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
  • 7981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 QPV@'.2m  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ALAL( f`  
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, Uz $ @(C  
gDv$DB8-  
- `4Ty*K  
ENyAF%6  
  class filler 8 ?" Ze(  
  { _k|g@"  
public : 0 {,h.:  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} UM`nq;>  
} ; .HCaXFW  
R=Ymo.zs6  
5v3RVaqZ  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: O8[k_0@  
6y9C@5p}B  
u?Z <n:  
`I{tZ$iD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ?UJSxL  
?~ ?H dv  
{wv&t R;  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 }1F6?do3&  
F"v:}Vy|   
9M]^l,  
|=u96G~N  
二. 战前分析 P{Lg{I_w.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。 SXh?U,5u  
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 %Gu][_.L  
wn1, EhHt  
*(p7NYf1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }+_9"YQ:  
  /* --------------------------------------------- */ {( dP  
vector < int *> vp( 10 ); }\VX^{K j  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); cafsMgrA  
/* --------------------------------------------- */ }U i_ynZ!  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); |e+aZ%g  
/* --------------------------------------------- */ Y!it!9  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); *k4+ioFnKE  
  /* --------------------------------------------- */ V $>"f(  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ([tG y  
/* --------------------------------------------- */ ~hzEKvs  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ? o sfL  
p&uCp7]U  
La]4/=a  
"5h_8k~sQ  
看了之后,我们可以思考一些问题:  +xq=<jy  
1._1, _2是什么? 9GE]<v,_[  
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。 d9|T=R  
2._1 = 1是在做什么? w_GLC%|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。 P|8e%P  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ;&q]X]bJ  
Ym`1<2mq\  
W%WC(/hor  
三. 动工 {>A 8g({i  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: k5C>_( A  
{<r`5  
G_0)oC@Jl:  
@~hz_Nm@8  
template < typename T > Q8 4t9b  
class assignment 6}"lm]b  
  { g/6nw a  
T value; (<n>EF#  
public : =<TO"  
assignment( const T & v) : value(v) {} Nv{eE<<6  
template < typename T2 > Xa)7`bp<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } {)@ j77P  
} ; L/5z!  
%~G0[fG  
\"t`W:  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 wCC-Y kA  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 7Y)s#FJ  
y6\ [1nZ  
{aT92-D3  
FJW`$5?  
  class holder -h=c=P  
  { tfsh!)u?  
public : &`m~o/  
template < typename T > %Dl_}  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Iht@mE  
  { FGDw;lEa9[  
  return assignment < T > (t); BJ"Ay@D*  
} ;*_I,|A:Xr  
} ; 9wzg{4/-$  
V54q"kP,@.  
tG_-;03<`4  
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: WVinP(#nfM  
B JU*`Tx  
  static holder _1; > e;]mU`,  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 UUD\bWfn  
JTjzT2`A.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]gEu.Nth`  
而不用手动写一个函数对象。 ipfm'aQ  
T4l-sJ'|  
UQSX<6"  
$,g 3*A  
四. 问题分析 n|J.)E.  
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。 .\)--+(  
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。 B{^`8Htrn  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Gi;9 S  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 py}.00it  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0@:Y>qVa  
O~nBz):2  
五. 问题1:一致性 v]l&dgoT  
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?| >\RDQ%z  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tnA_!$Y a  
'T6B_9GQ8  
struct holder Feh"!k <6k  
  { </8be=e7p  
  // B #;s(O  
  template < typename T >  xh=FkY&d  
T &   operator ()( const T & r) const gD,A9a(3  
  { >aX:gN  
  return (T & )r; 3KDu!w@  
} >t2]Ssi(  
} ; M^Q&A R'F  
,HQ1C8  
这样的话assignment也必须相应改动: ^u=PdBY  
Z#srQD3].(  
template < typename Left, typename Right > ^ yY{o/6  
class assignment rE!G,^_{  
  { QJ[(Y@ O6a  
Left l; -lnTYxo+]^  
Right r; ;bUJ+6f:  
public : 2O}s*C$Xav  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} de*,MkZN  
template < typename T2 > |`N$>9qN  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } N02zPC 8  
} ; 1v>  
WHZe)|n  
同时,holder的operator=也需要改动: Y8x(#qp,  
@1/Q  
template < typename T > ^yzo!`)fso  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const <\qY " .`  
  { 3s88#_eT  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ?{y:s!!  
