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
  • 6574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 r_xo>y~S  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $},:z]%D  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, = k3O4gE7  
q22cp&gmX  
0&/1{Dk*n  
F.A<e #e?  
  class filler 94APjqV6'  
  { w^|,[G ^}H  
public : X 3L9j(  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} w#F+rh3  
} ; |@nvg>mu  
e+y< a~N  
4Bx1L+Cg  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Z(K[oUJx  
NH 'RU`U)  
@hzQk~Gdi  
`4}!+fXQ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 'VJMi5Y(-  
gn%#2:=pVu  
(dMFYL>YP  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 />ob*sk/Y  
ZX'{o9+w5  
<Dm6CH  
'EZ[aY!);  
二. 战前分析 iqy}|xAU  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 +crAkb}i  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 4 >&%-BhN  
Qlb@Az  
#0`"gR#+  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ynOp7ZN$  
  /* --------------------------------------------- */ dt`L}Yi  
vector < int *> vp( 10 ); (X!/tw,.  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); u/.s rK!K  
/* --------------------------------------------- */ ;g*X.d  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); (X>y)V  
/* --------------------------------------------- */ @0 -B&w  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); -m|b2g}"3  
  /* --------------------------------------------- */ rG\m]C3E  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Czv lZDo  
/* --------------------------------------------- */ m/eGnv;!  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); On'3K+(_  
s=%HTfw  
p,tB  
x *qef_Hu  
看了之后,我们可以思考一些问题: xh-[]Jz(  
1._1, _2是什么? H <1?<1^  
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。 raqLXO!j  
2._1 = 1是在做什么? 3$Is==>7  
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。 I.8|kscM  
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。 0'py7  
\^#1~Kx  
DGd&x^C  
三. 动工 L//sJe  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: (VOKa  
mlVv3mVyR<  
8fe"#^"sR  
 g u|;C  
template < typename T > _O!D*=I  
class assignment >}4]51s  
  { )F~>  
T value; [CUJA  
public : ?1N0+OW   
assignment( const T & v) : value(v) {} zr[~wM  
template < typename T2 > 19N:9;Ixz  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } xJ"Zg]d{  
} ; /ruf1?\,R  
6~!YEuA  
4X\*kF%  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。  ]Ea7b  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JxLH]1b  
XS!ZTb>[  
:mJM=FeJ  
&U=f,9H  
  class holder pbzbh&Y  
  { ^&6NB)6  
public : pc.0;g N  
template < typename T > +.N;h-'  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const D/:)rj14b  
  { EmUxM_ T/2  
  return assignment < T > (t); 7q^/.:wlf  
} Z~c7r n  
} ; ^=W&p%Y(!  
TdE_\gEo/R  
=#V11j  
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: Z|/):nVP7  
F4&N;Zm2  
  static holder _1; &.z/dFmG  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *C:+N>  
A;|DQR()  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); uLCU3nI  
而不用手动写一个函数对象。 h4qR\LX  
gU~)(|Nu.  
up1aFzY|6x  
!<LS4s;  
四. 问题分析 <=-\so(  
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。 J6%op{7/  
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。 ^KaMi_--  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Orb(xLChJ  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 kp6x6%{K\  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 M[{Cy[ta  
zh.c_>jS  
五. 问题1:一致性 lET)<V(Y  
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?| @TprS d  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 \k,bz 0  
&7W6IM   
struct holder EsWszpRqb  
  { g.]'0)DMW  
  // ]Bsq?e^  
  template < typename T > .UYpPuAkn  
T &   operator ()( const T & r) const ye%F <:O7  
  { 6,)y{/ENC  
  return (T & )r; C IDL{i8  
} 4eEs_R  
} ; &\H5*A.HkA  
IYO,/ kbf  
这样的话assignment也必须相应改动: V[mQ;:=  
%PS-nF7v  
template < typename Left, typename Right > :acQK=fe  
class assignment d0=nAZZ  
  { uUe\[-~  
Left l; G8s`<:9*  
Right r; #K l2K4  
public : ]]Z,Qu#<-  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8bGq"!w-  
template < typename T2 > 8<kme"% s  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } #~+#72+x7  
} ; =c,gK8C  
X]fw9tZ  
同时,holder的operator=也需要改动: V~_nyjrJM  
PsgzDhRv  
template < typename T > K;qZc\q  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const PWMaB  
  { zEB1Br,  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); }j?S?=;m=  
} zvf]}mNx  
;Wa{q.)  
