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
  • 7594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 5z0Sns  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 2x<BU3  
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, 'S6zkwC]  
]2m=lt1  
C&Q[[k"kb  
lVT*Ev{&.  
  class filler 4ct-K)Ris  
  { !QwB8yK@  
public : <lFHmi$qt{  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} esTL3 l{[  
} ; t#P7'9Se8  
|.Vgk8oTl  
v];YC6shx  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 8i] S[$Fc  
(Z>?\iNJ  
} 9zi5 o8  
o=Z:0Ukl]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); *Hn=)q  
zqj|$YNC  
Fxa{ 9'99  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,|RKM  
JvXuN~fI{[  
poafGoH-Y  
E'{:HX  
二. 战前分析 @lDnD%vZ`  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 n>u_>2Ikkj  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 9<rs3 84  
]vf_4QW=  
OSO MFt  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); m&=Dy5  
  /* --------------------------------------------- */ Rp2h[_>  
vector < int *> vp( 10 ); GjwH C{  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 8g8eY pG  
/* --------------------------------------------- */ %TI3Eb  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); jX4$PfOhR  
/* --------------------------------------------- */ ^!^M Gzu  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); -sv%A7i  
  /* --------------------------------------------- */ r jn:E  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Caj H;K\  
/* --------------------------------------------- */ !4cCq_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Hx+r9w  
?a,#p  
6P@K]jy& n  
cu1!WD  
看了之后,我们可以思考一些问题: 8zMGpY#  
1._1, _2是什么? rEp\ld  
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。 C"n!mr{srt  
2._1 = 1是在做什么? O\Y*s  
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。 3. dSS  
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。 w|G7h=  
fPTLPcPP  
TqN@l\  
三. 动工 v @M6D}  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: }~LGq.H  
On O_7'4 t  
>.UEs 8QV  
DW,ERQ^  
template < typename T > {w3<dfJ  
class assignment J;XO1}9  
  { kJB:=iq/x$  
T value; .7 j#F  
public : uDG>m7(}/h  
assignment( const T & v) : value(v) {} Fp?M@  
template < typename T2 > #@YKNS[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Ge=6l0  
} ; U4dfO=  
*?Wz/OJ0  
MjQ>& fUK  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6miXaAA8  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment xr.;B`T0\'  
:KC]1_zqR  
x Y$x= )  
5hEA/G  
  class holder ,^ ,R .T  
  { m~=VUhPd  
public : "PTEt{qn  
template < typename T > 1Bs  t|  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const j/oc+ M^  
  { %Qj$@.*:  
  return assignment < T > (t); 8[@Y`j8  
} ~a  V5  
} ; zE8_3UC  
3s]o~I2x  
]srL>29_b  
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: 0ie)$fi  
Vq#0MY)2gS  
  static holder _1; a"4X7 D+  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 21<Sfsc$  
C+!=C{@7di  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Y[b08{/  
而不用手动写一个函数对象。 xv>8rW(Np5  
P;XA|`&  
kn$SG  
|2TH[J_a  
四. 问题分析 j."V>p8u$  
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。 &N7q 9t  
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。 Zd)LVc[  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ,*V%  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 4j+M<g  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?gAwMP(>  
=v|$dDz  
五. 问题1:一致性 +5O^{Ce6  
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?| $pPc}M[h  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 6C"${}S F`  
jN= !Q&^i[  
struct holder {LKW%G7  
  { GRj [2I7:  
  // ]n1#8T&<*z  
  template < typename T > 8:I-?z;S  
T &   operator ()( const T & r) const StNA(+rT  
  { &!:mL],  
  return (T & )r; 9. FXbNYg  
} Mf5*Wjz.Mc  
} ; 4Af7x6a;  
7/]Ra  
这样的话assignment也必须相应改动: }`0=\cKqn  
k;Qm%B  
template < typename Left, typename Right > b:O_PS5h  
class assignment \qW^AD(it<  
  { [70 _uq  
Left l; 5 <KBMCn  
Right r; b H5lLcdf  
public : u1'l4VgT  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Wxj(3lg/  
template < typename T2 > Wl&6T1A`"  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } jv29,46K  
} ; UY *Z`$  
ze8MFz'm  
同时,holder的operator=也需要改动: BUL<FTg  
@Z""|H"0  
template < typename T > g( "[wqgG  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ER!s  
  { jX$U)O  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 2S@Cj{R(  
} nYC S %\"  
E_D@ 7a  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 {^:i}4ZRl  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 T-s[na(/L  
`P|V&;}K  
return l(rhs) = r; 4e[ 0.2?  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 (L1O;~$  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /_(l :q^  
e9k$5ps  
template < typename Tp > S}/ZHo  
class constant_t Y)S f;  
  { QUXr#!rPY|  
  const Tp t; ?ODBW/{[G  
public : M@. 2b.  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ygV-Fv>PQ  
template < typename T > S[/D._5QD%  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const DoeE=X*`k  
  { <c(%xh46  
  return t; 1X&scVw  
} m aQDD*  
