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
  • 5629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 (w4#?_  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 E70  
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, cXtL3T+  
69\0$O  
!=I:Uc-Y  
pO=bcs8Z  
  class filler 0nG& LL5  
  { <)y'Ot0 y  
public : z{;W$SO 2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} O:pQf/Xn  
} ; nvgo6*  
Sr%~ 5Q[W  
Ow+7o@$"/  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ]X@/0  
wf<uG|90  
{I`B?6K5  
Iu%/~FgPj{  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ApjLY58=  
X!nI{PE  
[Zi\L>PHO  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 vqv(KsD+::  
SAly~(r?/  
|M0 XLCNd_  
CK'Cf{S  
二. 战前分析 Ff%m.A8d,4  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 l.fNkLC#  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 l<GRM1^kU  
I\`:(V  
B3)#Ou2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); GsE?<3  
  /* --------------------------------------------- */ |LiFX5!\  
vector < int *> vp( 10 ); s^js}9]p  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9]7+fu  
/* --------------------------------------------- */ DEqk9Exk`  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); _17c}o#`5w  
/* --------------------------------------------- */ (Q#ArMMORI  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); vWjK[5 M%  
  /* --------------------------------------------- */ bbA+ZLZJn  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); _ 4Hf?m7z  
/* --------------------------------------------- */ S3btx9y{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 9CUMqaY2  
8I NVn'G  
"x3_cA~  
[Z~>7ayF+)  
看了之后,我们可以思考一些问题: ^EZ)NG=e5  
1._1, _2是什么? S7~yRIjB  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ~8}"X] 4  
2._1 = 1是在做什么? m6+2r D  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 PY)C=={p  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 si%f.A#  
F''4j8  
z8vF QO\I"  
三. 动工 Xqf"Wx(X  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:  nPvR  
HgduH::\#  
"c1vW<;  
%D e<H*  
template < typename T > \'BKI;  
class assignment qd!$nr  
  { AUzJ:([V  
T value; bZERh:%o  
public : PN+,M50;1  
assignment( const T & v) : value(v) {} nLdI>c9R  
template < typename T2 > @fbvu_-].  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } r{p?aG  
} ; B YNOgB1  
/0Zwgxt4?7  
q\d'}:kfu  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &'T7 ~M:  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment o6Vc}jRH  
}*IX34  
'Kp|\T r  
@2kt6 W  
  class holder :m@(S6T m  
  { $o {f)'.>n  
public : (O /hu3  
template < typename T > Kgk9p`C(  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 3PI{LU  
  { |hOqz2|  
  return assignment < T > (t); 2$\Du9+  
} Z+I[  
} ; 'X@j  
PM o>J|^  
X B65,l  
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: PyzW pf  
9.SPxd~  
  static holder _1; pz.<5  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 j31 Sc3vG  
yd`.Rb&V  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); k NK)mE  
而不用手动写一个函数对象。 -`f JhQ|  
l.>QO ;  
\HTXl]  
@i6D&e=  
四. 问题分析 .CwMxuW  
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。 vV8 y_  
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。 3u+~!yz  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {jggiMwo.v  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 {IqbO>|"O_  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 UAUo)VVi"  
)v0m7L v#/  
五. 问题1:一致性 A%%WPBk{O  
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?| E xY ~.  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 oNl_r:G  
wzP>Cq  
struct holder SijC E~P  
  { :mY(d6#A>  
  // o)Ob}j  
  template < typename T > `Z/"Dd;F^3  
T &   operator ()( const T & r) const WElB,a-RCp  
  { vIz~B2%x  
  return (T & )r; J} %&;uv  
} wQ4/eQ*  
} ; )jCAfdnCs  
`6Y'H2WJ?  