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。 &~%@QC/  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 N>R%0m<e  
ie(7m| .  
return l(rhs) = r; nsT|,O  
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。 #$w#"Nr9k  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ?lK!OyCkc  
h9I )<_}R  
template < typename Tp > X*"K g  
class constant_t nIjQLx  
  { RFJ;hh  
  const Tp t; FZ9<Q  
public : ^kr)U8  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} W/>?1+r.Z  
template < typename T > iy]}1((hR  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const $3TTHS o  
  { i .N1Cvp&  
  return t; !_9$[Oq~  
} h)rf6*hw  
} ; (L >[,YO9  
UTQKlwPa  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 HD{`w1vcN  
下面就可以修改holder的operator=了 k&/ )g3(N(  
IDh`0/i]  
template < typename T > Zir`IQ$  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const SR& mHI-f0  
  { skz]@{38  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); F}]_/cY7B  
} Q: O>kCDV  
RfBb{?PP)  
同时也要修改assignment的operator() y!gM)9vq  
j7 =3\SO  
template < typename T2 > LJwMM  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } M0SH-0T;Z  
现在代码看起来就很一致了。 pV6HQ:y1  
4w( vRe  
六. 问题2:链式操作 IxZ.2 67  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 n\-_i2yy  
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。 ;8i L,^.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。 ZZU8B?)  
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。 #( sNk,^Ax  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct S;Z3v)E-f  
&fW=5'  
template < typename T > yCIgxPv|7  
struct result_1 <j\;>3Q  
  { .4<U*Xkt  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; WrNgV@P  
} ; 5%+}rSn7  
1=Zw=ufqV  
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: \Byk`} 9  
B  bw1k  
template < typename T > SECQVA_y`  
struct   ref 5TneuGD  
  { hIQ[:f  
typedef T & reference; n u8j_grW  
} ; q#&#*6 )B  
template < typename T > }t2pIkF;  
struct   ref < T &> IZ0$=aB7  
  { En9]x"_  
typedef T & reference; \TB%N1^  
} ; 5^K#Tj ;2  
fq'Xy9L  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: A dEbyL  
@JEmybu  
template < typename T > CQHp4_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const PdH`_/6  
  { "&#W Mi  
  return l(t) = r(t); d^5SeCs6  
} '[ g)v  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Hu9R.[u  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 DRW.NL o  
S@xsAib0J  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 V$<G)dwUG5  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: %?oU{KzQ@;  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0r-lb[n8i  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 I?Jii8|W9  
最后的布局是: 6IY}SI0N  
                Add bp>ps@zFq  
              /   \ As'M3 9*V  
            Divide   5 QHzX 5$IM  
            /   \ #* gU[9U~  
          _1     3 _'hCUXeY'  
似乎一切都解决了?不。 KTK6#[8A  
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。 |5IY`;+9  
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。 )~.&bEm\  
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: C6'*/wq  
8gtCY~m  
template < typename Right > 3.<6;?  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const G#n^@kc*,  
Right & rt) const HS`bto0*  
  { i9\\evJs  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @yn^6cE  
} %wjB)Mae  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 (L0 hS'  
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。 ah/6;,T  
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。 Hx2j=Q_dw  
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。 vYSetAd v  
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。 d0A\#H_&  
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? \ ~LU 'j  
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: Iq0 #A5U%  
&&9c&xgzE  
template < class Action > "dK|]w8  
class picker : public Action y/}VtD  
  { c_z/At;4  
public : L_gsG|xX  
picker( const Action & act) : Action(act) {} aC,vh1")F  
  // all the operator overloaded 0"kE^=  
} ; QK?2E   
?St=7a(D  
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。 5{ 4"JO3  
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: $uUb$8 Bu  
moVa'1ul  
template < typename Right > g;-+7ViIr  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const G{f`K^  
  { Q Bfhyo_  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); V^ fGRA  
} kg?T$}O  
cPx ~|,)l  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > pKxX{i1l  
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。 6t_ 3%{  
$ o5V$N D  
template < typename T >   struct picker_maker W. J:.|kt  
  { %89" A'g  
typedef picker < constant_t < T >   > result; P )t]bS  
} ; $&=4.7Yt  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > z^P* :  
  { tIxhSI^  
typedef picker < T > result; ~"JE![XR  
} ; Uin k  
?v"K1C1.  
