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
  • 7271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 rFcz 0  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 7 @\i5  
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, 8XVRRk  
5XT^K)'  
 Xcfd]29  
WBKf)A^S  
  class filler Bor_(eL^  
  { UDZ0ne0-  
public : y?cN  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} XFTqt]  
} ; [qY yr  
w\[l4|g `  
=LY`K#  
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: XR VZU~ZV  
U6|T<bsOl  
6wT ])84  
He8]Eb  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); RU#}!Kq  
,^n&Q'p3  
`3? HQ2n  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 *Dq ++  
7f3,czW  
Uufig)6  
6jm?d"9  
二. 战前分析 9%21Q>Y?b  
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。 A *:| d~  
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 |<3x`l-`  
n>,GmCo  
FS)# v  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); %R?WkG  
  /* --------------------------------------------- */ G2y1S/  
vector < int *> vp( 10 ); ,K@[+ R!  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); IP{$lC  
/* --------------------------------------------- */ WqM| nX  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); .>r3ZwrE'  
/* --------------------------------------------- */ /Q)I5sL@E  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9fs-|E[5  
  /* --------------------------------------------- */ "~.4z,ha  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); / ~".GZ&29  
/* --------------------------------------------- */ [\eVX`it  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); WB_BEh[>j  
nC[aEZ7  
}pf|GdL  
6&;GC<].(y  
看了之后,我们可以思考一些问题: 2[(~_VJ  
1._1, _2是什么? #^]vhnbN  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 w oIZFus  
2._1 = 1是在做什么? /TPtPq<7:#  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 cK\ u  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Iw.!*0$  
^>ir&$  
.hG*mXw>  
三. 动工 }6.@  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 'nM4t  
hQY`7m>L  
5rbb ,*  
))Z>$\<:  
template < typename T > $+n6V2^K)7  
class assignment Nc4;2~XwRp  
  { "9c=kqkX  
T value; }Md;=_TP  
public : @q>Hl`a  
assignment( const T & v) : value(v) {} (57!{[J  
template < typename T2 > 6YNL4HE?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } <>{m+=gA  
} ; w$9LcN  
9`N5$;NzY  
$fg@g7_:  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 'n-y*f  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment *n EkbI/  
UsFn!!+  
n}A!aC  
3Y2~HuM  
  class holder f4Y)GO<R]  
  { 'n,V*9  
public : T{3nIF  
template < typename T > ^O+(eA7E  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 1,;X4/*  
  { "t.` /4R2w  
  return assignment < T > (t); 9ZJ 8QH  
} -%yrs6  
} ; \_8wU' 7  
J>}J~[ap\J  
iI IXv  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 7:<w)Al!  
MHK|\Z&e7  
  static holder _1; E(PBV  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 gk%@& TB/  
\\FT.e6  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); R);Hd1G  
而不用手动写一个函数对象。 ZKrLp8l\  
_2!8,MX  
O9sEaVX  
w]0@V}}u$o  
四. 问题分析 PVo7Sy!'H  
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。 y'K2#Y~1e  
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。 K"0IWA  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。  m[B#k$  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 qcj {rG18  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 4KM-$h,4O  
u S1O-Q>  
五. 问题1:一致性 n:%4 SZn  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| GXtK3YAr  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 *5%vU|9b  
gw]%: WeH  
struct holder K($l>PB,y@  
  { UZyg_G6  
  // U)/.wa>  
  template < typename T > UTD_rQ  
T &   operator ()( const T & r) const m2j&0z  
  { kFn/dQ4|  
  return (T & )r; R~\R>\  
} dHc\M|HCC  
} ; }/cReX,so  
MiT0!6Pg  
这样的话assignment也必须相应改动: 0gd`W{YP  
(pxH<k=Ah  
template < typename Left, typename Right > PI9,*rOy  
class assignment q+?<cjVg  
  { 8xPt1Sotq[  
Left l; 0k]ApW  
Right r; 0q}i5%m7  
public : x-BU$bx5  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [,o:nry'a  
template < typename T2 > bA^uzE  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } )1s5vNVa  
} ; g#5R|| r  
Qs&;MW4q  
同时,holder的operator=也需要改动: pbH!u+DF  
R#T-o,m  
template < typename T > '`>%RZ]  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const (95|DCL  
  { )~ ( *q  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 8A>OQR  
} .shi?aWm  
}y(t')=9  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 n7[nl43  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Na0^csPm  
LV:L0D7y  
return l(rhs) = r; ;uBGB h<  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 V*vQNPe y  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: _.5{vGyxr  
gIB3DuUo  
template < typename Tp > Rl?1|$%  
class constant_t .?Eb{W)^br  
  { <ToS&  
  const Tp t; x3+ -wv  