这样的话assignment也必须相应改动: 9b()ck-\F#  
,v>P05  
template < typename Left, typename Right > =(.HO:#  
class assignment 2l8jw:=H  
  { M)Ogb '@#  
Left l; 0&c12W|B<L  
Right r; YadyRUE  
public : @ ;rU#  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /v=MGX@r  
template < typename T2 > A!goR-J]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } `')3}  
} ; 5I t+ S+a  
O8 k$Uc  
同时,holder的operator=也需要改动: )[G5qTO  
H.!M_aJH  
template < typename T > Sf lHSMFw  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const b_cD >A  
  { <:>a51HBX  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); :2K0/@<x  
} Z`q?pE>R  
@/B&R^aVZ  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 e9N"{kDs6  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 &YqgMC  
%3'80u6BCJ  
return l(rhs) = r; e"[o2=v;5  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 V mKMj'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Hco [p+  
M(I 2M  
template < typename Tp > g2w0#-  
class constant_t W}a&L  
  { cFD(Ap  
  const Tp t; PHZA?>Q7Z  
public : C+*: lLY  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} NC@OmSR\0  
template < typename T > 'd0]`2tVg4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const u= !?<Q  
  { &*[T  
  return t;  h ej  
} iHWl%]7sN  
} ; A$[@AY$MI  
F0+u#/#  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]"{K5s7  
下面就可以修改holder的operator=了 DHgEhf]  
qZCA16  
template < typename T > ZIkXy*<(  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $(.[b][S  
  { 9q;+ Al^Z  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ^hRos  
} lUUeM\  
|4ONGU*`E  
同时也要修改assignment的operator() 0rjxWPc  
7L? ~;;L$  
template < typename T2 > {b= ]JPE  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 2c_#q1/Z/  
现在代码看起来就很一致了。 vX/~34o]\  
?psvhB{O  
六. 问题2:链式操作 OUS@)Tyh  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 zD7\Gv  
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。 kImS'i{A  
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。 '-S^z"ZrI  
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。 u ;f~  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Z &/b p1  
SA)}---"  
template < typename T > #3\F<AJ<VB  
struct result_1 u])N^AY"sj  
  { 50uNgLs  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; /i"L@t)\t  
} ; YeptYW@xfw  
E@Q+[~H}  
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: ^MKvZ DOP  
9ZeTS~i  
template < typename T > ~X*)gS-=  
struct   ref mp+ %@n.;  
  { 9JJ(KY  
typedef T & reference; =| %:d:r  
} ; Jf YO|,  
template < typename T > ((B7k{`  
struct   ref < T &> m9a(f>C  
  { Ca0~K42~  
typedef T & reference; ZlUd^6|:3  
} ; A"2k,{d  
OB>Pk_eQK  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: gj0gs  
NYm2fFPc  
template < typename T > q1.w8$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const y4w{8;Mh  
  { t+|c)"\5h  
  return l(t) = r(t);  (/-2bO  
} E#Smi507p  
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。 0 x4p!5  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $*\[I{Zau}  
jyb/aov  
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 )F8G q,  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: r**u=q %p  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 4S`2")V  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Fi14_{  
最后的布局是: [x kbzJ  
                Add `lRZQ:27X  
              /   \ F%UyFUz  
            Divide   5 N~=p+Ow[H  
            /   \ ts<5%{M(  
          _1     3 CC;T[b&  
似乎一切都解决了?不。 c0sU1:e0  
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。 C1:efa<wV  
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。 `$ql>k-6C  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ogtKj"a  
4@&8jZ)a  
template < typename Right > 'j 'bhG  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const  {F+7> X  
Right & rt) const }q^M  
  { `b=?z%LuT  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  W>.KV7  
} F3HpDfy  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /59jkcA+  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 7hlgm7 ^  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 n{s `XyH  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 .J6Oiv.E  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 qL/4mM0  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ^i&sQQ( {  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: a^ hDxeG  
xX.fN7[  
template < class Action > k1e0kxn  
class picker : public Action "94e-Nx  
  { UA>UW!I  
public : Mj&q"G  
picker( const Action & act) : Action(act) {} (j@3=-%6G  
  // all the operator overloaded 0 XxU1w8\V  
} ; s"7wG!yf  
bS=aFl#  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ] lE6:^V  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 0>} FNRC  
h:\WW;s[B  
template < typename Right > dO =fbmK  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const a/A$ MXZ_  
  { J!b v17H"  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); > `R}ulz)  
} %JF.m$-  
!B5 }`*1D  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > kTZ`RW&0  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ]a F,r"  
+Wrj%}+  
template < typename T >   struct picker_maker ,_ }  
  { i0; p?4`m  
typedef picker < constant_t < T >   > result; *p0n{F9  
} ; K;^$n>Y  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > "#anL8  
  { D/[(}o(  
typedef picker < T > result; Nj4=  
} ; -'ePx f  
9y"R,  
下面总的结构就有了: yAz`n[  
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。 z UN&L7D  
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。 8,d<&3D  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 .-2i9Bh6  
至此链式操作完美实现。 YC+}H3 3  
cy T,tN  
Eh/B[u7T[  
七. 问题3 kcGs2Y_*&  
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。 )!M %clm.  