下面总的结构就有了: +(z_"[l"  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 wsf Hd<Z_  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 aT?p>  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 y/X:=d6"  
至此链式操作完美实现。 -t%{"y  
Iuu<2#gb8"  
4T==A#Z  
七. 问题3 uG=t?C6  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ^ J#?hHz  
;/?Z<[B  
template < typename T1, typename T2 > >}<29Ii  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |t&G&)~:  
  { 0NCOz(L/  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); bl" (<TM  
} 9<t9a f\.>  
J|gdO+  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Ei{(  
a%Z4_ToLZ  
template < typename T1, typename T2 > IS,zy+w  
struct result_2 DnNt@e2|  
  { j}rgO z.  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; N+\oFbE  
} ; `7QvwXsH]  
~^lH ^J   
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 4i_spF-3  
这个差事就留给了holder自己。 .Bb$j=  
    9?u9wuH  
i"%JFj_G  
template < int Order > u Q[vgNe*m  
class holder; ,zAK3d&hj  
template <> i7S>RB  
class holder < 1 > .)i O Du  
  { +=ZWau   
public : :"M9*XeHO  
template < typename T > -Q<z1vz  
  struct result_1 t(J![wB}  
  { 0Y5LDP  
  typedef T & result; v%H"_T  
} ; *F\T}k7  
template < typename T1, typename T2 > mJ0}DJiX$  
  struct result_2 ZR!cQ oV=  
  {  OLk9A  
  typedef T1 & result; 3)6+1Yc  
} ; %^a]J"Ydi8  
template < typename T > L!bfh`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Zz"I.$$[M  
  { Rro?q  
  return (T & )r; h]kn%?fpmB  
} Z"6 2#VM  
template < typename T1, typename T2 > cr76cYq"Q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const dV5PhP>6  
  { 'ox0o:  
  return (T1 & )r1; RDUT3H6~  
} e1^fUOS  
} ; E:08%4O  
ad"'O]  
template <> t2=a(N-/,  
class holder < 2 > p//T7r s  
  { a$C2}  
public : Ho|o,XvLv  
template < typename T > hMNJ'i}  
  struct result_1 {V}t'x`4c  
  { y=[gQJ6~r  
  typedef T & result; lq:]`l,6@  
} ; Sp 7u_Pq{  
template < typename T1, typename T2 > c:=7lI  
  struct result_2 `%$8cZ-kr  
  { 8h*t55  
  typedef T2 & result; E)C.eW /  
} ; ~'NX~<m  
template < typename T > yOX&cZ[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const c*N50%=4  
  { Iq)(UfaSve  
  return (T & )r; ctp?y  
} {/-y>sm  
template < typename T1, typename T2 > ?TIV2m^?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const w?kGi>7E  
  { [dl+:P:zc  
  return (T2 & )r2; Ee{`Y0  
} i~9?:plS  
} ; ec`bz "1  
,%A)"doaG  
bRWIDPh  
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> >。 5,S,\O9>X  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: r)gCTV(kb  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: hdo&\Q2D8  
uc'p]WhQ  
return l(i, j) = r(i, j); py]KTRzy  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) lwVk(l Z  
i*X{^A73"  
  return ( int & )i; g.9L)L  
  return ( int & )j; DH:J  
最后执行i = j; E[S? b=^  
可见,参数被正确的选择了。 Iha[G u  
;xfO16fNk  
3FFaEl  
|)9thIQF  
!6M Bxg>  
八. 中期总结 ar Q)%W  
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: %Nj #0YF]  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 QS^~77q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 BU!#z(vU  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor $ K})Q3FNi  
H#+\nT2m  
fb23J|"  
ZI,j?i6\  
>W r$Y{  
&M[MEO`t8  
九. 简化 F$i$a b  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 N&"QKd l  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 0E-pA3M6  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: hd5$yU5JQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 h}h^L+4  
  +-*/&|^等 T tPr)F|  
2. 返回引用。 JT04vm4  
  =,各种复合赋值等 gY!N3 *:  
3. 返回固定类型。 J_PH7Z*=,  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) r?pZ72 q  
4. 原样返回。 |H W( vA  
  operator, I+|uU g5  
5. 返回解引用的类型。 }%$OU =T  
  operator*(单目) ZYa\"zp-  
6. 返回地址。 T6uMFD4 |  
  operator&(单目) _8^0!,j  
7. 下表访问返回类型。 r2nBWA3  
  operator[] G6V/SaD  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 C',6%6P  
  operator<<和operator>> 0 _A23.Y  
m; o4Fu  
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。 zT7"VbP  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: w>[T&0-N  
|n`PESf_  
template < typename Left > |gv{z"  
struct value_return RBE7485  
  { &s8<6P7  
template < typename T > qnJ50 VVW  
  struct result_1 NEV p8)w  
  { |9IC/C!HC  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ^"x<)@X  
} ; ]g,lRG  
J\=a gQ  
template < typename T1, typename T2 > Xwq]f :@V  
  struct result_2 j;\[pg MR/  