} wghFGHgw  
CnM+HN30o  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 n0Qh9*h  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 # |[`1  
H>gWxJ 5  
return l(rhs) = r; O('i*o4!}  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 d=Rk\F'^J  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: '8]|E  
&!H~bzg  
template < typename Tp > >cvE_g"?C  
class constant_t f\U?:8 3  
  { ph}wnIW]  
  const Tp t; SSSDl$}'t  
public : M6@'9E]|>  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~(Ih~/5\^  
template < typename T > Hsd|ka$x>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const *l-Dh:  
  { &>+I7Ts]  
  return t; 6qz!M  
} +An![1N,  
} ; O2V6UX@&<w  
EF*oPn0|  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 X_^_r{  
下面就可以修改holder的operator=了 Ww a41z  
t?3{s\z8+  
template < typename T > )]0[`iLe  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ]4LT#  
  {  tH<9  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); M]%!n3Fb  
} H4,.H,PZ  
A?6{  
同时也要修改assignment的operator() iXr`0V   
Ivd[U`=Q  
template < typename T2 > (;Dn%kK  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } #*ZnA,  
现在代码看起来就很一致了。 !."%M^J  
p``;!3~ ~  
六. 问题2:链式操作 Sop Ntcu!  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 :$X4#k<  
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。 5 b#" G"  
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。 mcP{-oJ0W  
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。 : . FfE  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct  \\E_W9.u  
8CN7+V  
template < typename T > g 'd*TBnk  
struct result_1 +Y.uZJ6+  
  { #%} u8\q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; p;c_<>ws-Y  
} ; IV 3@6t4k  
w|hyU4- ^  
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: r(?'Yy  
0k] ju  
template < typename T > h M1&A  
struct   ref mZ& \3m=  
  { cx1WGbZ  
typedef T & reference; 2yCd:wg  
} ; T9XW%/n  
template < typename T > mBD!:V'  
struct   ref < T &> y(wqcDok|n  
  { 6qHvq A,  
typedef T & reference; "0!eb3n  
} ; |({UV-`  
b;~EJ  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 9$4/frd  
qMW%$L\HA  
template < typename T > h Vt+%tmNy  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const #:Sy`G6!?  
  { B'lxlYV1  
  return l(t) = r(t); [M8qU$&?]  
} dg'CHxU  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 %gne%9nn  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 E=tx.h4xG~  
\ 3js}  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 4LKs'$:A=  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: %RT6~0z  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Mh-*5Rx  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 `)( <g  
最后的布局是: {TxVRpiP{Z  
                Add J:TI>*tn  
              /   \ Zc' >}X[G  
            Divide   5 O>"r. sR  
            /   \ ,N@Icl  
          _1     3 *nUpO]  
似乎一切都解决了?不。 c|;|%"Mk  
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。 !Z0rTC3d  
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。 r{6B+3J  
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: 9'/|?I  
OV@h$fg  
template < typename Right > l]58P  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Z+h7 0,|  
Right & rt) const ~jRk10T(B  
  { UV *tO15i  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); uX5 --o=C  
} PE6u8ZAb"  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 >I66R;  
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。 =ZJ?xA8  
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。 U~B}vt  
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。 >!v,`O1  
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。 g#KToOP  
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? MIXrLh3  
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: @,>=X:7  
Cak/#1  
template < class Action > 4f@\f7 \  
class picker : public Action L8-[:1  
  { O^="T^J  
public : J ]l@ r  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 51;%\@=  
  // all the operator overloaded  [k&s!Qp  
} ; rEpKX  
vdFQf ^l  
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。 V.a]IkK'K  
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: !y2h`ZAZ  
d`q)^  
template < typename Right > (!&O4C5  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const XX5(/#  