7DQ{#Gf#G  
template < typename T1, typename T2 > ^x8*]Sz#x  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ye !}hm=w  
  { lJ1_Zs `  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 0/z=G!z\  
} JDeG@N$  
Z7>pz:,  
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: y;aZMT.YI  
pm`BMy<5PU  
template < typename T1, typename T2 > fl%X>\i/7  
struct result_2  ntK#7(U'  
  { <\40?*2  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; T:k-`t0":N  
} ; $ <'i+kK  
|&!04~s;E  
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? >.'rN>B+  
这个差事就留给了holder自己。 UolsF-U}'  
    2wCTd:e:  
=M39I&N  
template < int Order > 9HJrMX  
class holder; )\oLUuL`;  
template <> )lB 3U  
class holder < 1 > YhQ;>Ko  
  { CRXIVver  
public : qI (<5Wxl  
template < typename T > "%^T~Z(_j  
  struct result_1 =@BVO @z@  
  { 2L?jp:$;X  
  typedef T & result; $6 46"1S  
} ; 5MU-Eu|*>  
template < typename T1, typename T2 > |KH981  
  struct result_2 NHI(}Ea|]  
  { 9*`(*>S  
  typedef T1 & result; V+04X"  
} ; m3Ma2jLWC  
template < typename T > G_m$W3 zS  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const d#l z^Ls2  
  {   %4  
  return (T & )r; YC,s]~[[   
} B}O M:0  
template < typename T1, typename T2 > Tw`n3y?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const VH*4fcT'D  
  { ]!% p21e  
  return (T1 & )r1; ^)wTCkH&y  
} 8Qm%T7]UFb  
} ; #H8% BZyV  
>s*ZT%TF  
template <> 4n}tDHvd  
class holder < 2 > <,:p?36  
  { xJ=@xfr$  
public : VDnN2)Km*  
template < typename T > w^/jlddF  
  struct result_1 3n ~n-Jo  
  { 3Ql77?&k  
  typedef T & result; yAyq-G"sO  
} ; <Sn;k[M}d  
template < typename T1, typename T2 > S! Z2aFj  
  struct result_2 r0xmDJ@y  
  { ]; CTr0  
  typedef T2 & result; DERhmJ;>H  
} ; V:Z}cfR.7  
template < typename T > L'A>IBrz  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 1\XR6q:2  
  { >5%;NI5 G  
  return (T & )r; z&R #j  
} D=>[~u3H  
template < typename T1, typename T2 > _zuX6DO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const qL;T^ljP  
  { ?q lpi(  
  return (T2 & )r2; q eW{Cl~  
} [>MPM$9F-m  
} ; agI"Kh]j?  
j o+-  
655OL)|cD6  
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> >。 f$2DV:wuC  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: \jHHj\LLr.  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: %k+G-oT5  
iYPlgt/Y!  
return l(i, j) = r(i, j); k1h>8z.Tg  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) jeu|9{iTVu  
26K sP .-  
  return ( int & )i; vAV{HBQ*  
  return ( int & )j; LA9'HC(5  
最后执行i = j; Cu\6VnW_6  
可见,参数被正确的选择了。 cOa){&u  
f6$$e+  
2d60o~ E  
-u nK;  
U)sw IisE  
八. 中期总结 %@ ,! (  
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: ~'.SmXZs  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 C{<dzooz  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 +9fQ YJBA  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor f_m~_`m  
Uv|?@zy#  
SJai<>k h  
~!iZn  
Acl?w }Y  
<aR sogu"P  
九. 简化 X{BS]   
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。 `P4 3O gA  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 />0 Bm`A  
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: {yCE>F\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 :G8:b.  
