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
  • 5842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 uZIJoT  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !msNEE@[  
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, ?NG=8.p  
Hi7y(h?wj  
81F,Y)x.  
r_U>VT^E:  
  class filler uS<_4A;sD,  
  { $^_|j1 z#i  
public : xWE8W m  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} CzVmNy)kl  
} ;  c%f_.MiU  
&yIGr` ;  
^Ga&}-  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: %=Tr^{ i  
;..o7I  
S1b Au <  
*Zbuq8>  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); G[Tl%w  
kl}Xmw{tJ  
_xrwu;o0}  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 a#0;==#  
rzeLx Wt  
OgCy4_a[f  
"aq'R(/`c  
二. 战前分析 p&N#_dmlH  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ".U^if F  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 riCV&0"n  
Br5o7(AE  
,^$ |R32  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); (\,BxvhG=  
  /* --------------------------------------------- */ PJLR<9  
vector < int *> vp( 10 ); ]@ M5_%p  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Yr+23Ro  
/* --------------------------------------------- */ |L::bx(  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); #X`8dnQZ  
/* --------------------------------------------- */ aeP[+I9  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); cpZc9;@IC  
  /* --------------------------------------------- */ S%mfs!E>  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); OqUr9?+  
/* --------------------------------------------- */ Bv9kSu9'~  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 5[gh|I;D  
1|| +6bRP  
z[nS$]u  
E D"!n-Hq  
看了之后,我们可以思考一些问题: "Fnq>iR-  
1._1, _2是什么? iwF9[wAft  
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。 iL]'y\?lv  
2._1 = 1是在做什么? }#`:Qb \U  
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。 @f1*eo5f  
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。 u0o'K9.r  
NwlU%{7W6  
-YGbfd<wq  
三. 动工 T:iP="?{  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: G64Fx*`  
V416g |lBO  
?1I GYyu!  
3l1cyPv  
template < typename T > jO~:<y3 =  
class assignment x/fX`y|(}*  
  { ;_?MX/w|&  
T value; !>$4]FkV  
public : 1wj:aD?g  
assignment( const T & v) : value(v) {} I f-_?wZe  
template < typename T2 > Uh6 '$0  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 1B=>_3_  
} ; ,*svtw:2')  
ExBUpDQc  
8wZf ]_  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {QAv~S>4  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 2 QTZwx  
wBSQ:f]g  
3gZ8.8q3  
3_$w| ET  
  class holder *OjKc s  
  { 4Xj4|Rw%  
public : b~m2tC=AW  
template < typename T > )c2_b  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const UUe#{6Jx_  
  { eU@Cr7@,|  
  return assignment < T > (t); iq$$+y,  
} ,m3e?j@;r  
} ; PmpNAVE'  
dl-l"9~;  
u.XQ&  
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: `:NaEF?Sj  
TUK"nKSZ`.  
  static holder _1; ,:2'YB  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Z8O n%Mx{"  
c}Z6V1]QP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); &[Xu!LP  
而不用手动写一个函数对象。 fV>CZ^=G  
\nNXxTxX!  
=uHnRY  
}yn0IWVa  
四. 问题分析 kOwMs<1J  
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。 g=L]S-e  
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。 56lCwXCgA  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 DOS0;^f  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 0|4%4 Mt  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ||7x;2e  
LW6ZAETyL  
五. 问题1:一致性 VosZJv=  
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?| df}r% i  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 <W8t|jt  
Vv.r8IGYm  
struct holder z;tI D~Y  
  { *|.0Myjo  
  // `4?~nbz  
  template < typename T > 1$/MrPT(b  
T &   operator ()( const T & r) const &F *' B|n  
  { zET^T5>:  
  return (T & )r; B(g_Gm<  
} t_z>Cl^u  
} ; %M F;`;1  
K7knK  
这样的话assignment也必须相应改动: 4S"\~><  
\W5O&G-C  
template < typename Left, typename Right > `3H4Ajzcc  
class assignment } p FQRSOZ  
  { C@ZK~Y_g  
Left l; )> ,wj  
Right r; d_UN0YT<  
public : B(a-k?  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ]B"'}%>ez  
template < typename T2 > e~%  ;K4  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } !)"%),>}o  
} ; RcG0 8p.)  