  { +n.j.JP"X  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \$\(9!=  
} l<MCmKuYp  
hb8@br  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > K&P{2Hndr  
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。 *,*:6^t  
!)*T  
template < typename T >   struct picker_maker fz?Wr: I  
  { /wRK[i  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ;KZ2L~ THG  
} ; kc(b;EA  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > PG~m-W+  
  { \,IDLXqp  
typedef picker < T > result; HgBEV  
} ; qx<zX\qI6n  
uY%3X/^j  
下面总的结构就有了: /a/uS3&  
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。  E_I6  
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。 c$SxDYG  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~x^+OXf!^g  
至此链式操作完美实现。 T9;o.f S  
d?qO`- ~$  
$Qc%9p @i  
七. 问题3 )Jjw}}$}Y  
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。 pS)X\Xyw  
)mZy>45  
template < typename T1, typename T2 > 3z. >b  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :V1ZeNw  
  { jnLu|W&  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); H&Lbdu~E  
} W:( Us y  
b({b5z.A  
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: JI; i1@| b  
6!=9V0G~  
template < typename T1, typename T2 > |0 pBBDw  
struct result_2 21k-ob1Y  
  { xu pdjT%4  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; eOmxA<h  
} ; Vm8_ !$F  
g_!xO2LH,8  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? {1&,6kJF&9  
这个差事就留给了holder自己。 &CsBG?@Z|  
    &aht K}u  
lukRFN>c"  
template < int Order > G uI sM  
class holder; DG9;6"HBX  
template <> 0<Y&2<v  
class holder < 1 > ?#y<^oNM  
  { zW&O>H  
public : lz5j~t5>Q  
template < typename T > %;B'>$O  
  struct result_1 &T.P7nJ=  
  { ?\$/#zak  
  typedef T & result; }Nc!8'@  
} ; VrL>0d&d  
template < typename T1, typename T2 > g/Nj|:3  
  struct result_2 5DBd [u3  
  { /r{5Lyk*  
  typedef T1 & result; U"G+su->e  
} ; 83(P_Y:  
template < typename T > cG"<*Xi<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )8>f  
  { vK>^#b3  
  return (T & )r; ] :#IZ0#  
} Mj;'vm7#'  
template < typename T1, typename T2 > G7{:d  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?S7:KnU>K  
  { x%7x^]$  
  return (T1 & )r1; f6C+2L+Hr  
} Re ur#K  
} ; kqB 00 ;  
Q$5:P&  
template <> *==nOO9G  
class holder < 2 > 'V{k$}P2  
  { cuk}VZ  
public : AUpC HG7  
template < typename T > F!t13%yeu?  
  struct result_1 laJ%fBWmbi  
  { w~-d4MNM  
  typedef T & result; 9!C?2*>A P  
} ; /Bu5k BC  
template < typename T1, typename T2 > d> AmM!J  
  struct result_2 iR=aYT~  
  { 6Ky"4\e  
  typedef T2 & result;  ?wY.B  
} ; LA Vgf>  
template < typename T > {vlh ,0~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Oz7v hOU  
  { 1 niTkop  
  return (T & )r; #-,`4x$m|  
} GlZDuU  
template < typename T1, typename T2 > e28#Yh@U  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const RuuU}XQ  
  { wfzb:Aig`  
  return (T2 & )r2; ]<= t  
} sVnu Sm  
} ; " <AljgF  
Sw)ftC~d  
03;(v%  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 /LzNr0>2  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: b)@x@3"O  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: I@+<[n2  
Or|LyQU  
return l(i, j) = r(i, j); 9hzU@m  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) (*gpa:Sc  
&6EfybAt^_  
  return ( int & )i; > `M\xt  
  return ( int & )j; S>Y?QQ3#wp  
最后执行i = j; Ymvd= F   
可见,参数被正确的选择了。 gk` .8o  
s1q d/  
S22; g  
jL1UPN  
p}uw-$O  
八. 中期总结 (*tJCz`Sj  
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: UW3F)  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 >?KyPp  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 KS_d5NvYl  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Q0-~&e_'  
JTJ4a8DE  
`^[ra% a  
yhmW-#+^e  
'r CR8>k  
E~Nr4vq  
九. 简化 g!uhy}  
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。 10 ^=1@U  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Y._AzJ&B[  
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: &I=q%  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 )M~5F,)  
  +-*/&|^等 ?`$4ZDM  
2. 返回引用。 |Gi/=[Tp  
  =,各种复合赋值等 ~Ua0pS?  
3. 返回固定类型。 ?9"glzxr  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) %h rR'*nG  
4. 原样返回。 x1h!_^(QfF  
  operator, 40XI\yE_?  
