJG4#  
9jqsEd-SW  
  static holder _1; @v2ko5  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 A$5M.  
FA$32*v  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); rf:H$\yw  
而不用手动写一个函数对象。 HOFxOBV  
kDWEgnXK,v  
7#%Pry  
LlO8]b!P-^  
四. 问题分析 @x+2b0 b  
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。 j;Z?q%M{6  
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。 qJrKt=CE  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 $=N?[h&4  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 /B~[,ES@1  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 BDWbWA 6  
h )5S4)  
五. 问题1:一致性 ybE 2N  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| YnU)f@b#  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ,:A;4  
|oXd4  
struct holder ZDbe]9#Xh  
  { Q]/%Y[%|  
  // n*=#jL  
  template < typename T > p\ ;|Z+0=  
T &   operator ()( const T & r) const M\5|  
  {  k-=LD  
  return (T & )r; aW&)3C2-x  
} II}M|qHaK  
} ; iP"sw0V8  
+|,4g_(j  
这样的话assignment也必须相应改动: XgHJ Oqt  
-"dt3$ju  
template < typename Left, typename Right > e@ZM&iR  
class assignment m\0_1 #(  
  { /~{`!30  
Left l; +)"Rv%.  
Right r; U\tx{CsSz  
public : l9&k!kF`  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} qrlC U4  
template < typename T2 > 9DNp  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } SI+Uq(k  
} ; KRC"3Qt  
oIj=ba(n1  
同时,holder的operator=也需要改动: 3^+D,)#D^  
Bso#+v5  
template < typename T > za@/4z  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const uwSSrT  
  { V>`ANZ4  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); MkPQ@so  
} JN|6+.GG  
=zcvR {Dkp  
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。 CC`_e^~y=F  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 R; c9)>8L  
kygw}|, N  
return l(rhs) = r; g=56|G7n  
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。 i#`q<+/q  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: LD}~]  
c_D(%Vf5  
template < typename Tp > _b~{/[s  
class constant_t aLGq<6Ja  
  { Lr$M k#'B  
  const Tp t; {4G/HW28  
public : K%? g6j  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} j fY7ich  
template < typename T > Ey|_e3Lf[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const r@{TN6U  
  { LnI  
  return t; 4?'vP'  
} {}$7Bp  
} ; EyE#x_A  
=Nxkr0])!  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 WQ.0}n}d  
下面就可以修改holder的operator=了 1*TbgxS~W  
WK>|IgK  
template < typename T > ^Fco'nlM  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 0- )K_JV  
  { xf]K  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); \:WWrY8&  
} Kf[d@ L  
rR> X<  
同时也要修改assignment的operator()  S=(O6+U  
o[Jzx2A<  
template < typename T2 > Go)$LC0Mi  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ){5Nod{}a  
现在代码看起来就很一致了。 @owneSD qN  
}oRBQP^&K  
六. 问题2:链式操作 dz] 5s  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 56 3mz-  
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。 tX{yR'Qhu  
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。 pa[/6(  
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。 ~P1~:AT  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct P2-&Im`+  
K -U} sW  
template < typename T > ,_Z(!| rW  
struct result_1 go uU  
  { >%j%Mj@8q|  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; J~k9jeq9  
} ; 5 8bW  
Rqh5FzB>  
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: W&?Qs=@  
 <OMwi9  
template < typename T > "<!U  
struct   ref aixX/se  
  { WEimJrAn  
typedef T & reference; o8bdL<  
} ; ^}_Ka//k  
template < typename T > WTJ 0Q0U  
struct   ref < T &> 1`&`y%c?B  
  { hxO}'`:  
typedef T & reference; bO=|utpk  
} ; h+FM?ct6}  
&0F' Ca  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: `@/)S^jBau  
HeRi67  
template < typename T > L=r*bq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 0ns\:2)cEB  
  { }Y~Dk]*  
  return l(t) = r(t); Lnr9*dm6q  
} Iux3f+H  
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。 @Jzk2,rI  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 K3yQ0k |  
!GqFX+!Ju  
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 ,@`?I6nKy  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: HEF e?  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 g'(bk@<BP  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Jj"{C]  
最后的布局是: {>f"&I<xw  
                Add 1@F-t94I  
              /   \ ju"z  
            Divide   5 HL38iXQ( 3  
            /   \ h: ' |)O  
          _1     3 #Iw(+%D  
似乎一切都解决了?不。 $ Habhw  
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。 3e_tT8  
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。 UerbNz|  
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: bn(N8MFCV  
B*(]T|ff<  
template < typename Right > p)y5[HX  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j/O~8o&  
Right & rt) const :GXF=Df  
  { D|:'|7l W  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); YV O$`W^N  
} S /hx\TzC  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;M:AcQZ|_  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 UVo`jb|> o  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 `2mddx8  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Joow{75K  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 2Y vr|] \8  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ge~@}&#iO@  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: *]$B 9zVs!  