} ; rc{F17~vX  
]K5j(1EN  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 68qCY  
下面就可以修改holder的operator=了 V22Br#+  
f0{ tBD!%  
template < typename T > bC&xN@4  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const d$MewDW UN  
  { u]3VK  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); i#U_g:~wC  
} d\ 7OtM  
` gor  
同时也要修改assignment的operator() uF*tlaV6  
:G<~x8]k0  
template < typename T2 > VRv.H8^{  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } t<p4H^  
现在代码看起来就很一致了。 XPi5E"  
NQbgk+&wD  
六. 问题2:链式操作 G@dw5EfF9  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ]MMXpj,9h  
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。 RL"hAUs_1  
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。 )4 w 3$Q  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 90Z4saSUw  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct y8di-d3_  
}f] ~{^  
template < typename T > mL s>RR#b  
struct result_1 3SF J8  
  { 2 :^  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; f5CnJhE|)  
} ; <oTNo>U/k  
\T`iq[+6  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 4':U rJ+  
GmN~e*x>p  
template < typename T > m&6I@S2  
struct   ref `uqsYY`V  
  { HO8x:2m  
typedef T & reference; RjHKFB2  
} ; Z9I ?j1K|!  
template < typename T > .|J-(J<>[.  
struct   ref < T &> >D$NEO^  
  { 4g/Ly8  
typedef T & reference; lJ4&kF=t  
} ; B}ASZYpW>  
rgrsNr:1  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 9D& 22hL4  
V7Mp<x%  
template < typename T > 1d~cR  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const }zwHUf9q1  
  { MB(l*ju0  
  return l(t) = r(t); l$!g# ?w  
} oIY@xuj  
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。 ca!x{,Cvnj  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 naW!Mga  
TSYe ~)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 @{^6_n+gT%  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: rt!Uix&  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 vqBT^Q_q;  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 bQ_N^[oxQ  
最后的布局是: 'sAs#  
                Add k/#321Z  
              /   \ \kksZ4,  
            Divide   5 .:+&2#b  
            /   \ 9y&&6r<I  
          _1     3 #-FfyxQ8ai  
似乎一切都解决了?不。 E\=23[0  
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。 92D f.xI}  
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。 5Og=`T  
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: MF~Tr0tOC  
j[YO1q*  
template < typename Right > P}C;%KzA  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Mhj.3nN  
Right & rt) const km#Rh^  
  { oSqkAAGz\  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 79Si^n1\  
} K9N\E"6ZP  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 XnI)s^  
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。 095Z Z20  
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。 >c 5V VA8  
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。 IgU65p  
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。 xs3t~o3y  
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? ZzV%+n7<Vx  
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: B[6y2+6$0  
.6nNqGua1  
template < class Action > qHQ#^jH  
class picker : public Action = ^A/&[&31  
  { z>./lu\  
public : +oMe\wYR$r  
picker( const Action & act) : Action(act) {} LTc= D  
  // all the operator overloaded XDrNc!XN  
} ; 4^rO K  
J$Nc9 ?|ZZ  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 1K'.QRZMb9  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Oe*+pReSD  
`(7HFq<N  
template < typename Right > cu V}<3&  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 8HymkL&F  
  { 5PU$D`7it  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *~%# =o  
} h,C?%H+/0Q  
w st)O{4  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ir*T ,O 2J  
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。 H+ Y+8   
VY=c_Gl  
template < typename T >   struct picker_maker g<r'f"^  
  { F( Iq8DV  
typedef picker < constant_t < T >   > result; r% ]^(  
} ; 6~j.S "  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 27!9LU  
  { #=B~} _  
typedef picker < T > result; &7\q1X&Rr  
} ; #RwqEZ  
?u]%T]W  
下面总的结构就有了: Z#lZn!EbK  
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。 4-:TQp(  
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。 ` d[ja,  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 }6V` U9 ^g  
至此链式操作完美实现。 3bp'UEF^k  
oAgO 3x   
f}1R,N_fC  
七. 问题3 +u:Q+PkM  
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。 ,TAzJ  
`II/nv0jn  
template < typename T1, typename T2 > L:g!f  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $|yO mh  
  { ywRw i~  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); .(8sa8{N  
} V:w=h>z8  
-gpF%g`H  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: mnM!^[|z  
C4jq T  
template < typename T1, typename T2 > aI6fPQe  
struct result_2 ['SZe0  
  { okO^ /"  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; g0!{CW  
} ; Uxq9H  
cH!w;U b]  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? {)QSxO  
这个差事就留给了holder自己。 *MEDV1l_T  
    n"1LVJN7  
z5G$'  
template < int Order > clZ jb  
class holder; q! +?  
