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
  • 3855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 S] 4RGWn  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?btX&:j2P  
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, ti<;>P[4  
,!^g8zO  
b%X<'8 z9Z  
R0yp9icS  
  class filler _$mS=G(  
  { PKev)M;C+  
public : k#2b3}(,  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} `uc`vkVZ  
} ; #UnGU,J  
QZ5%nJme_  
!MOcF5M  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: PkOtg[Z  
{\ VmNnw  
/AIFgsaY  
?U,XyxN  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); yn2k!2]&T<  
m~@Lt~LZs  
:io~{a#.2\  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 t&C0V|s79$  
m xy=3cUi  
G[ q<P  
'<wZe.Q!  
二. 战前分析 (OG>=h8?  
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。 CelM~W$=u  
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 $cGV)[KWp@  
O_D;_v6Ii+  
InG<B,/W?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^Uldyv/  
  /* --------------------------------------------- */ K&&YxX~ 3  
vector < int *> vp( 10 ); ?YM0VB,y  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); g:>dF#  
/* --------------------------------------------- */ n* z;%'0  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); xQ=L2pX  
/* --------------------------------------------- */ OQ<NB7'n0A  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <$ %Y#I'zX  
  /* --------------------------------------------- */ VKr oikz@]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); &RlYw#*1.  
/* --------------------------------------------- */ 8yGo\\=T  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); aV n+@g<.  
O.?q8T)n82  
(k %0|%eR  
L ~$&+g  
看了之后,我们可以思考一些问题: H"rIOoxf  
1._1, _2是什么? Bs-MoT!  
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。 ^p~3H  
2._1 = 1是在做什么? }& 01=nY  
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。 &^ =Y76  
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。 p{JE@TM  
Z15b'^)?9  
-PH qD  
三. 动工 gjy:o5{vA*  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: q%FXox~b  
7=4V1FS6i  
ld'Aaxl&  
c6HH%|  
template < typename T > ;7yt,b5&C  
class assignment B=2f-o  
  { +'D #VG  
T value; Y.o-e)zX  
public : ptpu u=3"  
assignment( const T & v) : value(v) {} SG3qNM: g  
template < typename T2 > uX,ln(9I*H  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } @,TCg1@QJ  
} ; NZ~"2~Hh  
#]Q.B\\  
K-7i4 ~  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =A^VzIj(  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {FM:\/  
8KS9!*.iZ  
]m""ga  
@33-UP9o  
  class holder @RS|}M^4  
  { CA ,0Fe3  
public : $g)X,iQu  
template < typename T > qgsKbsl  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 4Yl:1rz  
  { AlT04H   
  return assignment < T > (t); rxAb]~MMp  
} p"/B3  
} ; sm @Ot~;  
n&}ILLc  
#)$@Kvm  
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: qn@:A2e d  
2;=xH t  
  static holder _1; <7sGA{  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <o\I C?A  
=Qw`F0t  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); sMAu*  
而不用手动写一个函数对象。 +wg|~Lef h  
L-(.v*  
$F86Dwd  
5J<ghv>\P  
四. 问题分析 S%m$LM]NCg  
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。 eI*o9k$Qs  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 :w 4Sba3  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 NX:i]t  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2M+'9 +k~  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 k M' :.QT  
[P746b_\e  
五. 问题1:一致性 )k|_ CW~  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| n6 a=(T  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8_F5c@7  
69u"/7X  
struct holder ,_2ZKO/k$  
  { :*/`"M)'  
  // m339Y2%=  
  template < typename T > -V)DKf"f  
T &   operator ()( const T & r) const }e*OprF  
  { X,h"%S<c#H  
  return (T & )r; <; Bv6.Z  
}  ,L}  
} ; pe$l'ur  
(-U6woB6o  
这样的话assignment也必须相应改动:  mVuZ} `  
!z]2+  
template < typename Left, typename Right > J M,ndl  
class assignment ?ydqmj2[F  
  { ix]t>2r  
Left l; .d>TU bR;  
Right r; 7}e73  
public : $.2#G"|  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3R sbi  
template < typename T2 > h|j $Jy  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } td#B$$[  
} ; S @ MO  
N8^ AH8l  
同时,holder的operator=也需要改动: >ps=z$4j*  
Xn 1V1sr  
template < typename T > Q5H! ^RQm  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const  iFy_ D  