-H^oXeN  
同时,holder的operator=也需要改动: mYN7kYR}<`  
<#=N m0S$  
template < typename T > /@ !CKh`  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const f ),TO  
  { )~4II.`%^  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); J?@DGp+t  
} EC2+`HJ"  
EKEjv|_)  
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。 $EZN1\  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 _ nA p6i  
k(>h^  
return l(rhs) = r; @bM2{Rh:  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 &X@Bs-  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: sIG7S"k>p  
<U5wB]]  
template < typename Tp > uzmk6G v  
class constant_t ]wT 7*( Y  
  { S:4crI  
  const Tp t; WG*t ::NN  
public : >^q7c8]~g  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {}  B[=(#W  
template < typename T > geQ{EwO8n  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const OaJB=J%  
  { #/"8F O%~p  
  return t; WV3|?,y]qm  
} F|Mi{5G%  
} ; ?]fF3SJk  
2XTPBZNe  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 qPB8O1fyU  
下面就可以修改holder的operator=了 mK+IEZV<3  
{FRAv(,\  
template < typename T > 2" |2a@  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const [b%:.bjY  
  { B\J^=W+`  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); V@>r*7\F  
} GRb*EeT  
NaVQ9ku7VW  
同时也要修改assignment的operator() F(4?tX T  
t*@2OW`!  
template < typename T2 > "|;:>{JC  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } V/ cP4{L  
现在代码看起来就很一致了。 ,NnhHb2\  
rG#Z=*b%  
六. 问题2:链式操作 +iRq8aS_  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 .Ha'p.  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 56^ +;^f^`  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 JdIlWJY  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 CTWn2tpW  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct h\plQ[T  
8N:owK  
template < typename T > jV.g}F+1m  
struct result_1 4}_O`Uxh  
  { a+hd(JX0~  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; o]nw0q?  
} ; (P&4d~) m  
rl9. ]~  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ?$f)&O  
x~.:64  
template < typename T > wi9DhVvc 0  
struct   ref &] \X]p  
  { >zDF2Y[  
typedef T & reference; [M.f-x:  
} ; k >t )g-,2  
template < typename T > (`SRJ$~f  
struct   ref < T &> USFD y  
  { )o\jJrVDf  
typedef T & reference; UzXE_ S  
} ; pO8ePc@=D  
2X:4CC%5  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: t){"Tf c:  
2o>)7^9|#<  
template < typename T > 83;NIE;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !LkW zn3  
  { PW3GL3+  
  return l(t) = r(t); Lh.`C7]  
} G^q3Z#P  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 gM [w1^lj  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 m*$|GW9  
]f]<4HD=i  
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 mxb06u _  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: n}s~+USZX  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 3Tn)Z1o  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 5 H#W[^s"  
最后的布局是: \rVQQ|l   
                Add 7' S@3   
              /   \ =)hVn  
            Divide   5 p7:{^  
            /   \ AfG/JWSo}  
          _1     3 qc#)!   
似乎一切都解决了?不。 1sP dz L  
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。 b T 2a40ul  
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。 nFe%vu8a  
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: %,hV[[@.  
aR,}W\6M  
template < typename Right > cBo{/Tn:  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const }K8/-d6  
Right & rt) const wvrrMGU)a  
  { 7\ nf:.  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  JHf  
} *D'$"@w3  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 e^ lWR]v  
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。 c)@>zto#  
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。 c5|:,wkx  
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。 0\2\*I}?  
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。 K \vSB~{ [  
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? ['%69dPh  
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: xoOJauSX1  
- Ij&  
template < class Action > ~EK'&Y"1  
class picker : public Action hDV20&hq  
  { 191&_*Xb  
public : PQ@L+],C  
picker( const Action & act) : Action(act) {} :SxW.?[%u  
  // all the operator overloaded ;/j= Ny{9  
} ; p-+K4  
8EVgoJ.  
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。 "_2Ng<2  
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:  :ujCr.  