public : E7X6RB b  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} =H{<}>W'  
template < typename T > ~74Sq'j9Wt  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const )D8op;Fn  
  { <LbLMV  
  return t; ,6^<Vg  
} be+-p  
} ; t&?jJ7 (&8  
/~,*DH$)  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 MCE@EFD`\  
下面就可以修改holder的operator=了 !tq]kKJ3:  
EyK!'9~a  
template < typename T > F_@B ` ,  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const oCT,v0+4O  
  {  a*p|Ij  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); A$2 ;Bf  
} \uZpAV)5  
=M1}HF,7>l  
同时也要修改assignment的operator() h8/tKyr8(  
6,q0F*q  
template < typename T2 > L?ZSfm2<  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } aE0R{yupZ  
现在代码看起来就很一致了。 :!Ci#[g  
xP\s^]e  
六. 问题2:链式操作 3EYEd39E  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 uO4 LD}A  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 @|A!?}  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 zY/Oh9`=v  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 %oiF} >  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q 4Pv\YO  
p&I>xu8fl  
template < typename T > !SuflGx,q  
struct result_1 8Yc-3ozH  
  { M4Cb(QAVP  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; w6Gez~ 8  
} ; H!Gw@u]E  
< }K9 50  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 4L>8RiiQE;  
YWU@e[  
template < typename T > UXji$|ET6  
struct   ref #pZeGI|'J  
  { "]jN'N(.  
typedef T & reference; g@ J F  
} ; 6n/=n%US  
template < typename T > G-i2#S   
struct   ref < T &> XOX$uLm  
  { Kz b-a$  
typedef T & reference; BcQUD?LC`  
} ; 2MB>NM<xO  
O-[YU%K3?  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: xJw" 8V<  
Yt*NIwWr  
template < typename T > V=fu[#<@Ig  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const <mP_K^9c  
  { ,eTdQI;   
  return l(t) = r(t); pS-o*!\C.  
} \>4>sCC  
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。 8\E=p+C  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 8Y%  
BO}IN#  
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 }+lK'6  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: auIW>0?}  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 E9k%:&]vd  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Xgh%2 ;:  
最后的布局是: >=rniHs=?7  
                Add m.6uLaD"!}  
              /   \ B^M L}$  
            Divide   5 !p ~.Y+  
            /   \ g<~ODMCO?W  
          _1     3 StR)O))I  
似乎一切都解决了?不。 wmK;0 )|H  
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。 +R$;LtR  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 rx]Q,;"  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: 3bLOT#t  
6_8yQ  
template < typename Right > X`Lv}6}xT  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {>64-bU  
Right & rt) const _;BNWH  
  { e?XGv0^qu  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~6u|@pnI  
} (.z0.0W  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 !}`[s2ji  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 bQ?Vh@j(M  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 nJgN2Z  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 &B+_#V=X@  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 pxbuZ9w2Q  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ,o `tRh<  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: Q[!?SSX%  
P$O@G$n  
template < class Action > INCanE`+  
class picker : public Action H11@ DQ6  
  { 2*-qEUl1  
public : j9%vw.3b  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Vn^8nS  
  // all the operator overloaded C-Y7n5  
} ; B(wi+;  
ye {y[$#3  
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。 dDYor-g>  
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: {v3@g[:|  
wxG*mOw  
template < typename Right > ccW{88II7w  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "LZv\c~v,%  
  { @a]`C $ 6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); rG B*a8  
} T< <N U"n  
;[,#VtD  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > iqTmgE-  
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。 x}7Xd P.2$  
*u34~v16,  
template < typename T >   struct picker_maker )B^T7{  
  { ,ce$y4%(  
typedef picker < constant_t < T >   > result; S.fb[gI]  
} ; aXD|XE%  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ]"vpCL  
  { `b5pa`\4  
typedef picker < T > result; =co6.Il  
} ; QJH~YV\%  
@%As>X<3t  
下面总的结构就有了: T "t%>g  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 #|}EPD9$  
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。 A@G%*\UZ  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 z`y^o*qc]  
至此链式操作完美实现。 n\4sNoFI  
oSs~*mf  
k`,>52  
七. 问题3 WNV}@  
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。 h\OMWJ~  
hQbz}x  
template < typename T1, typename T2 > #6Fc-ysk:  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +zsB~Vz  
  { P?YcZAJT*  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ,tHV H7[  
} 2xpI|+ a%  
hW-?j&yJ?  