  { mew,S)dq!  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ?@i_\<A2  
} AsW!GdIN  
hc;8Vsa  
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。 $Dm2>:Dmt  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 j!:^+F/  
3b2[i,m<L  
return l(rhs) = r; lef,-{X-  
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。 R6A{u(  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: =k\V~8XZ  
*Jy'3o  
template < typename Tp > ZYy?JDAO  
class constant_t |aovZ/b4  
  { `'Af`u\R  
  const Tp t; )E.!jL:g  
public : rVE!mi]%  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Pn*+g!`  
template < typename T > m ["`Op4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const V_T.#"C4=z  
  { n@)Kf A)&  
  return t; \qA g] -  
} n5~7x   
} ; N%k6*FBp~  
M(a lc9tn  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。  ju-tx :  
下面就可以修改holder的operator=了 )oRF/Xx`g  
B8Cic\2  
template < typename T > WDC+Jmlgp  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 4iD-jM_D  
  { N:]71+  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Wz~=JvRHh  
} s?8vs%(l  
.I"Qu:``  
同时也要修改assignment的operator() +EZ Lic  
SCCBTpmf2B  
template < typename T2 > *t JgQ[  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } gua +-##)  
现在代码看起来就很一致了。 GEdWpYKS-`  
\CP)$0j-&o  
六. 问题2:链式操作 ok"v`76~f5  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [zO:[i 7  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 9Q<8DMX^  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 WPmH4L>T  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 `m.).Hda  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct =o@CCUKpj  
'edd6yTd  
template < typename T > RpAqnDX)  
struct result_1 L|wD2iw  
  { -_bnGY%,  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *f[nge&.  
} ; G^`IfF-j  
sw={bUr6G`  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: Li jisE  
hGPo{>xR  
template < typename T > mIK-a{?G  
struct   ref TzC'x WO  
  { Ua>lf8w<  
typedef T & reference; &Hb;; Ic(  
} ; 7*9a`p3w  
template < typename T > lTe7n'y^^  
struct   ref < T &> KxZO.>,  
  { `K,{Y_  
typedef T & reference; L9|55z  
} ; Ho}"8YEXNV  
Rr'#OxF  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: b) k\?'j  
0h[p w   
template < typename T > Z`UwXp_s  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |\?mX=a.y  
  { s#%$aQ|Fp  
  return l(t) = r(t); yJCqP=  
} wx a?.  
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。 u3"0K['3  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ?s=O6D&   
Vq'\`$_  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 5r*5Co+  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: eI+<^p_j2  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 iP7 Cku}l  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 5s=ZA*(sY  
最后的布局是: CFm( yFk  
                Add q&/<~RC*  
              /   \ >UUcKq1M:  
            Divide   5 pO^PkX  
            /   \ Tz\ PQ)!  
          _1     3 64)Fz}  
似乎一切都解决了?不。 laR cEXj  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 #Tz$ona  
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。 a.n;ika]-  
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: ;_o1{?~  
zn,y'},  
template < typename Right > "!ZQ`yl  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const HHT_}_?  
Right & rt) const R&>G6jZ?8  
  { <G9HVMiP  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .!fhy[%o:D  
} :y/1Jf'2f  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Q[j'FtP%  
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。 hA6   
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。 z%)~s/2Rs  
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。 1JRM@!x  
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。 rq>}] U  
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? }ZQ)]Mr  
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: YUzx,Y>k  
|fL|tkGEa  
template < class Action > mH1T|UI  
class picker : public Action N\,[(LbA&  
  { }McqoZ%F  
public : : 3J0Q  
picker( const Action & act) : Action(act) {} L701j.7"  
  // all the operator overloaded 50s1o{xwc  
} ; o1kTB&E4B  
IhIz 7.|  
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。 %DK0s(*w0  
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: (yx^zW7  
S!Alno  
template < typename Right > q9e(YX>  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const &d%\&fCm(  
  { X#ZQpo'h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *^ZJ&.  
} l}bAwJ?  