template <> C?3?<FDL  
class holder < 1 > [o=v"s't)  
  { ^sNj[%I R  
public : \666{.a  
template < typename T > j<LDJi>O  
  struct result_1 |\OG9{q  
  { 6^ ]Y])  
  typedef T & result; BQ ol>VRu  
} ; t6u01r{~`  
template < typename T1, typename T2 > xCOC5f5*@  
  struct result_2 CR-6}T   
  { QJaF6>m  
  typedef T1 & result; XD 8MF)$9  
} ; tp,e:4\ 8Q  
template < typename T > od7 [h5r  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |X6]#&g7  
  { VHJ-v!  
  return (T & )r; 3UIR^Rh+  
} gt9{u"o  
template < typename T1, typename T2 > luyU!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6Y|jK< n?H  
  { ",\,lqV  
  return (T1 & )r1; 4$+9Wv  
} +a%Vp!y  
} ; RQZ|:SvV  
F;mK)Q-  
template <> }?pY~f  
class holder < 2 > v}v! hs Q  
  { /\S1p3EW*  
public : 4&Uq\,nx  
template < typename T > AiT&:'<UT  
  struct result_1 3@r_t|j  
  { ]8|cV GMa  
  typedef T & result; eUyQSI4A  
} ; \k{UqU+s  
template < typename T1, typename T2 > e>Vr#a4  
  struct result_2 2[W1EQI  
  { TS9=A1J#  
  typedef T2 & result; i9.~cnk  
} ; h]rF2 B  
template < typename T > Gu-*@C:^&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0k?ph$  
  { QPf#y7_@u  
  return (T & )r; ic}M)S FD;  
} K0#kW \4`  
template < typename T1, typename T2 > a sDq(J`sQ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 'Jb6CR n  
  { MX%D %} N  
  return (T2 & )r2; %=:*yf>}  
} / -ebx~FX&  
} ; eGZX 6Q7m  
FF"6~  
. mDh9V5  
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> >。 _R!KHi  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?NZKu6  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: P&@:''  
Hnv{sND[  
return l(i, j) = r(i, j); 'sCj\N  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int)  q$$:<*Uy  
e>-a\g  
  return ( int & )i; X]J]7\4tF\  
  return ( int & )j; 7gR8Wr ^  
最后执行i = j; =(f+geA"hm  
可见,参数被正确的选择了。 'E2\e!U/  
=X(8 [ e  
"p43#  
'/^bO#G:  
4~Ptn/ g  
八. 中期总结 =qY!<DB[L  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: P=:mn>  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?=:wIMV  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。  =#N;ZG  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor <_HK@E<_HO  
gO*:< B g  
v$R+5_@[l  
FhZ^/= As  
i<N[sO  
_~aFzM  
九. 简化 I$K?,   
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 &TqY\l  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 $]4>;gTL'  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: }QszOi\fV1  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Yx21~:9}  
  +-*/&|^等 :"+/M{qz  
2. 返回引用。 %RE-_~GF  
  =,各种复合赋值等 wD}ojA&DU  
3. 返回固定类型。 gU7@}P  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ^goa$ uxU  
4. 原样返回。 bWN%dn$$M  
  operator, ,EyZ2`|  
5. 返回解引用的类型。 #rL%K3'  
  operator*(单目) KdT1Nb=  
6. 返回地址。 9o<}*L   
  operator&(单目) sd;J(<Ofh  
7. 下表访问返回类型。 cqzd9L6=  
  operator[] `6KTQk'  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;b=3iT-2"  
  operator<<和operator>> 8}/v[8p  
E5d?toZ,8"  
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。 *u$MqN  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: cd8~y  
tAfdbt  
template < typename Left > !`8WNY?K  
struct value_return #}50oWE  
  { K1rF;7Y6  
template < typename T > ;=IC.<Q<}  
  struct result_1 }cK<2J#  