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: 0\yA6`}!  
N/N~>7f  
template < typename T1, typename T2 > ,CQg6- [  
struct result_2 b*"%E, ?  
  { .OSFLY#[?  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; :^992]EBEj  
} ; xU;;@9X  
]*vv=@"`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? X< p KAO\  
这个差事就留给了holder自己。 uBfSS\SX|  
    4:Id8r zz  
'/QS sZR  
template < int Order > YS+|n%?  
class holder; qO}Q4a+  
template <> 0}I aWd^4  
class holder < 1 > <e@+w6Kp'7  
  { )TzQ8YpO}  
public : MI\35~JAN  
template < typename T > j )b[7%  
  struct result_1 swLrp 74  
  { NNP ut$.  
  typedef T & result; 6_kv~`"tZ  
} ; ?_nbaFQK3  
template < typename T1, typename T2 > ;HoBLxb P  
  struct result_2 /m CE=  
  { ~"nF$DB  
  typedef T1 & result; ?n(OH~@$i  
} ; 3  G_0DS  
template < typename T > q1?}G5a ?  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const fv/Nf"  
  { ^c|_%/  
  return (T & )r; cogIkB&Ju  
} Dbl+izF3  
template < typename T1, typename T2 > }ej>uZVe<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const  HvzXAd  
  { ]+A%3 7  
  return (T1 & )r1; cK.z&y0]  
} @A'@%Zv-  
} ; 6W[~@~D=  
dJ>~  
template <> F<TIZ^gFP  
class holder < 2 > 1V.oR`&2E  
  { Yhte&,D"  
public : z"P/Geb:O  
template < typename T > yQ0:M/r;0  
  struct result_1 L Iz<fB  
  { ir|c<~_=  
  typedef T & result; gVNoC-n)  
} ; -nXlW  
template < typename T1, typename T2 > {B-*w%}HU  
  struct result_2 # /Bg5:  
  { 2Gh&h(  
  typedef T2 & result; $b(CN+#  
} ; T~L&c  
template < typename T > RdBIbm  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const _\na9T~g  
  { +z 4E:v  
  return (T & )r; S5V:HRj{?  
} +PS jBO4!  
template < typename T1, typename T2 > T'{9!By,P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const YjH~8==  
  { @VPmr}p:{  
  return (T2 & )r2; V';l H2  
} h+ud[atk.  
} ; 0` .5gxm  
v& bG`\!  
n*Uk<_WA  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 ;tSA Q  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: hJsP;y:@Lm  
首先 assignment::operator(int, int)被调用:  +IO>%  
J\P6  
return l(i, j) = r(i, j); em'ADRxG+  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) K{{_qFj@<y  
U (#JC(E-#  
  return ( int & )i; 4hODpIF  
  return ( int & )j; P#7=h:.522  
最后执行i = j; H>A6VDu  
可见,参数被正确的选择了。 I}m20|vv  
r *]pL<  
;0Pv49q  
N -]/MB 8  
A4cOnG,  
八. 中期总结 fjVy;qJ32S  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 8'HS$J;C  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 "J`&"_CyZ  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 7oW Mjw\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor -~|{q)!F  
JD~;.3$/k  
(XQuRL<X  
*Ud(HMTe  
{VL@U$'oI  
S k~"-HL|  
九. 简化 {PcJuRTHB  
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。 1(Ta*"(0Ip  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 [YfoQ1  
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: $Sgf jm  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 0(D^NtB7  
  +-*/&|^等 q8 ?kBKP  
2. 返回引用。 ^,acU\}VqP  
  =,各种复合赋值等 6(Pan%  
3. 返回固定类型。 rNii,_  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) S3E,0%yo+)  
4. 原样返回。 3}0\W.jH  
  operator, UJ)pae  
5. 返回解引用的类型。 qW0:q.   
  operator*(单目) fkBL`[v)4  
6. 返回地址。 " B#|C'   
  operator&(单目) 2Wz8E2.  