SmpYH@  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Z<wJ!|f  
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。 $U_M|Xa  
y% Q0* _  
template < typename T >   struct picker_maker AiP#wK;  
  { ]u]BxMs  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Y3_C':r  
} ; %Z8' h\|  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > w#XD4kwQG  
  { "{;E+-/ aL  
typedef picker < T > result; UmR\2 cs  
} ; `rLcJcW  
%O69A$Q[m  
下面总的结构就有了: 8l1s]K qr  
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。 1fK]A*{p  
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。 43VBx<"  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 NJNS8\4  
至此链式操作完美实现。 _%@dlT?  
AV>_ bw.  
|p .o^  
七. 问题3 ^xyU *A}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。 afw`Heaa2(  
`WUyffS/!  
template < typename T1, typename T2 > &<=?O a  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wit rC>  
  { HBdZE7.x)3  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); CN{xh=2qY[  
} d-sT+4o}  
Q$yMU [l)  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 5%_aN_1?ef  
e=cb%  
template < typename T1, typename T2 > K8=jkU  
struct result_2 Sx0/Dm  
  { hCOCX_  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; i V$TvD+  
} ; `j1b5&N;7  
gTS} '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? @*9c2\"k  
这个差事就留给了holder自己。 6MD9DqD  
    Ao U Pq  
2il`'X  
template < int Order > o"V+W  
class holder; VnYcqeCm  
template <> /szwVA  
class holder < 1 > A_\`Gj!s%  
  { 68UfuC  
public : B? aMX,1  
template < typename T > r) u@,P  
  struct result_1 *)(S}D\94  
  { eJ%b"H!  
  typedef T & result; \8Hs[H!  
} ; q^DQ9B  
template < typename T1, typename T2 > ]#\De73K   
  struct result_2 : 5X^t  
  { *x &  
  typedef T1 & result; 'ln o#  
} ; (KLhF  
template < typename T > EzeU-!|W  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const  :I{9k~  
  { Ygbyia|  
  return (T & )r; -N'wKT5  
} A>ve|us$  
template < typename T1, typename T2 > w:pPd;nz0Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6U0BP  
  { A+MG?k>yg  
  return (T1 & )r1; WM;5/;bB  
} >B<#,G  
} ; b['v0x  
noso* K7  
template <> vdcPpj^d5  
class holder < 2 > B k*Rz4Oa  
  { VaW^;d#  
public : %Z3B9  
template < typename T >  6oI/*`>  
  struct result_1 _o T+x%i  
  { ? *v*fs0  
  typedef T & result; P6I<M}p  
} ; (!PsK:wc  
template < typename T1, typename T2 > %g~&$oZmq  
  struct result_2 sU+8'&vBp  
  { 0v,fY2$c  
  typedef T2 & result; hD[r6c  
} ; AHo}K\O?r  
template < typename T > M>Q3;s  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const vGnFX0?h  
  { 25Ro )5  
  return (T & )r; k. NJ+  
} [4hi/6 0  
template < typename T1, typename T2 > *10qP?0H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const va:<W H  
  {  )$GCur~  
  return (T2 & )r2; Cw"[$E'J  
} I)kc[/^j$  
} ; =A*a9c2  
N^M6*,F,J  
1% C EUE  
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> >。 1cc~UQ  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Dkx}}E:<  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: BCuoFw)  
"L;@qCfhO  
return l(i, j) = r(i, j); po(pi|  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) $NCR V:J  
'd|!Hr<2  
  return ( int & )i; BaWU[*  
  return ( int & )j; Ai"MJ6)  
最后执行i = j; qW4DW4  
可见,参数被正确的选择了。 +\*b?x  
:7i x`C2  
Eg&:yF}?(  
Uq @].3nf  
*kpP )\P  
八. 中期总结 @u`W(Ow  
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: OFBEJacy  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }.pqV X{ d  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 %gQUog  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor V'gJtF  
lQiw8qD  
&Z3%UOY  
8f1M6GK?  