DX s an  
template < class Action > cb}"giXQTB  
class picker : public Action (Xd8'-G$m  
  { ujU,O%.n  
public : Fc~G*Gz~Z|  
picker( const Action & act) : Action(act) {} nf.Ox.kM)  
  // all the operator overloaded Ar`+x5  
} ; cHjQwl  
Pe`(9&iT.  
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。 C8U3+ s  
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: T+kV~ w{  
fkA+:j~z_  
template < typename Right > AI|vL4*Xd  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "4N&T#  
  { 1[%3kY-h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ?:(y  
} =8AT[.Hh  
&@0~]\,D7  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > n5:uG'L\  
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。 5S~ H[>A"  
<!OBpAq  
template < typename T >   struct picker_maker a3@E`Z  
  { $R9D L^iD  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 380`>"D  
} ; @N=vmtLP  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hFrMOc&  
  { OM86C  
typedef picker < T > result; Y t(D  
} ; 9]4Q@%  
sPH 2KwEv  
下面总的结构就有了: $%bSRvA  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 [&)]-2w2  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 OUX7 *_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 v=U<exM6%  
至此链式操作完美实现。 ]G/m,Zv*:  
/0s1;?  
3$|/7(M&DA  
七. 问题3 Pvxb6\G&d  
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。 -`O{iHfM|P  
f1 ;  
template < typename T1, typename T2 > VD;*UkapZx  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^HKXm#vAB  
  { oaIk1U;g  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); SE'Im  
} d:=' Xs  
t R^f]+Up  
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: LrB 0x>  
x~5uc$  
template < typename T1, typename T2 > R~vGaxZ$  
struct result_2 d$t"Vp  
  { Q:}]-lJg  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; jK|n^5\  
} ; J4Gzp~{  
*uvM6F$ut  
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? $y(;"hy  
这个差事就留给了holder自己。 Obs#2>h  
    wlS/(:02  
k<gH*=uXY'  
template < int Order > J'44j;5&  
class holder; 56v G R(  
template <> nm^HL|  
class holder < 1 > ;%tFi  
  { JcAsrtrG]  
public : Gm~([Ln{  
template < typename T > ,f }$FZ  
  struct result_1 ?nU<cxh  
  { n]%- 2`}(  
  typedef T & result; |[\;.gT K  
} ; N /4E ~^2  
template < typename T1, typename T2 > 2+1ybOwb  
  struct result_2 V9c.(QY|f  
  { #<{v~sVp&  
  typedef T1 & result; o Pe|Gfv\G  
} ; `#""JTA"  
template < typename T >  RD$:.   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %OQdUH4x  
  { N\{"&e  
  return (T & )r; 0TU3 _;o  
} %a%xUce&-X  
template < typename T1, typename T2 > Y_Yf'z1>[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X8C7d6ca  
  { AwM`[`ReE  
  return (T1 & )r1; `7 "="T~ *  
} 5pQpzn =  
} ; `fv5U%  
fzsy<Vl",  
template <> 9"~ FKMN  
class holder < 2 > Z #[?~P  
  { a6{Zp{"Y  
public : \"lz,bT  
template < typename T > 'I[?R&j$G  
  struct result_1 ,H=k5WA4m  
  { !KHgHKEW^  
  typedef T & result; 2 bc&sU)X  
} ; hU?DLl:bXF  
template < typename T1, typename T2 > 3>O|i2U  
  struct result_2 %:3XYO.w-  
  { F*72g)hVh  
  typedef T2 & result; RQVu~7d[  
} ; 3j7FG%\  
template < typename T > b8WtNVd  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const '| 8 dt "C  
  { <jh4P!\&j  
  return (T & )r; MN?aPpr>  
} uwwR$ (\7  
template < typename T1, typename T2 > [F-R*}&x  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const =oAS(7o  
  { `YhGd?uu$  
  return (T2 & )r2; T#!>mL|9|  
} d |17G  
} ; yw1 &I^7  
^rWg:fb  
65EMB%  
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> >。 b3A0o*  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: h"FI]jK|}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: =2\2Sp  
yD+4YD  
return l(i, j) = r(i, j); Z?)g'n  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .}IW!$ dq  
oe<i\uX8z  
  return ( int & )i; j=r1JV @  