7. 下表访问返回类型。 CWn\K R  
  operator[] N1c=cZDV  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0 =j }`  
  operator<<和operator>> 1cLtTE  
cqS :Zq  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 dAh.I3  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2 |s ohF  
mL{P4a 1xf  
template < typename Left > 9-KhJq%  
struct value_return `@~e<s`j  
  { EKwQ$?I  
template < typename T > OSgJj MQ  
  struct result_1 K}~$h,n  
  { 9%/hoA)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; "|SMRc  
} ; m&UP@hUV-  
liKlc]oM  
template < typename T1, typename T2 > N:1aDr;  
  struct result_2 2Je $SE8  
  { Bt+^H6cb  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; BG>Y[u\N  
} ; @I _cwUO  
} ; :xh{SsW@  
WRh5v8Wz0  
V]=22Cxi'~  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait SepjF  
{f/qI`  
下面我们来剥离functor中的operator() 3[YG BM(  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Hq3|>OqC2Q  
zC?' Qiuh*  
return l(t) op r(t) *;7y5ZJ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) yk+ 50/L  
return op l(t) B VBn.ut  
return op l(t1, t2) &OMlW _FHR  
return l(t) op `zd,^.i5~  
return l(t1, t2) op *FS8]!Qg  
return l(t)[r(t)] fqNh\~kja  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] H|9t5   
cG|fau<G  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: pu-HEv}]a|  
单目: return f(l(t), r(t)); -;""l{  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Ss3p6%V/  
双目: return f(l(t)); "F F$Q#)  
return f(l(t1, t2)); Ox3=1M0  
下面就是f的实现,以operator/为例 m4:c$5  
xL}i9ozZ  
struct meta_divide aukcO ;oG<  
  { TCr4-"`r-{  
template < typename T1, typename T2 > #mxOwvJ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) &D, Iwq  
  { xc^@"  
  return t1 / t2; qBA)5Sv\V  
} ~Y 6'sM|  
} ; L2}\Ah"[  
 Nx}nOm  
这个工作可以让宏来做: uP~,]ci7  
Od1\$\4Z  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Fmk:[h Mw  
template < typename T1, typename T2 > \ qeZG/\,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; $?= $F  
以后可以直接用 %hB-$nE  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) lriezI  
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 rQ*+ <`R}  
(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。。。) Q*DT" W/0  
Z@~gN5@,M  
 H.5 6  
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 ,Py\Cp=Dw  
|G j.E  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _c5@)I~  
class unary_op : public Rettype B=SA +{o  
  { OC! {8MR  
    Left l; b 74 !Zw  
public : TWP@\ BQ  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} hf`y_H+\7  
,NO[Piok  
template < typename T > #MC#K{Xd  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %bcf% 7  
      { 2&hv6Y1  
      return FuncType::execute(l(t)); pY&6p~\p  
    } x[ A|@\Z  
b8!oZ~ K  
    template < typename T1, typename T2 > AD;m[u7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '5}hm1,  
      { g *5_m(H  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 3M#x)cW  
    } }T_"Vg q  
} ; P| NGAd  
l;-2hZ  
1^_W[+<S/  
同样还可以申明一个binary_op ]& D dy&V  
2Z; !N37U  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %_ew{ff|  
class binary_op : public Rettype FH</[7f;@N  
  { =CzGI|pb  
    Left l; 9>{fsy  
Right r; uh\G6s!4/  
public : >VhZv75  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} S{llpp{E  
+149 o2  
template < typename T > ?;#Q3Y+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;X}2S!7Ko  
      { NG3?OAQTw  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); a>C;HO  
    } ) [eTZg  
Le83[E*i  
    template < typename T1, typename T2 > dPO"8HQ  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A":=-$)  
      { X$xf@|<a  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); KXZ G42w  
    } (YJ2- X~  
} ; L1_O!EQ  
I484c R2.  