  +-*/&|^等 * ujJpJZ2  
2. 返回引用。 ]fdxpqz  
  =,各种复合赋值等 25H=RTw  
3. 返回固定类型。 k>V~ iA  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) .Z9{\tj  
4. 原样返回。 0Z&ua  
  operator, j0.E!8Ae{  
5. 返回解引用的类型。 G^W'mV$xl  
  operator*(单目) t4H*&U  
6. 返回地址。 bQ`|G(g-d  
  operator&(单目) m2x=Qv][@c  
7. 下表访问返回类型。 xWuvT,^  
  operator[] "">{8  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 14S_HwX  
  operator<<和operator>> I*`;1+`  
87p tab@  
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。 .*~t2 :  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: KfkU_0R+~v  
`Re{j{~s  
template < typename Left > hx$b Y  
struct value_return LKsK!X  
  { ?C`&*+  
template < typename T > h}n?4B~Gi  
  struct result_1 M=t;t0  
  { Y$<p_X,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; N;|:Ks#!  
} ; ]x1o (~  
=jD9oMs  
template < typename T1, typename T2 > v"8i2+j  
  struct result_2 ,b,t^xX>)  
  { +8Q5[lh2]j  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =DsFR9IB  
} ; 3:?QE  
} ; Sh;Z\nj  
X ApSKJ  
]r@CmwC  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait s#4Q?<65u  
~@%#eg  
下面我们来剥离functor中的operator() ,wB)hp  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 9}<iS w[  
Y5R|)x  
return l(t) op r(t) f =kt0  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 01">$  
return op l(t) w1:%P36H  
return op l(t1, t2) z:W|GDD1  
return l(t) op Nf1&UgX  
return l(t1, t2) op <uXQT$@?  
return l(t)[r(t)] 3!Cab/T  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] B]wfDUG  
-o B` v'  
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: sL4+O P-  
单目: return f(l(t), r(t)); CJf4b:SY@  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4cZlQ3OE.  
双目: return f(l(t)); Y=(%t:#_  
return f(l(t1, t2)); +x)x&;B)/  
下面就是f的实现,以operator/为例 _[{oK G^u  
W&p f%?  
struct meta_divide ZL+46fj  
  { $&KiN82,  
template < typename T1, typename T2 > P%y$e0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?V$@2vBVX4  
  { m?O"LGBB =  
  return t1 / t2; 2|D<0d#W  
} KD73Aw  
} ; \$Aw[ 5&t  
M6:$ 0(r  
这个工作可以让宏来做: l( uV@_3  
5Tiap8x+<  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _GsHT\  
template < typename T1, typename T2 > \ =0mXTY1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; TF-a 1z  
以后可以直接用 Oi$$vjs2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) z2god 1"  
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 0*50uK=5  
(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。。。) g]m}@b6(h  
L]3gHq  
Qo])A6$IU  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ]tc Cr;  
0s%]%2O N  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > by* v($  
class unary_op : public Rettype g7O , <  
  { 4S*7*ak{  
    Left l; D~r{(u~Ya  
public : ?Y'r=Q{w  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} e*hCf5=-  
Rkh ^|_<!  
template < typename T > 2X|nPhNi  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _v +At;Y  
      { w02t9vz  
      return FuncType::execute(l(t)); 7!('+x(>  
    } z[*Y%o8-r  
6d%)MEM  
    template < typename T1, typename T2 > oPC qv  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $[g8j`or!  
      { apd"p{  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); `fUP q ;  
    } !?J?R-C  
} ; f<l.%B  
u\P)x~-TM  
;BjJ<?^{  
同样还可以申明一个binary_op 0]MI*s>&  
CpdQ]Ai[  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kf2e-)uUs  
class binary_op : public Rettype '^~3 8=FA  
  { -`d(>ok  
    Left l; g%2twq_  
Right r; i=j4Wg,{J  
public : SCKpW#2dP{  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} un(fr7NW  
-KU@0G  
template < typename T > ">rt *?^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .aE%z/@s=  
      { UCS`09KNJ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); eVB.g@%T  
    } 62{[)jt{  
kJ:zMVN  
    template < typename T1, typename T2 > oLz9mqp2%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6Rc%P)6  
      { wVY;)1?  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); z{dn   
    } >W?7a:#,  
} ; TM?7F2  
AlQ  
SWM6+i p  
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 ~L=Idt!9  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Rhil]|a/  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) z]F4Z'(e.  