  { -LF0%G  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; +u1meh3u  
} ; h_K(8{1  
,f`435R  
template < typename T1, typename T2 > k r0PL)$  
  struct result_2 #hEN4c[Ex  
  { W+ tI(JZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; vkdU6CZO  
} ; $dAQ'\f7  
} ; HC0q_%j  
aa8xo5tIp  
gxEa?QH  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait -!uut7Z|  
YNc] x>  
下面我们来剥离functor中的operator() MWv_BXQ  
首先operator里面的代码全是下面的形式: s#,~Zb=  
[h "*>J{  
return l(t) op r(t) d52l)8  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) VUXG%511T  
return op l(t) ,3_;JT"5  
return op l(t1, t2) R:zPU   
return l(t) op +NGjDa  
return l(t1, t2) op acuch  
return l(t)[r(t)] (pBOv:6  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %T]NM3|U  
IwC4fcZX6  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 0be1aY;m&  
单目: return f(l(t), r(t)); 8spoDb.S  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 2@``=0z  
双目: return f(l(t)); zzsQfI#  
return f(l(t1, t2)); v,Lv4)  
下面就是f的实现,以operator/为例 P-9[,3Zd  
3$Ew55  
struct meta_divide V[-4cu,Ph^  
  { ^06f\7A  
template < typename T1, typename T2 > w9I7pIIl  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) IYm~pXg^0  
  { W=T3sp V  
  return t1 / t2; c"OBm#  
} aC0[OmbG  
} ; s`* 'JM<  
k9j_#\E[  
这个工作可以让宏来做: `}:q@: %  
cstSLXD  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ,1'9l)zP  
template < typename T1, typename T2 > \ ;Ee!vqD2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; u.( WW(/N  
以后可以直接用 QFOmnbJg  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 5mB%Xh;bg  
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 ]>fAV(ix  
(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。。。) YUo{e=m|  
t3ua5xw  
uP<w rlW  
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 5urM,1SQ@  
wjk-$p  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > sS5 ]d8  
class unary_op : public Rettype Rk2V[R.`S  
  { |FZ)5  
    Left l; 74YMFI   
public : ;K<e]RI;?  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} F&US-ce:M  
fUQuEh5_  
template < typename T > q[4{Xh  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \F]X!#&+  
      { )(~s-x^\z@  
      return FuncType::execute(l(t)); c"BFkw  
    } m(QGP\Ya  
:0,q>w  
    template < typename T1, typename T2 > 7Iu^ l4=2  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hS]g^S==2h  
      { [r'PGx  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Y1a[HF^-  
    } ,bT|:T@ny  
} ; Rd6? ,  
J2cqnwUV  
Wz)O,X^  
同样还可以申明一个binary_op 0yW#).D^b  
n:JWu0,h  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > VU+`yQp  
class binary_op : public Rettype IXb]\ )  
  { } ).rD  
    Left l; mG4myQ?$  
Right r; XMb]&VvH  
public : :uhU<H<,f  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [.\uHt  
x`8rR;N!  
template < typename T > H..g2;D  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P3|_R HIb  
      { 4\'1j|nS[  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); pG?AwB~@n  
    } `N$:QWJ  
3nb&Z_/e  
    template < typename T1, typename T2 > VW^6qf/,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ConXP\M-  
      { ^VsX9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~!( (?8"  
    } +2%ih !  