!- [ ZQ  
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 a<*+rGI  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 #@nPB.  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) aP(~l_  
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。 0~<?*{~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 46M=R-7=  
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。。。 {^ BZ#)m|  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 xTk6q*NvT^  
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) b73}|4v  
下面是修改过的unary_op =ZS Yg K  
mR2"dq;U  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ZYB5s~;eB"  
class unary_op 2cu2S"r  
  { LQqba4$  
Left l; .WeSU0XG  
   8\nka5  
public : },<Y \  
Vh01y f  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} `4ga~Ch  
5k=04=Iyh#  
template < typename T > -~sW@u)O  
  struct result_1 T&1-gswr:  
  { ?&6|imPE  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; dM,{:eID  
} ; Lcg1X3$G  
WCaMPz  
template < typename T1, typename T2 > o8g] ho  
  struct result_2 zWN]#W`  
  { Hl}m*9<9us  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7u1o>a %9  
} ; )MV `'i  
TJcHqzcUc  
template < typename T1, typename T2 > u3cg&lEgT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;Srzka2  
  { +CQIm!Sp  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 0p,_?3nX  
} t|&hXh{  
o`~,+6] D  
template < typename T > _0&U'/cs  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I]#x0?D  
  { R{B5{~m>W@  
  return OpClass::execute(lt(t)); %~dn5t ;  
} us#ji i.<  
+>tSO!}[  
} ; !( _qM  
UHI<8o9  
6m9\0)R  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug M VE:JNm  
好啦,现在才真正完美了。 +D h?MQt?  
现在在picker里面就可以这么添加了: Qoz4(~I  
'Urx83  
template < typename Right > Q2gz\N  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const @Y%i`}T%(  
  { b\SB  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); UE/iq\a>  
} Jk`0yJi$q  
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。 %8KbVjn  
m4c2WY6k  
YQ-V^e6  
"6WE6zq   
}vX 1@n7T6  
十. bind 2 o5u02x  
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。 g|{Ru  
先来分析一下一段例子 0[-@<w ^j  
ZGS4P0$  
E`q)vk   
int foo( int x, int y) { return x - y;} E7U.>8C  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 qD(dAU  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 J'yiVneMw  
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。 ^B'N\[  
我们来写个简单的。 XNkZ^3mq  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ]L!:/k,=S  
对于函数对象类的版本: Gr|102  
_lZWy$rm%  
template < typename Func > ej]>*n  
struct functor_trait 8sU}[HH*1  
  { 9{R88f?;  
typedef typename Func::result_type result_type; A~ wVY  
} ; Vdb X4^V  
对于无参数函数的版本: M~djX} #\  
]]V| ]}<)m  
template < typename Ret > '+\.&'A  
struct functor_trait < Ret ( * )() > <w0$0ku  
  { WTj,9  
typedef Ret result_type; zy@ nBi^  
} ; tQ(gB_  
对于单参数函数的版本: Kw&t\},8@  
9Z.W R-}  
template < typename Ret, typename V1 > +r 8/\'u-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Jrw R:_+|  
  { S!.H _=z%p  
typedef Ret result_type; f/%Q MhM:  
} ; 52z{   
对于双参数函数的版本: 2!g7F`/B  
S,^)\=v  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > )\fLS d  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > VK]sK e  
  { OVU+V 0w1a  
typedef Ret result_type; y[I)hSD=  
} ; Zf8_ko;|:-  
等等。。。 4Y4QR[>IU3  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy "'*w_H0  
(2p<I)t  
template < typename Func > |lVoL.Z,0  
struct func_return u%I |os]  
  { PuGc{kt  
template < typename T > #^eXnhj9  
  struct result_1 PNhxF C.  
  { "P@oO,.  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; YuKg|<WO  
} ; b*W01ist  
HMPb%'U~  
template < typename T1, typename T2 > eeu;A, @U  
  struct result_2 !OL[1_-4|K  
  { kNrN72qg  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (bo-JOOdY(  
} ; t p<wMrq<  
} ; %e%VHHO|  
ERz{, >G?  
Uy5G,!  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 0mi$_Ld+  
6Us*zKgW  
template < typename Func, typename aPicker > vG'I|OWg  
class binder_1 ~3,k8C"pRq  
  { 8\B]!  