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。 ?UV ^6  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ZeY kZzN  
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。。。 >Gyg`L\  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ,Jh('r7  
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) [Q*aJLG  
下面是修改过的unary_op aok,qn'j  
w=S7zzL)  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~ E|L4E  
class unary_op GDj ViAFm  
  { .4-I^W"1  
Left l; fG\]&LFBU  
  0kB!EJ<OdG  
public : M=aWL!nJ  
9p5{,9.3*  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^>fjURR  
wc5OK0|  
template < typename T > Y8yRQ zu  
  struct result_1 "x$RTuWA9  
  { $@blP<I  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  ^"d!(npw  
} ; );.q:"  
%wp#vO-$  
template < typename T1, typename T2 > &JpFt^IHi  
  struct result_2 GL_a`.=@  
  { #j{!&4M  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; wGC)gW  
} ;  } Rc8\,  
fuxBoB  
template < typename T1, typename T2 > g(0 |p6R  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )A4WK+yD$z  
  { _ .%\czO  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {&Fh$H!  
} bTn7$EG  
ReCmv/AE  
template < typename T > *eO@<j?  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MKdBqnM(F  
  { AVR9G^ce_  
  return OpClass::execute(lt(t)); W.ud<OKP90  
} ]rDf3_!m(  
j}chU'i f  
} ; m%$z&<!  
,XW6W&vR;  
~$f+]7  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug <v"C`cga  
好啦,现在才真正完美了。 !+.|T9P  
现在在picker里面就可以这么添加了: ? kew[oZ  
` BH8v  
template < typename Right > )@3ce'  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Etj*3/n|  
  { &j/ WjZPF  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 'jeGERMr'  
}  y'Xg"  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Um\Nd#=:  
j?6%=KuX<  
WZRrqrjq  
d'Z|+lq:  
f& (u[W  
十. bind r]km1SrS  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ?N#mD  
先来分析一下一段例子 |nXs'TO'O  
q:-8W[_  
Mno4z/4{A  
int foo( int x, int y) { return x - y;} E'$r#k:o  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 [Y*p I&f  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 El0|.dW  
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。 PF@<>NO+W  
我们来写个简单的。 &^1DNpUZ  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: hH{&k>  
对于函数对象类的版本: VbK| VON[  
g`gH]W FcG  
template < typename Func > B4GgR,P@S  
struct functor_trait w*Sl  
  { %|o4 U0c  
typedef typename Func::result_type result_type; .BlGV2@^#  
} ; c^UG}:Y  
对于无参数函数的版本: UL(R/yc  
+K;(H']Z<-  
template < typename Ret > 6\g]Y  
struct functor_trait < Ret ( * )() > pb}QP  
  { ?^2(|t9KU  
typedef Ret result_type; O|#^&d  
} ; cW26TtU(  
对于单参数函数的版本: G*mk 19Z  
yFshV\   
template < typename Ret, typename V1 > {G/4#r 2>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > PR{?l  
  { Bh"o{-$p8`  
typedef Ret result_type; 5)2lZ(5.A#  
} ; |9jeOV}/  
对于双参数函数的版本: 9EK5#_L[=  
V3xC"maA@  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > (m\PcF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > I/<aY*R4  
  { 0tC+?  
typedef Ret result_type; h:<p EL  
} ;  4EJ  
等等。。。 yK_$6EtNKj  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 7pMrYIP  
ZTVX5"#Q  
template < typename Func > +tkDT@ `  
struct func_return )Pakb!0H@t  
  { ib0M$Y1tIS  
template < typename T > >pbO\=j]X  
  struct result_1 fDNiU"  
  { D4ESo)15'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 7;) T;X  
} ; 6UG7lH!M  
cclx$)X1X  
template < typename T1, typename T2 > ']4b}F:}  
  struct result_2 f6j;Y<}' g  
  { uwXquOw  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; B?`Gs^Y {z  
} ; %# ?)+8"l  
} ; G<#9`  
[ma'11?G  
z8G1[ElY  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 zp:kdN7!^  
-hiG8%l5  
template < typename Func, typename aPicker > (, /`*GC  
class binder_1 @#hd8_)A.  