  {  ?Vc0)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ETfF5i}  
} ; <6jFKA<  
} ; }G'XkoI&  
ubbnFE&PD  
G;s"h%Xw98  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait NiA4JgM]v  
:, _!pe;H  
下面我们来剥离functor中的operator() TQc@lR!  
首先operator里面的代码全是下面的形式: \uM? S  
fu R2S70d  
return l(t) op r(t) I]R9HGJNlJ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 6G of. :"f  
return op l(t) ".P){Dep$4  
return op l(t1, t2) ~.oj.[ }  
return l(t) op rF] +,4  
return l(t1, t2) op | -+zofx  
return l(t)[r(t)] "IFg RaP=  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 68e[:wf  
[T^?Q%h  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: dJD(\a>r.u  
单目: return f(l(t), r(t)); OlY$ v@|  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); CU$#0f>  
双目: return f(l(t)); 1~\M!SQ)  
return f(l(t1, t2)); |m;L?)F<  
下面就是f的实现,以operator/为例 ER^QV(IvP8  
>o/95xk2  
struct meta_divide e |V]  
  { |cd-!iJX-  
template < typename T1, typename T2 > F!yV8XQ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) A@$kLex  
  { Qxa{UQh}9  
  return t1 / t2; ho.(v;  
} 0.Vi9 7`  
} ; a]B[`^`z  
U|5-0u5  
这个工作可以让宏来做: ,_ .v_  
S3Y2O x  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8-M e.2K  
template < typename T1, typename T2 > \ jfp z`zE  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; qP1FJ89H  
以后可以直接用 *Y6xvib9*  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) I7(?;MpI  
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 nidr\oFUIn  
(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。。。) 0* F}o)n/m  
sKL:p3r  
F)Oe9x\/  
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 [6tSYUZs  
%j+xgX/&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > :P+\p=  
class unary_op : public Rettype :a0zT#u  
  { lAi2,bz"  
    Left l; NM#- Af*pg  
public : nxo+?:**  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ?LP9iY${  
u:dx;*  
template < typename T > d@ J a}`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |E3X  
      { ,[!LCXp  
      return FuncType::execute(l(t)); DjLL|jF  
    }  L,LNv  
M;.ZM<Ga  
    template < typename T1, typename T2 > W?Ww2Lo%Y  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >:1P/U  
      { RU#F8O  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); M(Zc^P}N  
    } I#rubAl  
} ; _$s> c!t,#  
IV`%V+ f  
D(]E/k@ ;~  
同样还可以申明一个binary_op & ,hr8  
YY5!_k  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R 9 4^4I  
class binary_op : public Rettype I)SG wt-  
  { J n&7C  
    Left l; @)6jE!LC  
Right r; =^;P#kX  
public : `[fx yg:u  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .u z|/Zy  
vbG]mMJ  
template < typename T > |j~lkzPnV  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~bK9R 0|<  
      { p&b5% 4P  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ,,4 GNbBC  
    } |`/TBQz:r  
t18$x "\4k  
    template < typename T1, typename T2 > `3_lI~=eH  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const CH#k(sy  
      { f 2YLk  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); bBc-^  
    } ]9 w76Z  
} ; $ &UZy|9  
z@ 35NZn  
[<c&|tfl  
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 ~+6Vdx m  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 *%5{'  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 2f~($}+*  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 T^.Cc--c  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! @.C{OSH E  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 r' Z3  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /RnTQ4   
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) G&f8n  
下面是修改过的unary_op 4Y\wnwI  
<n"C,  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Nf41ZT~  
class unary_op ""iaGH+Cxw  
  { Vr.Y/3N&'  
Left l; G4 _,  
  R:aa+MX(1  
public : V^s0fWa  
gb|Q%LS9R  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} =n(3o$r(  
TI|/u$SJ<Z  
template < typename T > V9NTs8LKc  
  struct result_1 k?GD/$1t  
  { iA }vKQ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5s{j = .O  
} ; ;]2s,za)qs  
ne}+E  
template < typename T1, typename T2 > pc]J[ S?P  
  struct result_2 8 .>/6M  
  { $FTO  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; m"eteA,"k_  
} ; )RgGcHT@  
tz NlJ~E  
template < typename T1, typename T2 > cZ8.TsI~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zmuMWT;  
  { xGk6n4Gg  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); o +B:#@9?  