Bd 0oA )i  
kBLFK3i  
九. 简化 6"o=`Sq  
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。 c&P/v#U_  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 1V9AnzwX  
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: E=CAWj\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 MkHkM  
  +-*/&|^等 k<P`  
2. 返回引用。 *~YdL7f)J  
  =,各种复合赋值等 /CH]'u^j  
3. 返回固定类型。 a0+q^*\d\R  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Uf|uFGb  
4. 原样返回。 )o~/yB7  
  operator, $f _C~O  
5. 返回解引用的类型。 9XYm8g'X  
  operator*(单目) ce#Iu#qT  
6. 返回地址。 3~7!=s\v  
  operator&(单目) EJ>rW(s  
7. 下表访问返回类型。 @/?i|!6  
  operator[] b`$qKO  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 B'Jf&v  
  operator<<和operator>> 4:S]n19nq  
&ds+9A  
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。 xJAQ'ANr  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: kI9I{ &J&  
}!{R;,5/n  
template < typename Left > \<(EV,m2  
struct value_return 4F9!3[}qF  
  { D/Ok  
template < typename T > _3D9>8tzE7  
  struct result_1 @87Y/_l  
  { N Uv Vhy]{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #rF`Hk:  
} ; _WvVF*Q"k  
J}[[tl  
template < typename T1, typename T2 > maDWV&Db  
  struct result_2 %gs?~Xl)]  
  { |pv$],&&:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; gKl9Nkd!R  
} ; Sgv_YoD?-  
} ; l*OR{!3H$  
-b{<VrZ  
cD6^7QF  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait W7'<Jom|?  
']>9 /r#  
下面我们来剥离functor中的operator() ?}v/)hjp=?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 99`w'Nlk  
{d*OJ/4  
return l(t) op r(t) j5Da53c#^  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4_iA<}>|  
return op l(t) 1<1+nGO  
return op l(t1, t2) GS=E6  
return l(t) op x>B\2;  
return l(t1, t2) op ^\Z+Xq1~/  
return l(t)[r(t)] [T,^l#S1  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] eUZk|be  
#) :.1Z?  
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: 8C8S) ;  
单目: return f(l(t), r(t)); .{c7 I!8  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =]-z?O6^`  
双目: return f(l(t)); ,b&h Lht  
return f(l(t1, t2)); .#bf9JOE  
下面就是f的实现,以operator/为例 w&p(/y  
7 s{vou  
struct meta_divide UO&$1rV  
  { >V?0#f45@  
template < typename T1, typename T2 > h'};spv  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) B~ i  
  { ]vB\yQE  
  return t1 / t2; D-LOjMe  
} I=#`8deH(  
} ; z`t~N  
NJ.oME@=  
这个工作可以让宏来做: ,8Po _[  
.l_Nf9=  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &K60n6q{aQ  
template < typename T1, typename T2 > \ _qf39fM;\  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; /q\e&&e  
以后可以直接用 ~a[ /l  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) bA,Zfsr6#  
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 hXth\e\[{`  
(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。。。) jzJTV4&zjs  
m N}szW,  
N10U&L'w  
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 18sc|t  
5]LWWjT  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > QK+,63@D\=  
class unary_op : public Rettype KzO"$+M  
  { ap )B%9  
    Left l; Uzzm2OS`  
public : s$>n U  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} <^Vj1s  
:=;{w~D  
template < typename T > '7el`Ff  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const jw=PeT|  
      { GnW MI1$  
      return FuncType::execute(l(t)); ;j/$%lC  
    } $Y6\m`  
\H:T)EVy  
    template < typename T1, typename T2 > J??AU0 vh  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $ch`.$wx  
      { hI!BX};+}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); eNK +)<PK(  
    } .>F4s_6l  
} ; =?.oH|&\h  
uStAZ ~b\  
Dho6N]86r  
同样还可以申明一个binary_op ]$Z:^" JS3  
s2G9}i{  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > N$]er'`  
class binary_op : public Rettype \\<=J[R.M  
  {  &Q~W{.  
    Left l; D?1fY!C:r  
Right r; ft(o-f7,  
public : Xj/z),  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *"8Ls0!  
B+`4UfB]Z}  
template < typename T > )xyjQ|b  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vHpw?(]  
      { (?\+  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); nPXP9wmh4x  
    } R*D<M3  
b^d{$eoH?|  
    template < typename T1, typename T2 > H"l4b4)N\  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  rvd $4l^  
      { h:362&?]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); xz"60xxY  
    } v5S9h[gT  
} ; YkWHI (p  
h7"U1'b  
f(m, !  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 43AzNXWF8  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 "g"a-{8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ,sAAV%" >  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 @Uez2?  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! TsaQR2J@  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Z*co\ pW  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 11yXI[  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) yKV{V?h?  