  { 'c*Q/C;  
Func fn; SMY,bU'a  
aPicker pk; zRd^Uks  
public : brx 7hI  
)y4bb^;z  
template < typename T > dl mF?N|EC  
  struct result_1 r: ]t9y>$<  
  { As }:~Jy|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ;gLHSHEA  
} ; {+%|n OWV  
Mrysy)x  
template < typename T1, typename T2 > gBp,p\ Xc  
  struct result_2 s!(O7Ub  
  { xl8=y  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Ezsb'cUa(  
} ; Y"6 '  
qM= $,s*  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} *(wkgn  
`Sgj!/! F  
template < typename T > ;,2i1m0"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dO]N&'P7  
  { < %@e<,8  
  return fn(pk(t)); HY-7{irR~  
} OH.^m6Z  
template < typename T1, typename T2 > $WmB__  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UdO(9Jc5^  
  { 5:y\ejU  
  return fn(pk(t1, t2)); 7QV@lR<C2R  
} s/Ne,v  
} ; ox:m;-Ml?_  
(h {"/sR  
6sceymq  
一目了然不是么? m q#8 [D  
最后实现bind )M3} 6^s]  
'`s\_Q)hG_  
@S?`!=M  
template < typename Func, typename aPicker > !s^[|2D_U  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) VT ikLuH  
  { unX mMSz(  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); r? 9D/|`  
} #su R[K*S  
:O?+Ywn  
2个以上参数的bind可以同理实现。 gvzBV +3'  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Gx)U~L$B  
MZIZ"b  
十一. phoenix ,"e n7  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ~K$dQb])  
cQzUR^oq,  
for_each(v.begin(), v.end(), C>NLZM T  
( hqDnmzG  
do_ 2xxw8_~C  
[ iQd,xr  
  cout << _1 <<   " , " :,Zs {\oI3  
] w;b;rHAZ\  
.while_( -- _1), c`Q#4e]%_  
cout << var( " \n " ) hQb3 8W[  
) x@*RF:\}  
); F_I.=zQr  
D4OJin^}  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: #i;y[dQ  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ~o8  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ]]F e:>  
那么我们就照着这个思路来实现吧: f]4j7K!e]  
Zdfruzl&`  
XpH d"(*  
template < typename Cond, typename Actor > 4e20\q_{  
class do_while 2}uSrA7n]  
  { -|DBO0q  
Cond cd; he! Uq%e  
Actor act; <Z j>}  
public : 0/5{v6_rG  
template < typename T > S*l=FRFI  
  struct result_1 a{ p1Yy-]  
  { P>nz8NRq  
  typedef int result_type; T9NTL\;  
} ; jdf3XTw  
\o}=ob  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} QTIC5cl,  
s}lp^Uh=  
template < typename T > ?s5/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X1XmaO% A  
  { 2TccIv  
  do Pi5($cn  
    { exxH0^  
  act(t); VQ7A"&hh  
  } miUjpXt  
  while (cd(t)); aZ'(ar :  
  return   0 ; :h8-y&;  
} @[v4[yq-  
} ; LI9 Uc\  
}B`T%(11=  
ms6dl-_t  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). [_-[S  
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。 "IJ 9vXI  
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。 3of0f{ZTj  
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。 "ph[)/u;  
下面就是产生这个functor的类: UM}MK  
T4Io+b8 $  
&PUn,9 Rm  
template < typename Actor > (R]b'3,E$  
class do_while_actor 2gJkpf9JN  
  { "R0(!3  
Actor act; ]$)U~)T iW  
public : LMaY}m>  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 7OD2/{]5  
%\B@!4]  
template < typename Cond > "?>hQM1R  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Qe;R3D=T;  
} ; Yan,Bt{YJ  
AvcN,  
a{\<L/\  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 O4oI&i 7  
最后,是那个do_ ,HwOMoP7  
}K|40oO5  
S\0?~l"}  
class do_while_invoker % U|4%P  
  { JgMYy,q8t  
public : s >7(S%#N  
template < typename Actor > 6Ao{Aej|  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -d *je{c |  
  { I(va;hG<o  
  return do_while_actor < Actor > (act); m^KK #Hw/`  
} ;v m$F251  
} do_; Qsg([K  
tr<0NV62>  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? "bA8NQIP  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 s!?T$@a=  
最后来说说怎么处理break和continue K9c5HuGy  
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。 fBnlB_}e  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八