} ; lSv?!2  
2E~WcB  
W.OcmA>x  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 5W/!o&x~7  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _`yd"0 Ux  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)  pME17 af  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 \l^L?69  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :^7P. lhK  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 e?W-vi%  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 '<N^u@tF7  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 4W7  
下面是修改过的unary_op ~`'!nzP5H  
`.3!  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > kO:|?}Koc  
class unary_op d-e6hI4b  
  { b-pZrnZ!  
Left l; '6l4MR$j&m  
  ^z&eD,  
public : -2NXQ+m ;  
{)j~5m.,/o  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} R`}C/'Ty  
7_Yxz$m  
template < typename T > X v[5)4N  
  struct result_1 6&8([J  
  { yuyI)ebC  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; GE;S5 X]X  
} ; H#pl&/+  
O <;Au|>*  
template < typename T1, typename T2 > kTQ.7mo/\'  
  struct result_2 P%?|V _m  
  { E(J@A'cX  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /.1c <!  
} ; Dqss/vwV  
on?<3eED  
template < typename T1, typename T2 > +/u)/ey  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E`#m0Q(8  
  { RLBeti>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); x*}41;j}C  
} +ZH-'l  
4to)ff  
template < typename T > 32y GIRV  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gDHgXD D_b  
  { 8K: RoR  
  return OpClass::execute(lt(t)); bI~ R6o  
} WZz8VF  
Cjh0 .{  
} ; a!UQ]prT  
)8`7i{F  
 y|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 W+HiH`Qb]  
好啦,现在才真正完美了。 )xJCH9h  
现在在picker里面就可以这么添加了: SU,S1C_q8  
gc~nT/lfK  
template < typename Right > Z) nB  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const +Sz%2 Q  
  { t8vR9]n  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); L=`QF'Im  
} *nb `DR  
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。 <2b&AF{En  
f uzz3#  
)`,||sQ  
f3,qDbQyJ  
>Z0F n  
十. bind xJCMxt2Y  
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。 X[' VZz7  
先来分析一下一段例子 E P1f6ps  
71euRIW'5  
gcS ?r :  
int foo( int x, int y) { return x - y;} x`7Ch3`4}  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1  |tK_Bn  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 9W^sq<tR  
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&q!uFP  
我们来写个简单的。 UB%Zq1D|t  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: }XmrfegF  
对于函数对象类的版本: Jo%`N#jG   
g.L~Z1-  
template < typename Func > ^\<nOzU?  
struct functor_trait -cDS+ *[  
  { X#;n Gq)5  
typedef typename Func::result_type result_type; ;Fo%R$y  
} ; UA>3,|gV1  
对于无参数函数的版本: GvAP  
^?+qNbK  
template < typename Ret > &xhwx>C`K  
struct functor_trait < Ret ( * )() > E6 g]EE  
  { ;_$Q~X  
typedef Ret result_type; m1pge4*  
} ; )FLDCer  
对于单参数函数的版本: PjwDth A1  
r4YiXss  
template < typename Ret, typename V1 > &Hz{   
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > n*gr(S  
  { RIC\f_Dv  
typedef Ret result_type; 6XP>qI,AJ  
} ; "0*yD[2  
对于双参数函数的版本: w!/\dqjv  
^$FNu~|K  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > I |PEC-(  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > vR"?XqgZ  
  { $7bLw)7  
typedef Ret result_type; W D/\f$4  
} ; 7pllzy  
等等。。。 s=S9y7i(R  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <v=$A]K  
vl`Qz"Xy  
template < typename Func > 9f(0 qa  
struct func_return DB~3(r?K  
  {  W8blHw"  
template < typename T > `}r)0,Z}3  
  struct result_1 xL&evG#  
  { LiG!xs  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; lpq) vKM}^  
} ; `Wl_yC_*G;  
m&PfZ%'[  
template < typename T1, typename T2 > 0Cg}yyOz  
  struct result_2 enC/@){~  
  { -1_WE/Ps  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; O'Mo/ u1-  
} ; n%faD  
} ; lr*p\vH  
1;*4y J2  
;\]& k  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 T }}T`Ce  
kk`K)PESi  
template < typename Func, typename aPicker > ^l:~r2  
class binder_1 PFKl6_(  
  { aM7e?.rU  
Func fn; 3 as~yF0  
aPicker pk; opXxtYC@  
public : d/8p?Km  
"|Ke/0rGB  
template < typename T > f};RtRo2  
  struct result_1 _2-fH  
  { *5QN:  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; m/e*P*\ =  
} ; FNN7[ku!  