} rZXrT}Xh{W  
2S[-$9  
template < typename T > 5Qwh(C^H  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const AM"jX"F9/  
  { ENVk{QE!  
  return OpClass::execute(lt(t)); #18FA|   
} I?#85l{>  
9p* gU[  
} ; HvwYm.$zE  
`mfq 2bVc  
/UcV  
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 SymwAS+  
好啦,现在才真正完美了。 R7 jmv n  
现在在picker里面就可以这么添加了: >r@.F%  
Bh`N[\r  
template < typename Right > +avMX&%  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 75T_Dx(H  
  { h"mi"H^o  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); <yA}i"-1W  
} 38ES($  
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。 {@Yb%{+  
B_`y|sn  
~T7B$$  
WUc#)EEM)  
{~GYj%-^  
十. bind Rgy- OA  
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。 f>o,N{|  
先来分析一下一段例子 inb^$v  
9I7\D8r  
Xl7aGlH  
int foo( int x, int y) { return x - y;} M,5j5<7  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 d$ACDX2  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 g1E~+@  
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。 hY5WJ;  
我们来写个简单的。 $3T_ .  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ,fDEz9-,  
对于函数对象类的版本: `^JJ&)4iv  
n"PJ,ao  
template < typename Func > }T^cEfX  
struct functor_trait =;a!u  
  { Di_2Plo)4  
typedef typename Func::result_type result_type; 5wao1sd#  
} ; )4U> !KrY  
对于无参数函数的版本: w.\w1:d  
W1Lr_z6  
template < typename Ret > +6$g! S5{  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 8(g:HR*;  
  { b+-f.!j  
typedef Ret result_type; h}_~y'^!  
} ; <:FP4e "(  
对于单参数函数的版本: u=F+(NE"  
\6?A!w~6  
template < typename Ret, typename V1 > YYEJph@06q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > %=AxJp!a  
  { zJDSbsc$%  
typedef Ret result_type; Z v_.na/^K  
} ; c}*2$1  
对于双参数函数的版本: %D$,;{ew  
V-I(WzR9y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > XfE?C:v   
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 1be %G [*  
  { 1axQ)},o@p  
typedef Ret result_type; )0vU k  
} ; _\PNr.D 8  
等等。。。 o}Odw;  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -4w=s|#.\  
PjT=$]  
template < typename Func > 02`$OTKz  
struct func_return .#u_#=g?  
  { )Au6Nf  
template < typename T > "vCM}F  
  struct result_1 GuZ ( &G6*  
  { 4H5pr  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; jN-vY<?h]  
} ; do-ahl,  
aSuM2  
template < typename T1, typename T2 > ,:fl?x.X  
  struct result_2 $&s=68  
  { %<?0apO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "Td`AuP@,  
} ; \~d";~Y`  
} ; V@7KsB  
+uWDP .  
"'8KV\/D  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 .@-9'<K?~  
JXG"M#{  
template < typename Func, typename aPicker > &zQ2M#{82  
class binder_1 <Llp\XcZ  
  { (Rk_-9_E.  