5. 返回解引用的类型。 F(r &:3!97  
  operator*(单目) C&gJP7UF  
6. 返回地址。 XJ+sm^`vOf  
  operator&(单目) 9q?gmAn.  
7. 下表访问返回类型。 RB2u1]l  
  operator[] !Fi)-o  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 kQ+5p Fo3  
  operator<<和operator>> HZNX1aQ|Q#  
gqG"t@Y+  
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。 !O*n6}nPE  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $[Ns#7K  
X+iULr.^`~  
template < typename Left > t<tBOesQ  
struct value_return joq ;N]S  
  { k?,g:[4!  
template < typename T > aU @z\sQ  
  struct result_1 9w1)Mf}  
  { RA}PM?D/  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 9]iDNa/D  
} ; Lfor 0-j  
 `S|gfJ  
template < typename T1, typename T2 > KH-.Z0 2U  
  struct result_2 0#G"{M  
  { )%6v~,'3Y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; |j;`;"+B  
} ; 6tM{cK%v1  
} ; -kO=pYP*O  
%o-*~GQ@B  
8eNGPuoL)  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 7^1ikmYY  
[0 $Y@ek[  
下面我们来剥离functor中的operator() `?:'_K i  
首先operator里面的代码全是下面的形式: W!g ,  
!u"Hf7/  
return l(t) op r(t) tB[K4GNSQ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) R)v`ZF,/b  
return op l(t) 8cHZBM7'  
return op l(t1, t2) iZ UBw  
return l(t) op Y:wds=lA  
return l(t1, t2) op <mxUgU  
return l(t)[r(t)] Ur@3_F  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] F]&9Lp} "  
G} p~VLf  
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: C/XOI >  
单目: return f(l(t), r(t)); pT <H&  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /cg!Ap5  
双目: return f(l(t)); 5g=" #  
return f(l(t1, t2)); ],LOkAX  
下面就是f的实现,以operator/为例 2:]Sy4K{  
0o#lB^e;l  
struct meta_divide 5v]xk?Eb  
  { 6 -oQs?  
template < typename T1, typename T2 > ` H"5nQRV  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) [4gv_g  
  { Gfvz%%>l  
  return t1 / t2; +1rJ;G  
} 8w\&QX  
} ; 4 P.ry|2  
Sdn] f4  
这个工作可以让宏来做: ."2V:;;  
;,<s'5icyg  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ B::vOg77  
template < typename T1, typename T2 > \ ,yC~{ H  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; QRRZMdEGs[  
以后可以直接用 up`6IWlLE  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) *Hs5MXNu  
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 h0GXN\xI  
(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。。。) hAY_dM  
[=iq4F'7  
ow&R~_  
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 vt1!|2{ h  
d"V^^I)yx&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _|F h^hq  
class unary_op : public Rettype =Vi+wH{xM  
  { 4:K9FqU  
    Left l; -+z^{*\; N  
public : GK)hK-  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]UNmhF!W>u  
2Bx\nLf/ K  
template < typename T > Q<M>+U;t  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u}pLO9V"`  
      { D=3NI  
      return FuncType::execute(l(t)); (|WqOwmoUt  
    } 2JbCYCTC  
ej0q*TH.  