YujR}=B!/  
template < typename T1, typename T2 > *M?[Gro/  
  struct result_2 \?D~&d,a=  
  { oW5Ov  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1^ijKn@6  
} ; a Xn:hn~O  
AqA.,;G  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} uIy$| N  
~GLWhe-  
template < typename T > ptc.JB6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .9u0WP95  
  { 2M+}o"g  
  return fn(pk(t)); bMA0#e2  
} b F MBIA|  
template < typename T1, typename T2 > {X\%7Zef+  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Zg*XbX  
  { a'%eyN  
  return fn(pk(t1, t2)); $$ 9!4  
} &At9@  
} ; q)l1tC72  
mz2v2ma  
>vR7l&"  
一目了然不是么? 34 '[O  
最后实现bind z"D0Th`S6  
#ZC9=  
^, &'  
template < typename Func, typename aPicker > Ueu~803~  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Lp7h'| ]u  
  { 0iAQ;<*xi  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); w)XnMyD(P  
} z j F'CY  
ZBk br  
2个以上参数的bind可以同理实现。 aI\:7  
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。 {UFs1  
*`_ 2uBz  
十一. phoenix BM o2t'L  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: :anR/  
$qR<_6j  
for_each(v.begin(), v.end(), k|^YYi= xF  
( KY%LqcC  
do_ z41v5rB4  
[ 3s0 I<cL  
  cout << _1 <<   " , " |})v, o B  
] V"|`Z}XW  
.while_( -- _1), @iU(4eX  
cout << var( " \n " ) b&*)C#7/T  
) ;d .gVR_V  
); V2S HF  
Q-?6o  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: m@y<wk(  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ;lQ>>[*  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 !{?<(6;t  
那么我们就照着这个思路来实现吧: \>tx:;D3  
C)mR~Ey  
o3X0c6uU  
template < typename Cond, typename Actor > NdmwQJ7e"  
class do_while uqM=/T^A  
  { {pXqw'"1.  
Cond cd; >x1yFwX}-f  
Actor act; 7fC:' 1]G  
public : 1=_Qj}!1  
template < typename T > 3Ct:AJeg  
  struct result_1 6 u1|pX8  
  { 4iv&!hAc;  
  typedef int result_type; zGwM# -  
} ; oh7tE$"c  
_/J`v`}G  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 3=("vR`!  
'A,)PZL9i  
template < typename T > R:`)*=rL%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +xuj]J  
  { A!v:W6yiz  
  do t 2,?+q$x  
    { e8eNef L$  
  act(t); < w;49 0g  
  } P}"T 3u\N  
  while (cd(t)); (sSGJS'X  
  return   0 ; E5IS<.  
} 61}eB/;7  
} ; t pa<)\7KJ  
X G E.*aI  
:W9a t  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). X2E=2tXl`7  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 3 TRG] 5  
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。 &Z(6i}f,Gp  
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。 t[/APm-k~>  
下面就是产生这个functor的类: :eH\9$F`x;  
YH&q5W,KX  
!ou;yE&<,  
template < typename Actor > tHEZuoi  
class do_while_actor I 9<%fv  
  { @V Sr'?7-  
Actor act; :_h#A }8Xd  
public : Ek60[a  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} q<K/q"0-l  
NFPWh3),f  
template < typename Cond > ? U* `!-  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; !j& #R%D  
} ; "TVmxE%(  
~ \b~  
#S(b2LEc  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 7u:QT2=&  
最后,是那个do_ _K B%g_{  
;?v&=Z't.  
%Iiu#- 'B  
class do_while_invoker buDz]ec b  
  { S4pEBbV^n  
public : *=P*b|P"$  
template < typename Actor > ('2Z&5  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const TUARYJ6=  
  { m%b# B>J,n  
  return do_while_actor < Actor > (act); |-HNHUF  
} z 'V$)U$f  
} do_; F<^f6z8  
pwRCfR)"X  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?  7gx?LI_e  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 o?^Rw*u0/  
最后来说说怎么处理break和continue ByacSN  
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。 z3{Cp:Mn  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五