  return ( int & )j; t3<MoDe7`r  
最后执行i = j; c'oiW)8;A  
可见,参数被正确的选择了。 I&-r^6Yx  
IuwE&#  
">}6i9o  
q G%Y& P  
:[0 R F^2}  
八. 中期总结 CsZ~LQ=DB  
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: YR?Y:?(  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ] Q5:JV  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 QjTSbHtH  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor %"WENa/t  
H4g8 1V=  
%8*:VR  
,L ig6Z`  
u/=hueR<^  
^/C\:hw  
九. 简化 ^{M$S0g|N  
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。 eHr0],  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 1T!o`*  
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: [)"\Aq  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 }e\"VhAl/  
  +-*/&|^等 ]?6wU-a  
2. 返回引用。 UoxlEec  
  =,各种复合赋值等 Q y qOtRk  
3. 返回固定类型。 +ktv : d  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) #W~jQ5NS\  
4. 原样返回。 sOhn@*X  
  operator, Qs1CK;+zU  
5. 返回解引用的类型。 p:08q B|uQ  
  operator*(单目) 8T1`9ITl:  
6. 返回地址。 &%2^B[{  
  operator&(单目) lHM+<Z  
7. 下表访问返回类型。 5,Fq:j)MxW  
  operator[] Skr (C5T  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 r#zcl)rbU  
  operator<<和operator>> wAHuPQ&_Q  
JSL&` `  
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。 }#ink4dK:  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $8\u  
"xlR>M6e  
template < typename Left > a>47k{RSzE  
struct value_return 1KZigeHXI  
  { ?UsCSJ1V  
template < typename T > z~t0l  
  struct result_1 VeQGdyhY  
  { xJ>5 ol  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 'I,a 29  
} ; +La2-I  
uE1;@Dm+  
template < typename T1, typename T2 > )+N{D=YM  
  struct result_2 A4zI1QF  
  { M'%4BOpI6`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; W&hW N9iR  
} ; m7^f%<l  
} ; #Th)^Is  
.i*oZ'[X  
JC cYFtW  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait _Q+c'q Zkl  
8H7#[?F  
下面我们来剥离functor中的operator() L\#YFf  
首先operator里面的代码全是下面的形式: >6S7#)0T  
8UU L=  
return l(t) op r(t) lC($@sC%  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) m!ZY]:)$  
return op l(t) bMK X9`*o  
return op l(t1, t2) qSP &Fi  
return l(t) op 0OO[@Ht  
return l(t1, t2) op "qgwuWbM  
return l(t)[r(t)] jL-2 }XrA  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] |R.yuSL)(  
-riX=K>$  
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: f#z:ILG=  
单目: return f(l(t), r(t)); ,sitOy}ks  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); o< @![P  
双目: return f(l(t)); rd7p$e=i  
return f(l(t1, t2)); -Cyo2wk  
下面就是f的实现,以operator/为例 {py%-W  
T\9[PX<  
struct meta_divide tK;xW  
  { SZH`-xb!+5  
template < typename T1, typename T2 > /Bt!xSI  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) q8P&rMwy  
  { YZ>L_$:q  
  return t1 / t2; x$q}lJv_  
} z)M#9oAM  
} ; 'I>USl3hI  
PA'&]piPl:  
这个工作可以让宏来做: xf&[QG+Ef  
Mp/l*"(  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ X,G<D}  
template < typename T1, typename T2 > \ NK qI x  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 4s 7 RB  
以后可以直接用 /0}Z>i K  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) x=cucZ  
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 *47/BLys<  
(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。。。) GQYR`;>  
h^g0|p5  
j&X&&=   
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 ^=eC1 bQA  
jfG of*  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {wC*61@1  
class unary_op : public Rettype OKh0m_ )7  
  { !JXiTI!  
    Left l; 5, $6mU#=  
public : Z3JUYEAS  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 'i%r  
OjhX:{"59  
template < typename T > t+a.,$U  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^i|R6oO_5  
      {  %W~w\mT  
      return FuncType::execute(l(t)); joI)6c  
    } <\O+  
KRL.TLgq)  
    template < typename T1, typename T2 > %M`48TW)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \2kLj2!  