    template < typename T1, typename T2 > D;Z\GnD  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dfNNCPu]+  
      { RW3&]l=  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); s}5;)>3~@  
    } B${Q Y)t  
} ; RSp=If+4  
M;V2O;  
>OQ<wO6  
同样还可以申明一个binary_op ETmfy}V8  
DCHU=r  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > bk V_ ^8  
class binary_op : public Rettype z 6p.{M  
  { Eg ;r]?|6  
    Left l; VlK WWQj  
Right r; O)&V}hU*  
public : Z/%>/  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Hi )n]OE  
T8v>J4@t  
template < typename T > 1>n@`M8}  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IF<jq\M  
      { -?j'<g0  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); tFG&~tNc  
    } >1W)J3  
-(Yq$5Zc&  
    template < typename T1, typename T2 > aC;OFINK  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y3d`$'7H>  
      { C}7Sh6  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); JVN0];IL}  
    } xgfK0-T|[  
} ; 6L8wsz CW  
0DGXMO$;  
T$SGf.-  
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 U1I2+;"#A  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 mzDbw-#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) @<h@d_8^k  
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。 H>2)R 7h  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!   \\6/"  
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。。。 >]FRHJo_  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Y\s@'UoVN  
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) <&B)i\j8=b  
下面是修改过的unary_op w?Y;pc}1B  
@2V#bK  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > L_Z>*s&  
class unary_op q5Z]Z.%3O  
  { ]5wc8Kh"  
Left l; )A,M T i  
  7V?TLGgd$  
public : \#L}KW  
(r.[b  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} bIR7g(PJ.b  
Rkgpa/te"  
template < typename T > FK<1SOE  
  struct result_1 Ean #>h  
  { ht)J#Di  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; [8[g_  
} ; n{aD4&  
OLTgBXh  
template < typename T1, typename T2 > 'V/+v#V+>  
  struct result_2 bDK72cQ  
  { Rjt]^gb!*  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; TF2'-"2Y  
} ; h<JV6h:8  
yHe%e1  
template < typename T1, typename T2 > uS;N&6;:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zr2oU '+  
  { yC pU1 73V  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); wX[g\,?}'  
} IBZ_xU\2  
DJR_"8  
template < typename T > |U)M.\h  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8(]*J8/wt  
  { E0G"B' x  
  return OpClass::execute(lt(t)); 0.!_k )tu  
} gAD,  
&]tZ6  
} ; 0w)Gb}o$  
' >4 H#tu  
WS6'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 V^apDV\AV  
好啦,现在才真正完美了。 /6QwV->  
现在在picker里面就可以这么添加了: sN"<baZ  
l$ ^LY)i  
template < typename Right > $bOiP  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const B)*?H=f/  
  { B:;$5PUTc  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); b1\.hi  
} gM>geWB<  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ^ZuwUuuf  
ebfT%_N  
05hjC  
LD/NMb  
a]\l:r  
十. bind 4h~CDy%_  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ip8%9fG\>  
先来分析一下一段例子 _Fkz^B*  
#p$iWY>e~  
y rH@:D/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} UB^OMB-W.m  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 K,j'!VQA4g  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 O3 NI  
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。 3127 4O  
我们来写个简单的。 >\[/e{Q"  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: "lLwgh;  
对于函数对象类的版本: H< 51dJn~  
^pwT8Bp  
template < typename Func > 2fN2!OT  
struct functor_trait P8[rp   
  { m55|&Ux|  
typedef typename Func::result_type result_type; 6--t6>5  
} ; \w#)uYK{i_  
对于无参数函数的版本: G{CKb{  
TsVU^Z%W  
template < typename Ret > '-X[T}  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Q-<h)WTA  
  { 6pP:Q_U$  
typedef Ret result_type; p?-qlPl  
} ; C2 4"H|D  
对于单参数函数的版本: 'Y2ImSWj  
z;wOtKl5r  
template < typename Ret, typename V1 > N2 4J!L  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > n,D&pl9f  
  { g^I?u$&E  
typedef Ret result_type; k~Z;S QyN  
} ; \?tE,\Ln  
对于双参数函数的版本: uo9FLm  
u4x>gRz)  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Q%r KKOX8  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Y]VLouzl  
  { @B \$ me  
typedef Ret result_type; L%;fYi;n  
} ; 45Hbg  
等等。。。 WA((>Daf]  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy z94#:jPmG  
k:[T#/;  
template < typename Func > o4U0kiI@  