下面是修改过的unary_op  '/.Dxib  
V+ ("kz*  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > !g]5y=  
class unary_op Dd5 9xNKm  
  { 4$&l`yWU+  
Left l; /=/Ki%hh  
  )FQ"l{P  
public : @=VxW U  
M-"j8:en  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} _K~h? \u  
lWId 0eNS  
template < typename T > eA4:]A"  
  struct result_1 M@A3+ v%K  
  { aDNB~CwZZ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ls 5iE  
} ; uPz+*4+  
U8Y%rFh1  
template < typename T1, typename T2 > Q[j| 2U  
  struct result_2 !RmVb}m  
  { j HHWq>=d  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ]u_j6y!  
} ; rY_~(?XS  
9Lb96K?=>  
template < typename T1, typename T2 > nTqU~'d'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const CjQO5  
  { [b3!H{b#  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ^}=)jLS  
} y d 97ys  
`-L?x2)U  
template < typename T > dM-cQo:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1(?4*v@B  
  { .zO2g8(VR  
  return OpClass::execute(lt(t)); c1'@_Is  
} X,|8Wpi=  
FXof9fa_B  
} ; YJ _eE  
C$y6^/7)  
YvU%OO-+,  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug cJ96{+  
好啦,现在才真正完美了。 4qOzjEQ  
现在在picker里面就可以这么添加了: !wy _3a  
i<Vc~ !pT  
template < typename Right > m@2E ~m  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \cIN]=#  
  { gpV4qDXV  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); EjR(AqZY  
} Uk?G1]$mL  
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。 uYUFxm  
XQ]K,# i  
Yr9'2.%Q  
y *i&p4Y*  
2zBk#c+  
十. bind J6Z[c*W  
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。 2Xt4Rqk$  
先来分析一下一段例子 ;>J!$B?,  
F(G..XJQ  
JmI%7bH@  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ]" 'yf;g  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 iE~!?N|a3  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 }@r23g%   
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 uk):z$ x  
我们来写个简单的。 KUI{Z I  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 7>Z|K  
对于函数对象类的版本: ')uYI;h9  
r6DLShP-Ur  
template < typename Func > j_8 YFz5  
struct functor_trait !vSI"$xd  
  { B]rdgjz*  
typedef typename Func::result_type result_type; s.2f'i+  
} ; 2@|`Ugjptl  
对于无参数函数的版本: ]EiM~n  
nQF& ^1n  
template < typename Ret > Qd} n4KF\  
struct functor_trait < Ret ( * )() > @Kpm&vd(  
  { ; vH2r~  
typedef Ret result_type; 0]DOiA  
} ; 8?yIixhw  
对于单参数函数的版本: .hT>a<  
O =Z}DGa+  
template < typename Ret, typename V1 > \((iR>^|  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > dfDjOZSL  
  { I5Vn#_q+b  
typedef Ret result_type; `0d 0T~  
} ; jl,gqMn"V  
对于双参数函数的版本: / ;`H )  
E)v~kC}7.  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > noZbsI4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > K.Xy:l*z  
  { h3MdQlJ&  
typedef Ret result_type; :@L7RZ`_  
} ; 72<9xNcB!}  
等等。。。 x5lVb$!G  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Fy=GU<&AI  
EmNVQ1w  
template < typename Func > Za|7gt];l  
struct func_return q*hn5K*  
  { m06'T2I  
template < typename T > A2'i~_e  
  struct result_1 4) 8k?iC*  
  { @cDB 7w\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; fv;Q*; oC&  
} ; Hg#t SE  
c1H.v^Y5  
template < typename T1, typename T2 > 2q?/aw ;Z  
  struct result_2 aHhLz>H'  
  {  ?8>a;0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =E-x0sr?  