      { HF0G=U}i  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); JaUzu3*=  
    } '^TeV=  
} ; :EOai%i  
Jw _>I  
'Ou C[$Z  
同样还可以申明一个binary_op .=;IdLO,Bf  
%>$<s<y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?JZ$M  
class binary_op : public Rettype ]L~NYe9  
  { {_N9<i{T  
    Left l; %)7t2D  
Right r; HaVhdv3L  
public : jMn,N9Mf  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} yMWh#[phH  
}`gOfj)?i  
template < typename T > KhND pwO"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const YH\9Je%jx  
      { ~yJ2@2I  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); (=^KP7  
    } &Pb:P?I  
J$51z  
    template < typename T1, typename T2 > N`Q.u-'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8</wQ6&|  
      { %_W4\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); XHU$&t`7>g  
    } vu0Ue  
} ; :e7\z  
o,WjM[e  
9 " q-Bb  
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 XSC=qg$  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Z$/76  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 'TS_Am?o  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 iv>MIdIm  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! b;b,t0wS  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 >g<Y H'U{  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 *:yG)J 3F  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) k^Qf |  
下面是修改过的unary_op s21} a,eB  
K ~mUO  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > aG]>{(~cL  
class unary_op pA*C|g  
  { w*6b%h%ww  
Left l; 74M9z  
  l$/pp  
public : $ztsbV}  
Ip'tB4Mq  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]i#p2?BR  
h&i*=&<HP6  
template < typename T > yIL=jzm`7  
  struct result_1 @F 5Af/  
  { *U^Y@""a  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; j4owo#OB-  
} ; ,*iA38d.!  
bq E'9GI  
template < typename T1, typename T2 > }>h n  
  struct result_2 nq{/fD(2  
  { `sKyvPtG  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; m'N AM%$}J  
} ; !vnC-&G  
cR3d& /_,U  
template < typename T1, typename T2 > 7Jlkn=9e:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a%r!55.   
  { X6cn8ak 3  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); OL 0YjU@  
} fF)Q;~_VA  
bKpy?5&>  
template < typename T > 1*8;)#%&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6=;:[  
  { $/M-@3wro  
  return OpClass::execute(lt(t)); Z i6s0Uck  
} 5 e+j51  
Z oXz@/T  
} ; n>}Y@{<]/  
S=k!8]/d|  
Y]([K.I=  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 1w=.vj<d8  
好啦,现在才真正完美了。 NVb}uH*i  
现在在picker里面就可以这么添加了: Y2DL%'K^  
 tA#$q;S  
template < typename Right > *|=D 0  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const M)ET 1ZM  
  { ,4H? +|!  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); WhW}ZS'r  
} bJ_rU35s>  
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。 aLh(8;$  
sYS 8]JU  
#p(c{L!  
t,9+G<)>H  
2V@5:tf  
十. bind *5PQ>d G  
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。 naaKAZ!S  
先来分析一下一段例子 3wv@wqx  
rL-R-;Ca  
@SD XJJ h  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Leb Kzqe  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 1)= H2n4)  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 y8$3kXh  
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。 |1%% c %  
我们来写个简单的。 t+KW=eW  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: tKt}]KHV  
对于函数对象类的版本: ]00s o`  
\$_02:#  
template < typename Func > "zcAYg^U  
struct functor_trait $jMA(e`Ye0  
  { ~ =u8H  
typedef typename Func::result_type result_type; 4;L|Ua  
} ; 4C`RxQJM  
对于无参数函数的版本: "zq'nV=  
fJ/INL   
template < typename Ret > j9k:!|(2'  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 9Vm aB  
  { L~5f*LE$1  
typedef Ret result_type; 3g;Y  
} ; d7kE}{,  
对于单参数函数的版本: c \??kQH  
=wX;OK|U(^  
template < typename Ret, typename V1 > >3/ mV<g f  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'f{13-# X@  
  { QT+kCN  
typedef Ret result_type; \r IOnZ.WK  
} ; p-"C^=l  
对于双参数函数的版本: Qp<*o r@  
KRxJ2  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > G|jHic!  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > >l 0aME@-0  
  { (/uN+   
typedef Ret result_type; H}r]j\  
} ; h> bjG  
等等。。。 2;sTSGDG  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Ou1kSG|kM  
$?F_Qsy{d  
template < typename Func > IrZjlnht  
struct func_return Y A,. C4=s  
  { jP<6J(  