TNQP" 9[?  
template < typename Right > Jv.U Q  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const #z1H8CFL"  
  { 5MzFUv0)  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); uUKcB:  
} V 21njRS  
YDGS}~m~Q  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ={hX}"*D  
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。 JoSJH35=:  
OLI$1d_  
template < typename T >   struct picker_maker eHDef  
  { hK<5KZ/4  
typedef picker < constant_t < T >   > result; QJ|ap4r  
} ; e)E$}4  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > J<Pw+6B~  
  { L.]$6Q0  
typedef picker < T > result; &sF^Fgg{  
} ; r!,}Z=cGe  
t'm;:J1  
下面总的结构就有了: Gn;@{x6  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 &CwFdx:Ff  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 r=c<--_@  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 M`6y@<  
至此链式操作完美实现。 h5yzwj:C?  
:UJa&$)  
wCk~CkC?  
七. 问题3 y*MF&mQ[  
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。 f@co<iA  
%p X6QRt?  
template < typename T1, typename T2 > gNGr!3*)w  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g R nOd  
  { \p%3vRwS%p  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); sZ?mP;Q  
} @,XSs  
2 1PFR:lP7  
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: ![f ![l  
~n}k\s~|4  
template < typename T1, typename T2 > +{]xtQB=,{  
struct result_2 H~ u[3LQz  
  { 6=N`wi  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; WL{(Ob  
} ; US  
CkswJ:z)sc  
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? .G o{1[  
这个差事就留给了holder自己。 F7")]q3I~  
    ; O<9|?  
pStk/te,XK  
template < int Order > h~wi6^{&Y  
class holder; 5{$LsL  
template <> OxGE%R,  
class holder < 1 > e6_ZjrQf  
  { n&A'C\  
public : ^T~gEv  
template < typename T > CIVnCy z  
  struct result_1 ?uMQP NYs  
  { {D g_?._d  
  typedef T & result; HHjt/gc}`  
} ; l1]p'Liuu  
template < typename T1, typename T2 >  s}onsC  
  struct result_2 `<[6YH_  
  { z6py"J@  
  typedef T1 & result; /.M+fr S  
} ; <W]g2>9o9  
template < typename T > ]; %0qb  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -)vEWn$3<  
  { jgS%1/&  
  return (T & )r; ]59i>  
} c]B$i*t  
template < typename T1, typename T2 > -YD+(c`l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const lO:. OZu  
  { jp' K%P  
  return (T1 & )r1;  lWm'  
} 5'a3huRtV  
} ; b3YO!cJ  
|y<),j6  
template <> 5d@t7[]  
class holder < 2 > ()sTb>L  
  { m?HZ;  
public : m5G\}8|  
template < typename T > 2 &Nb  
  struct result_1 =uDgzdDyE  
  { <}6{{&mT4  
  typedef T & result; Jgu94.;5  
} ; -CH`>  
template < typename T1, typename T2 > n41@iK2l  
  struct result_2 wW?,;B'74  
  { XBQ\_2>  
  typedef T2 & result; 20rkKFk*  
} ; {G*A.$-d  
template < typename T > ceGa([#!\_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e4FM} z[  
  { 1y^K/.5-  
  return (T & )r; #y|V|nd  
} ?[x49Ux,P  
template < typename T1, typename T2 > ;V<iL?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const DP/J (>eG  
  { $hxN hI  
  return (T2 & )r2; >!6i3E^  
} )EyI0R]5  
} ; +jC*'7p@  
OdI\B   
Hx$c N  
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> >。 qz4^{  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: CXtU"X  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: "!K'A7.^  
r3rxC&  
return l(i, j) = r(i, j); drwgjLC+  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 3\;27&~gV  
W(fr<<hL  
  return ( int & )i; l8K5k:XCU3  
  return ( int & )j; 27ckdyQx  
最后执行i = j; X}P$emr7  
可见,参数被正确的选择了。 >ds%].$-\  
0tk#Gs[  
V Cy5JH  
I &*_,d  
YJxw 'U >P  
八. 中期总结 h;lirvO|  
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: 0:KE@=  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e$c?}3E!z  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 (SVWdgb  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor -oz`"&%  
^BZkHAp  
bU 63X={  
0^'B3$>  
0i[zup  
\bCX=E-  
九. 简化 8 6QE /M  
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。 :"0J=>PH:  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 b{DiM098  
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: PC c|}*b  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 =G~~?>=@2  
  +-*/&|^等 !A8^Xmz"  
2. 返回引用。 -G &_^"=R  
  =,各种复合赋值等 HEqWoV]{d  
3. 返回固定类型。 K7I&sS^x  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 04!(okubyp  
4. 原样返回。 7:=5"ScV  
  operator, O$`UCq  
5. 返回解引用的类型。 l6[lJ0Y  
  operator*(单目) \F,DA"K_  
6. 返回地址。 }W)=@t  
  operator&(单目) H]<]^Zmjy  
7. 下表访问返回类型。 (UNtRz'=;  
  operator[] B6Ej{q^k,  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ~fz[x9\  
  operator<<和operator>> $N$ FtpB  
1-I Swd'u  
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。 *5%*|>  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: D}Ilyk_uUw  
F="z]C;u  
template < typename Left > V%HS\<$h  
struct value_return  'k&?DZ!  