Func fn; YSJy`  
aPicker pk; F/m^?{==~*  
public : -LDCBc"  
*#%9Rp2|  
template < typename T > PkE5|d*,  
  struct result_1 ,:~0F^z  
  { 6) oLus  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ; Sd\VR  
} ; lZ8CY  
#po5_dE\*  
template < typename T1, typename T2 > E3@QI?n^^  
  struct result_2 {mWui9 %M  
  { }>^Q'BW;65  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; *19ax&|*S  
} ; {7cX#1  
EM7+VO(  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} -yGDh+-  
,*4p?|A  
template < typename T > ZT02"3F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X1IeSMAe  
  { aK,z}l(N  
  return fn(pk(t)); gH2,\z`[4  
} B63pgPX  
template < typename T1, typename T2 > YY?a>j."a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /&u<TJ4  
  { N=:5eAza  
  return fn(pk(t1, t2)); ) xbO6V  
} Tu{h<Zy  
} ; )!g{Sbl  
EF pIp4_Y  
#-3=o6DCK  
一目了然不是么? "'g[1Li  
最后实现bind J};z85B  
2<&Bw2  
-p-B2?)A  
template < typename Func, typename aPicker > `X,yM-(  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Qr1e@ =B  
  { ZpUCfS)|&  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); j8|g!>Nv  
} =fm]Dl9h*  
Ggh.dZI4  
2个以上参数的bind可以同理实现。 MYBx&]!\  
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。 yCJFo  
r]W  
十一. phoenix 7nbB^2  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: kOvDl!^  
 tvXW  
for_each(v.begin(), v.end(), Lokl2o `  
( Te2zK7:  
do_ < RCLI|  
[ Rwr 2gMt7  
  cout << _1 <<   " , " )s1Ib4C  
] K:' q>D@  
.while_( -- _1), }M1sksk5  
cout << var( " \n " ) ZEYgK)^  
) t_ksvWUo  
); _k^0m  
Q]rD}Ckv-  
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: b 1&i#I?{  
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 K^_i%~  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 L< zD<M  
那么我们就照着这个思路来实现吧: +A~\tK{  
5Z4- Z  
|QV!-LK  
template < typename Cond, typename Actor > jjJ2>3avY  
class do_while qQ!1t>j+H  
  { Soie^$ Y  
Cond cd; {0! ~C=P  
Actor act; bYz&P`o}  
public : =A Vg Iv  
template < typename T > @/r^%G  
  struct result_1 _"4xKh)  
  { GE>[*zN  
  typedef int result_type; q1E:l!2al  
} ; )2,eFNB#n  
T[= S$n -'  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} JT fd#g?I  
E7Cy(LO  
template < typename T > [~:-&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SWp1|.=Sm  
  { zqDR7+]  
  do do uc('@  
    { XC7%vDIt  
  act(t); B2Xn?i3 l  
  } v(OBXa9  
  while (cd(t)); \c[IbL07  
  return   0 ; Mg#j3W}]  
} 2MA]jT  
} ; 9w9jpe#  
)otb>w5  
DO7W}WU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~OePp a\  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 u*  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 T32BnmB{  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 y8VpFa  
下面就是产生这个functor的类: Q-#$Aa  
l{w#H|]  
smG>sEp2  
template < typename Actor > _2btfY1U  
class do_while_actor 1b8p~-LsU  
  { 4@.|_zY  
Actor act; %3HVFhl  
public : iTW? W\d  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 50dGBF  
P;PQeXKw  
template < typename Cond > iR$<$P5  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; K^r)CCO  
} ; 6 z,&i  
`:'w@(q  
lyCW=nc  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 y/V%&.$o=  
最后,是那个do_ GRy-+#,b"  
=66Nw(E.  
E&Qi@Ty  
class do_while_invoker #k3t3az2{  
  { 1Y_w5dU  
public : "^I mb,  
template < typename Actor > Nr2C@FU:0  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const RFh"&0[  
  { rQTr8DYH  
  return do_while_actor < Actor > (act); Ax oD8|  
} M5T9JWbN  
} do_; xoB},Xl$D  
k%[3Q>5iM  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? xUF_1hY  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 yGg,$WM  
最后来说说怎么处理break和continue E&yD8=vw  
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。 crO@?m1  
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