} ; XcJ5KTn  
} ; pS?D~0Nb  
(XZ[-M7  
GBz? $]6  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 _J,**AZ~z  
uo:RNokjJ  
template < typename Func, typename aPicker > E?w#$HS  
class binder_1 &CG94  
  { R?wZ\y Ks}  
Func fn; @2Z|\ojJ  
aPicker pk; iJ>=!Q  
public : +t7HlAXB#  
IFLphm5  
template < typename T > ql?w6qFs]  
  struct result_1 |_53So: g  
  { )~'UJPK  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; :5kDc" =Z|  
} ; !?,, ZD  
7K"3[.  
template < typename T1, typename T2 > z teu{0  
  struct result_2 ]3,'U(!+  
  { d6i}xnmC  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; EjPR+m  
} ;  ][ $UN  
S>lP?2J  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} *l7 `C)  
P]+B}))  
template < typename T > X@~/.H5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R @\fqNq  
  { =ejcP&-V/  
  return fn(pk(t)); |~9jO/&r  
} eaRa+ <#u  
template < typename T1, typename T2 > HNZ$CaJh  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iM .yen_vp  
  { o$ @/@r  
  return fn(pk(t1, t2)); `I7s|9-=  
} a~KtH;7<  
} ; IADSWzQ@  
B>u`%Ry&  
8@3=SO  
一目了然不是么? > ?+Rtg|${  
最后实现bind !.h{/37]  
ruaZ(R[  
b:(+d"S  
template < typename Func, typename aPicker > f1NHW|_j  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) &v:zS$m>  
  { JuJW]E Q  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Uw4iWcC  
} BA a:!p  
,ei9 ?9J1  
2个以上参数的bind可以同理实现。 6*,55,y  
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。 4K cEJlK5  
F=F84 _+K  
十一. phoenix ww|fqx?  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ?>7\L'n=5I  
0A} X hX  
for_each(v.begin(), v.end(), veDv14  
( zlLZ8b+  
do_ 3Ei^WDJ  
[ W[jg+|  
  cout << _1 <<   " , " \O*ZW7?TJ  
] F2YBkwI  
.while_( -- _1), uGAQt9$>_  
cout << var( " \n " ) Rk9n,"xpv  
) yz [pF  
); aG1Fj[,  
q}i#XQU  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: V@0T&#  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor F6vsU:TfB  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 .H|Z3d!Jj  
那么我们就照着这个思路来实现吧: :h@V,m Z  
z ,;XWv?  
hw"2'{"II  
template < typename Cond, typename Actor > 33%hZ`/>  
class do_while b GSj?t9/  
  { wPI!i K@Ro  
Cond cd; **P P  
Actor act; zd$'8/Cq  
public : 8 n[(\f:  
template < typename T > +.djC3^:  
  struct result_1 k3&68+  
  { Bc!<!  
  typedef int result_type; c Lyf[z)W  
} ; %lbvK^  
@ 2hGkJ-  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 9#[,{2pJr  
2-m@-  
template < typename T > f['I4 /o  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l&\y]ZV={  
  { WG,Il/  
  do W,8Uu1X =  
    { a[ ;L+  
  act(t); N5 sR  
  } AXcmN  
  while (cd(t)); pI f6RwH}%  
  return   0 ; T Tbe{nb  
} @Mg&T$  
} ; /%&5Iq\:vA  
G{?`4=K  
0%xb):Ctw  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ")ys!V9  
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。 "3_X$`v"!  
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。 7OLHYt9  
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。 AclK9+V  
下面就是产生这个functor的类: e R[B0;c  
lOA EM  
Y4YZM  
template < typename Actor > $,Q] GIC  
class do_while_actor )fo0YpE^|  
  { HH6n3c!:mm  
Actor act; E$_zBD%  
public : 'Rnzu0<lF  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} #^9bBF/  
NJJ=ch  
template < typename Cond > %,$xmoj9O]  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Sv=e|!3f[k  
} ; #n&/v'!\  
C}9GrIi  
Z|KDi `S  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Lapeh>1T  
最后,是那个do_ -[N9"Z,  
U8aVI  
/IcGJ&;  
class do_while_invoker Q~.t8g/  
  { ~(*tcs]hY  
public : x+~!M:fAc9  
template < typename Actor > P,zQl;  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const /7#MJH5b6  
  { :}36;n<['  
  return do_while_actor < Actor > (act); {1=|H$wKg  
} %4` U' j  
} do_; O\uIIuy  
{tYY _BI<  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? E el*P M  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 %J'/cmR&  
最后来说说怎么处理break和continue ;k0Jl0[}  
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。 .dYv.[?hL  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五