  {  V[pvJ(  
template < typename T > C-P06Q]  
  struct result_1 c.H?4j7ga  
  { PBks` |+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; LE?u`i,e=+  
} ; !a1i Un9  
VS?@y/\In  
template < typename T1, typename T2 > 5CJZw3q  
  struct result_2 p@&R0>6j  
  { BX;5wKfA  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 2^exL h  
} ; &A!KJ.  
} ; BH0!6Oq  
SP 2 8  
e{G_GycH  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait PX".Km p.  
ApPy]IdwX  
下面我们来剥离functor中的operator() go)p%}s  
首先operator里面的代码全是下面的形式: U6 82 Th  
?SY<~i<K-  
return l(t) op r(t) 71B3a  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) E(+T*  
return op l(t) )&W|QH=AI  
return op l(t1, t2)  e/e0d<(1  
return l(t) op !^U6Z@&/R  
return l(t1, t2) op 7INk_2  
return l(t)[r(t)] >3;^l/2c  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ](r ^.k,R  
OsW"CF2  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: TW`mxj_J2  
单目: return f(l(t), r(t)); g jG2  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); mp `PE=  
双目: return f(l(t)); O{KB0"s>i  
return f(l(t1, t2)); D#sf i,O  
下面就是f的实现,以operator/为例 1q~LA[6  
!"4w&bQ  
struct meta_divide snk$^  
  { $CtCOwKZ  
template < typename T1, typename T2 > GCE!$W  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?)A2Kw>2  
  { `]2@ _wa  
  return t1 / t2; _^uc 0=  
} ]H2R  
} ; p?rK`$U+J  
;?6>mh(`  
这个工作可以让宏来做: H$!-f>Rxa  
'ND36jHcRD  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ FuP}Kec  
template < typename T1, typename T2 > \ m% bE-#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; jOv"<  
以后可以直接用 ;R1B9-,  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 5 Rz/Ri\c=  
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 <A~GW 'HB  
(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。。。) ZL91m`r  
C@@$"}%v2  
AF#_nK) @  
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 (:?&G9k "  
D?u`  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > o<4D=.g7D  
class unary_op : public Rettype y/4ny,s"  
  { WEa>)@  
    Left l; (-(*XNC  
public : H/i<_LP  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} <Ry $7t,  
u7k|7e=xk  
template < typename T > Jirct,k  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F/<qE!(  
      { GAU!_M5N  
      return FuncType::execute(l(t)); yKDZ+3xK]  
    } sMi{"`37  
$v&C@l \  
    template < typename T1, typename T2 > |QYZRz  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R`He^  
      { _@prmSc  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); /_OOPt=G  
    } R#0{Wg0O)  
} ; npj/7nZj  
>~&(P_<b  
xYT}>#[  
同样还可以申明一个binary_op 3_J>y  
+Jw{qQR/*  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > i| xt f  
class binary_op : public Rettype P0#`anUr1  
  { ;QidDi_s>  
    Left l; IxP^i{/1?  