Func fn; =&"x6F.`  
aPicker pk; l[u=_uaYl  
public : &$8YW]1M  
\zx$]|AQ  
template < typename T > 4"~l^yK  
  struct result_1 : oO ?A  
  { iTIYq0u|#R  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; }(/\vTn*1  
} ; ^SC2k LI  
t5;)<N`  
template < typename T1, typename T2 > L. DD  
  struct result_2 <tto8Y j  
  { 20?@t.aMp  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,4H/>yPw  
} ; B&>z&!}  
gnN"6r1  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} EaKbG>  
E_-QGE/1  
template < typename T > IaT\ymm`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ToX--w4  
  { PWk\#dJN&  
  return fn(pk(t)); C2C 1 @=w  
} 2Og<e|  
template < typename T1, typename T2 > gfJHB3@  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A~({vb'  
  { W5,&*mo  
  return fn(pk(t1, t2)); <S3s==Cg  
} 'Y0h w  
} ; lc\{47LwZ  
B *%ey?  
PUmgcMt  
一目了然不是么? V{UY_ e8W  
最后实现bind K5!OvqzG  
M $f6. j  
L7]o^p{g}Q  
template < typename Func, typename aPicker > i>O8q%BnJ  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 4W#DLip9  
  { >&ENrvaJ  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?Wc+ J4  
} 9yz@hdG  
/@B2-.w  
2个以上参数的bind可以同理实现。 BbiyyRa  
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。 G*_qqb{B  
 S~bhh&  
十一. phoenix bYO['ORr @  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: UA|\D]xe  
)-0+O=v  
for_each(v.begin(), v.end(), 67XUhnE  
( ?) T@qn+  
do_ 6_:I~TTX  
[ W1521:  
  cout << _1 <<   " , " 5mS/,fs@  
] a@J/[$5  
.while_( -- _1), CF 3V)3}  
cout << var( " \n " ) H32o7]lT  
) \t 5_V)P  
); KY}H-  
hw.>HT|.N  
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: 8 /%{xB^  
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 U>OAtiq JX  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 684|Uuf7  
那么我们就照着这个思路来实现吧: J ?EDz,  
Bgn%d4W;G  
8N+T=c  
template < typename Cond, typename Actor > no W]E}nN  
class do_while 0ckmHv  
  { hNhEA $X5  
Cond cd; YYT#{>&  
Actor act; eWN g?*/  
public : {z\K!=X/  
template < typename T > ];lZ:gT  
  struct result_1 C<3<,~gI  
  { Q4hY\\Hi  
  typedef int result_type; 6M. |W;  
} ; Mm(#N/  
-- FzRO{D  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 7F6 B  
\PUJD,9H  
template < typename T > $XTtDUP@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const m./PRV1$x  
  { 3F@P$4!#l  
  do 8*@{}O##  
    { PCHspe9!y  
  act(t); `:;q4zij;  
  } Y*PfU +y~  
  while (cd(t)); 9$Z0mzk  
  return   0 ; KMz!4N  
} XC)9aC@s  
} ; i/%l B  
<JH,B91  
jT =|!,Pn  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). iGu%_-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。 flo$[]`.7  
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。 w\YS5!P,V  
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。 Xs2 jR14`  
下面就是产生这个functor的类: ]5c(:T F  
jt on\9  
U`i5B;k}-  
template < typename Actor > 26rg-?;V^  
class do_while_actor !43 !JfD  
  { NBY|U{.g  
Actor act; Ly+UY.v"  
public : <3x%-m+p4  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Qk:Lo*!  
5M~{MdF|.  
template < typename Cond > 5b7(^T^K  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; {h7 vJ^  
} ; {:K_=IRZ  
L^ J|cgmNw  
q[a\a7U z  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 3- Kgz  
最后,是那个do_ ,G t!nm_  
phuiLW{&  
2!J#XzR0W  
class do_while_invoker sv% X8  
  { |l; Ot=C=  
public : 'K?h6?#  
template < typename Actor > {fR\yWkt?  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -[7+g  
  { })/P[^  
  return do_while_actor < Actor > (act); Cdz&'en^  
} iWf+wC|  
} do_; 0+FPAqX  
j#5a&Z  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? NZvgkci_(u  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 sN[}B{+  
最后来说说怎么处理break和continue ^Spu/55_  
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。 6VGY4j}:(  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八