struct func_return 8B! MgNKV  
  { B@k2lHks(  
template < typename T > 56o(gCj?y  
  struct result_1 Q2qT[aD,  
  { *Za'^Z2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Q@ua G,6  
} ; >npTUOGL=n  
.fAHP 5-  
template < typename T1, typename T2 > X4eoE  
  struct result_2 MFeY}_d<  
  { fU<_bg  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8'qq!WR~  
} ; /Bq4! n+  
} ; w"{mDL}c  
7bk`u'0%  
HSR,moI  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 \AeM=K6q+D  
Pj8W]SA_  
template < typename Func, typename aPicker > ~^bf1W[  
class binder_1 BdrYc^?JL]  
  { ZiW&*nN?M  
Func fn; xc}kDpF=g  
aPicker pk; f|6 Y  
public : J\Db8O-/x4  
^P|Zze zwU  
template < typename T > } _=h]|6t  
  struct result_1 NY?pvb  
  {  oP~%7Jt  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \NZ@>on  
} ; $MqEM~^=  
!K6:5V%q$  
template < typename T1, typename T2 > ";jKTk7  
  struct result_2 n"w>Y)C(X)  
  { '""s%C+  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .B?fG)'WsF  
} ; cHC1l  
GXi)3I%  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} _MW W  
7jw5'`;)"  
template < typename T > h t3P@;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Vkf c&+  
  { G/ H>M%M  
  return fn(pk(t)); b ,x$wP+  
} b#-=Dbe  
template < typename T1, typename T2 > ?)gc;K  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const / hg)=p  
  { r{{5@  
  return fn(pk(t1, t2)); @6M>x=n5  
} [9d\WPLC  
} ; N6Dv1_c,  
MU4BAN   
87F]a3  
一目了然不是么? e=+q*]>  
最后实现bind G\R6=K:f7  
%Z8wUG  
T|p%4hH  
template < typename Func, typename aPicker > 1{Ik.O)  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) @=OX7zq\h-  
  { _7b4+ L  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); h.\p+Qw.  
} a4XK.[O  
(coaGQ@d  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?rY+,nQP  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Gd`s01GKQ  
+TAyCxfmt  
十一. phoenix nub!*)q  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: JQ|*XU  
wlQ @3RN>  
for_each(v.begin(), v.end(), p+228K ;H  
( .l,]yWwfK  
do_ =QIu3%&  
[ *x_e] /}  
  cout << _1 <<   " , " )X3 |[4R  
] V@+X4`T  
.while_( -- _1), g'Wr+( A_  
cout << var( " \n " ) Z 5g*'  
) U] P{~  
); <kJ`qbOU  
|9Y~k,rF  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: y7,t "XV  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor L#WGOl  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 "EVf1iQ  
那么我们就照着这个思路来实现吧: &;R BG$t  
pd|l&xvka  
- _~\d+>w  
template < typename Cond, typename Actor >  /i   
class do_while kkJ8xyO  
  { zDBm^ s  
Cond cd; nchpD@'t  
Actor act; MwX8FYF D  
public : 1+ [,eq  
template < typename T > `QZKW  
  struct result_1 Tkn8W j  
  { .$1S-+(kV  
  typedef int result_type; 9I}Uh#]k<  
} ; Rp!"c  
l GJN;G7  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} h7 mk<  
'J)9#  
template < typename T > ,4k3C#!. i  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @vL0gzE?nB  
  { y4VO\N!  
  do !hE F.S  
    { $ nMx#~>a  
  act(t); 7q:;3;"9  
  } F$'po#  
  while (cd(t)); !=HxL-`j  
  return   0 ; B`w8d[cL7  
} a|DCpU}  
} ; t*fH&8(  
)NTpb  
XjmAM/H4  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Nrq/Pkmy  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 A"0Yn(awWu  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 D~TlG@Pq  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 v?}rA%so  
下面就是产生这个functor的类: ;&!Q N#_  
0b<Qs88yd>  
Bc`L ]<  
template < typename Actor > a '?LC)^  
class do_while_actor UR(i_T&w  
  { aiZZz1C   
Actor act; 7V5kYYR^F  
public : ,Y16m{<eC  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} \tA@A  
 ~fs} J  
template < typename Cond > #ApmJLeCO  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 4;(W0RQa  
} ; CtUAbR  
flz7{W  
7<(kvE*x  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 \w&R`;b8w  
最后,是那个do_ p@h<u!rL8  
@LY[kt6o  
lv~ga2>z  
class do_while_invoker tv2k&\1  
  { ` +)Bl%*  
public : jkAru_C  
template < typename Actor > 06`caG|]-M  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const r9<#R=r)}J  
  { !| q19$  
  return do_while_actor < Actor > (act); r oBb o  
} } Fli  
} do_; s#aane  
n0t+xvNDF_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? wod(P73?  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 i[wnG)  
最后来说说怎么处理break和continue :f7:@8  
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。 /g8nT1k  
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 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五