Right r; v' 0!=r  
public : <|JU(B  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uu3M{*}  
i`~~+6`J  
template < typename T > + zDc  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  4Iq5+Q  
      { VG\mo?G  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); " Z;uu)NE  
    } LVmY=d>  
N*1  
    template < typename T1, typename T2 > [a NhP;<  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~u2w`H?V  
      { {5 Kz'FT  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7:kCb[ji"  
    } ;Vo mFp L  
} ; 6h@+?{F.  
hNVMz`r  
=~",/I?  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 6H6Law!)  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ^f0(aYWx  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 86{ZFtv  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 `$Kes;[X  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! _FFv#R*4  
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。。。 -$ali[  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ! OfO:L7-  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) paYz[Xq  
下面是修改过的unary_op ^?sSx!:bZ  
V g6S/-  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > !=knppY  
class unary_op @SQceQfB  
  { R_9 o!s TZ  
Left l; =SL^>HS.fo  
  S| "TP\o  
public : 9F)W19i.  
h/9Sg*k  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} zi_[ V@Es/  
w< mqe0  
template < typename T > VwC4QK,d;  
  struct result_1 fr]Hc+7  
  { UhBz<>i;!  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 'v+96b/;  
} ; /=- h:0{M  
8'% +G  
template < typename T1, typename T2 > 'rh\CA/}D  
  struct result_2 m>O2t-  
  { ZZwBOGVU  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; T"B8;|  
} ; sOC| B  
bx]1 4}6  
template < typename T1, typename T2 > \aB&{`iG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G "c/a8  
  { R{ 4u|A?9  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); T#/11M$uQ  
} AD,@,|A  
4NI ' (#l  
template < typename T > (Y>U6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ) _ #T c  
  { |/t K-c6J  
  return OpClass::execute(lt(t)); JQr36U  
} >["Kd.ye  
"|\94  
} ; 3} l;  
z(r" JNO@  
]svw CPu C  
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 {YfYIt=.  
好啦,现在才真正完美了。 DSTx#*  
现在在picker里面就可以这么添加了: !Am =v=>  
nT)~w s  
template < typename Right > BHIM'24bp  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 8@Q"YA 3d+  
  { 7V |"~%  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); o` 2 5  
} np= J:v4  
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。 %"{?[!C ?  
VJGwd`qo*A  
mxZ4 HD{  
J ( =4  
&4[<F"W>47  
十. bind `c>A >c|  
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。 Aw5K3@Ltz  
先来分析一下一段例子 QZz&1n  
nWd:>Ur  
"NlRSc#  
int foo( int x, int y) { return x - y;} $F<%Jl7_Z  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 f)qPFM]%z  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 zab w!@]  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 %jpH:-8'2  
我们来写个简单的。 %OTQRe:  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: yM W'-\  
对于函数对象类的版本: =:kiSrBS3t  
*:k~g].Iz  
template < typename Func > D_zcOq9  
struct functor_trait ;Kt'Sit  
  { xMLrLXy  
typedef typename Func::result_type result_type; bW} b<(y  
} ; ya;@<b  
对于无参数函数的版本: "hJ7 Vv_  
{P,>Q4N  
template < typename Ret > aS2a_!f  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 6Uch 0xha!  
  { iz,]%<_PE  
typedef Ret result_type; T,A!5V>cX  
} ; o$*bm6o  
对于单参数函数的版本: Au~+Zz|mQ  
A3m{jbh  
template < typename Ret, typename V1 > q|?`Gsr  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 8|fLe\"  
  { &9S8al 8"  
typedef Ret result_type; *1%e%G  
} ; @#'yPV1  
对于双参数函数的版本: z&\Il#'\m+  
uv?8V@x2  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > x;<oaT$X  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <|ka{=T  
  { 721{Ga4~S  
typedef Ret result_type; v/QEu^C  
} ; dw@TbJ  
等等。。。 [P(rY  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -9hp+0 <  
oNh68ON:c  
template < typename Func > 7uWJ6Wk  
struct func_return  zjZ;xn  
  { " 6 uTo0  
template < typename T > ee4KMS  
  struct result_1 nNkyOaK*4  
  { @'6S[zU  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; b\<lNE!L  
} ; y8Ei=[  
`NYF?%  
template < typename T1, typename T2 > 7Y$4MMNQ  
  struct result_2 u<BHf@AI  
  { ^p{A!I!  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =ip~J<sw&  
} ; liBAJx  
} ; HQ ELK  
Q"x`+?!  
v4nv Z6  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 0(Yh~{   
oAIY=z  
template < typename Func, typename aPicker > )*q7pO\cty  
class binder_1 &<\4q  
  { IBn'iE[>  
Func fn; TyxU6<>4J4  
aPicker pk; 9;;]q?*  
public : &;SwLDF"1  
]<&B BQ  
template < typename T > @]?? +f}#  
  struct result_1 :mCw.Jz<h  
  { LZ=wz.'u  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; _stI?fz*4k  
} ; G_4K+ -K  
#"3[f@|e  
template < typename T1, typename T2 > T%;k%  
  struct result_2 ]{q- Y<{"  
  { A52LH,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; kMfc"JXF  
} ; dXf]G6  
AQJ|^'%  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4eDmLC"Y *  
= !I8vQ>  
template < typename T > %8rr*l5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e>ZbZy?  