template < typename T > 8d*S9p,/  
  struct result_1 m u9,vH  
  {  z/91v#}.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6H0kY/quL|  
} ; f1:>H.m`  
-Cvd3%Jje  
template < typename T1, typename T2 > |vd|; " `  
  struct result_2 \Yj_U'2"i  
  { <p<6!tdO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; QyA^9@iVs  
} ; #Tc`W_-  
} ; Mc c%&j  
3DO*kM1s@  
J ?{sTj"KB  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 9 5!xJdq  
ED8{  
template < typename Func, typename aPicker > (tA[]ne2  
class binder_1 jkl dr@t  
  { imADjBR]  
Func fn; 1CJ1-]S(3  
aPicker pk; Lf9s'o}.R  
public : z2V ->UK)  
NCg("n,jx  
template < typename T > >0SG]er@  
  struct result_1 "zw{m+7f,  
  { \ 3E%6L  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; JVg}XwR  
} ; #.u &2eyqQ  
{KSLB8gtL  
template < typename T1, typename T2 > roZn{+f  
  struct result_2 F$i50s  
  { WS&a9!3;  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }{:Jj/d p  
} ; .Od@i$E>&  
E<LH-_$  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} V?t*c [  
&u9,|n]O9  
template < typename T > kK6t|Yn&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ih("`//nP  
  { Eva&FHRTY  
  return fn(pk(t)); Z wKX$(n  
} nd\$Y  
template < typename T1, typename T2 > &iD&C>;pf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6a9:P@tY  
  { : HU|BJ>  
  return fn(pk(t1, t2)); [2Y@O7;n I  
} 'ym Mu}q  
} ; nIOSP :'>  
~W"@[*6w  
`<@ "WSn  
一目了然不是么? L5:1dF  
最后实现bind 0f_`;{  
GS>YfJ&DZ  
.5SYN -@  
template < typename Func, typename aPicker > @(6P L^I  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) iqoMQ7%  
  { ?w'03lr%  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); P7X3>5<;q  
} Z9MU%*N  
Le-t<6i-V#  
2个以上参数的bind可以同理实现。 'o= DGm2H  
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。 ',+Zqog92  
^Et^,I:`  
十一. phoenix L09r|g4Z  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: N:KM8PZ&~  
hw`pi6  
for_each(v.begin(), v.end(), ,ZYPffu<*  
( }]1C=~lC  
do_ `)8S Ix  
[ {Gh9(0,B?  
  cout << _1 <<   " , " CE (zt  
] $<VH~Q<  
.while_( -- _1), [g@Uc  
cout << var( " \n " ) K{Nj-Rqd  
) @G>e Cj  
); B)d 4]]4\\  
"Qc4v@~)  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 4K~>  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor am 'K$s  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 W3('1  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ]T40VGJ:h  
u!HbS*jqq  
Ke[`zui@?  
template < typename Cond, typename Actor > h0x'QiCc  
class do_while 4j,6t|T  
  { :v45Ls4J  
Cond cd; $WRRCB/A6  
Actor act; %b h: c5  
public : <Pf4[q&wM  
template < typename T > r0OP !u  
  struct result_1 4"nYxL"<4  
  { .|P :n'  
  typedef int result_type; S%?%06$  
} ; ?hrz@k|  
}YiFiGf,  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 00>knCe6  
aU.!+e%_  
template < typename T > EpT^r8I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8B "^}y\0  
  { &\ad.O/Q  
  do :"nh76xg<  
    { A58P$#)?  
  act(t); IW}Wt{'m  
  } @eESKg(,  
  while (cd(t)); jW^]N$>  
  return   0 ; . Y!dO@$:  
} ]R^xO;g'  
} ; 1;,<UHF8N  
#<V5sgq S  
=|fB":vk  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 6B b+f"  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 roi,?B_8  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 8F$]@0v`%  
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。 }QCn>LXE  
下面就是产生这个functor的类: Jh4pY#aF  
Gy6x.GX  
YoK )fh$  
template < typename Actor > 9B>P Qbs  
class do_while_actor }Q^*Zq9-  
  { mtLiS3Nk8  
Actor act; (6 RWI#  
public :  zDxJK  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ,CBE&g  
J{5p4bkb  
template < typename Cond > }dU!PZ9N)  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; SY}"4=M?l  
} ; $ \!OO)  
$&jVEMia  
<|E*aR|M  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 VTX6_&Hc1g  
最后,是那个do_ bq8h?Q  
QM~~b=P,\  
ssH[\i  
class do_while_invoker IO2@^jup  
  { oe=1[9T"  
public : B oiS  
template < typename Actor > CLuQ=-[|  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const :S-{a  
  { wq8&2(|Fc  
  return do_while_actor < Actor > (act); h >Z`&  
} _0ZBG(  
} do_; Zx: h)I  
j(>xP*il  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ZP0D)@8  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 YPKB4p#  
最后来说说怎么处理break和continue Zv8GrkK  
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。 ,nV4%Aa  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五