  { [="g|/M)  
  return fn(pk(t)); W07-JHV%  
} AaCnTRG  
template < typename T1, typename T2 > : 9djMsd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &sr:\Qn X/  
  { y{&{=1#  
  return fn(pk(t1, t2)); |,M#8NOp:  
} T6/$pJl  
} ; S\yu%=h  
\S|VkPv  
|g: '')>[  
一目了然不是么? X-*KQ+ ?  
最后实现bind {Kq*5Aq8  
mTrI""Jsu;  
.>AFf9P  
template < typename Func, typename aPicker > Q+y-*1   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) x`j$9XN5  
  { e$p1Th*|]4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Sh~ 8jEk  
} JWUv H  
}QApeZd+q  
2个以上参数的bind可以同理实现。 !"o1ve`{  
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。 N>F2 c)rm  
On2Vf*G@|  
十一. phoenix n{qa]3  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "R\\\I7u  
^Yf)lV&[  
for_each(v.begin(), v.end(), dctA`W@:-  
( ~,M;+T}[r  
do_ Kc-A-P &Ry  
[ o%N0K   
  cout << _1 <<   " , " I49=ozPP  
] n41\y:CAo  
.while_( -- _1), {$u@6& B  
cout << var( " \n " ) gs`27Gih  
) m\}\RnZu  
); =oKPMmpCZ  
<Vr] 2mw  
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: lhIr]'?l  
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 c!(~BH3p  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 {8>_,z^P)  
那么我们就照着这个思路来实现吧: iBPdCp%]`  
bCY^.S-  
q)z1</B-  
template < typename Cond, typename Actor > t<EX#_i,  
class do_while /FNj|7s  
  { C7fi1~  
Cond cd; !kHyLEV  
Actor act; ,pGCgOG#}c  
public : u1pYlu9IW  
template < typename T > VW<" c 5|  
  struct result_1 NZw[.s>n  
  { J~yd]L>  
  typedef int result_type; *fuGVA  
} ; zM9).D H  
644hQW&W  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Do[ F+Y  
%8`1Li6g  
template < typename T > 0F;(_2V-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ui#1+p3G  
  {  S9ak '  
  do 9{]r+z:  
    { ay7+H7^|hZ  
  act(t); *{D:1S  
  } !tFU9Zt  
  while (cd(t)); V"Y Fu^L  
  return   0 ; |0vHy7CE  
} [#3Cg%V  
} ; ~:RDw<PWp  
mG8  
 qzU2H  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ;Cp/2A}Xx  
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。 [2H(yLwO  
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。 *v7& T  
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。 zf!\wY"`  
下面就是产生这个functor的类: o"+ &^  
WY. \<$7  
l.NkS   
template < typename Actor > o._#=7|(  
class do_while_actor 7+Jma!o  
  { 2M( PH]D  
Actor act; BoiIr[ (  
public : kvO`]>#;$?  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} %N_S/V0`  
c402pj  
template < typename Cond > oe_[h]Hgl  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5KPPZmO  
} ; ;(iUY/ h[h  
^$s~qQQ}B  
Iz$W3#hi  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 J'Mgj$T $  
最后,是那个do_ 5)zh@aJ@  
.]P;fCQmM  
&fNE9peQFa  
class do_while_invoker lt(-,md  
  { eJ)KE5%n#  
public : 9Nbg@5(  
template < typename Actor > TAXkfj  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const R7;rBEt8  
  { ,;ruH^  
  return do_while_actor < Actor > (act); BO\`m%8md  
} OaCj3d>  
} do_; DSG +TA"  
4;~lpty  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 2.L6]^N p(  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 dgqJ=+z 0y  
最后来说说怎么处理break和continue ^9V8M9  
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。 @aPu}Hi  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五