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
  • 5703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 $T tCVR  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?o$6w(]''  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, b)(#/}jMkD  
@G^]kDFM{  
;S"^O AM  
\A*#a9"  
  class filler c_x6FoE;L  
  { POfvs]  
public : ;gTdiwfgZ=  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} <tMiI)0%  
} ; sKB])mf]  
zPWG^  
>1T=Aw2Z.  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: C]K@SN$   
iE':ur<`  
)}9Ef"v|  
^, q\S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); i|*(vH&D.  
XWo:~\  
-wvrc3F  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 NwIl~FNK  
zIf/jk  
J1YP-:  
yDWzsA/X  
二. 战前分析 zK(9k0+s  
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。 (ST />")L  
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 M-,vX15S  
y+_G L=J  
tcSn`+Bu_`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +IK~a9t  
  /* --------------------------------------------- */ 7]@vPr;:  
vector < int *> vp( 10 ); gnlGL[r|  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); A/lxXy}D  
/* --------------------------------------------- */  [53rSr  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); F +D2 xN@  
/* --------------------------------------------- */ 1mwb&j24n3  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <QQgOaS`2  
  /* --------------------------------------------- */ ea3AcT6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); H\W60|z9  
/* --------------------------------------------- */ BR8z%R  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); .<gA a"  
y;keOI!  
$T8Ni!#/C  
<oS2a/Nd  
看了之后,我们可以思考一些问题: |t1D8){!  
1._1, _2是什么? ~=aGv%vX  
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。 Q 6{2@  
2._1 = 1是在做什么? eA$9)K1GO  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 J~V`"uo  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 2.p7fu  
=Jg5J5  
h2`W~g_  
三. 动工 }at8b ^  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: /~{8/u3  
Vx;f/CH3!  
Bbz#$M!:  
.!\y<9  
template < typename T > 1RY}mq  
class assignment ?9mFI(r~  
  { 1t+]r:{  
T value; 2/ PaXI/Z  
public : ~j^HDHY@  
assignment( const T & v) : value(v) {} usZmf=p-r  
template < typename T2 > ,v4Z[ (  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } X4!` V?  
} ; ;-~ Wfh+  
~QJD.'z  
?y>xC|kt  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Se9I1~mX  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment yeFt0\=H  
$u|p(E:*  
/FJAI  
KXL]Qw FN  
  class holder y>'^<xk  
  { OthQ)&pq X  
public : cR[)[9}  
template < typename T > W#$ pt>h)  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Sir7TQ4B  
  { DM/J,q  
  return assignment < T > (t); Qf6]qJa|  
} ,}2M'DSWa  
} ; x|<rt96 6A  
>:4}OylhM  
tQ< ou,   
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: =SA@3)kHH  
IVzJ|  
  static holder _1; pFX Do4eH  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9w[7X"#n  
68V66:0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); SouPk/-B80  
而不用手动写一个函数对象。 k?0yH$)'t  
,)hUL/r6  
s 4Lqam!  
E)H: L-  
四. 问题分析 K%P$#a  
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。 iK#5HW{  
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。 51;V#@CsQ  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 X@:pys 8@  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 9n]z h-  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 mg[=~&J^  
PEW^Vl-6q  
五. 问题1:一致性 P#\L6EO.  
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?| -^=gQ7f9  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~b+4rYNxU_  
}o0R`15dA  
struct holder i64a]=  
  { "1$OPt5  
  // {(U?)4@  
  template < typename T > ~'m GGH2  
T &   operator ()( const T & r) const a)^f`s^aa  
  { B4bC6$Lg  
  return (T & )r; *>h"}e41  
} U=\ZeYK.  
} ; x[U/ 8#f&  
G&)A7WaC  
这样的话assignment也必须相应改动: H{ p   
&%+}bt5  
template < typename Left, typename Right > T~J6(,"  
class assignment GKu@8Ol-wu  
  { Z@>hN%{d+g  
Left l; m{9m.~d  
Right r; \< <u  
public : 1q0DOf]!T  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d@#!,P5 `  
template < typename T2 > bccJVwXv  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } <f %JZ4p*  
} ; y/k6gl[`  
IeLG/ fB  
同时,holder的operator=也需要改动: R$X1Q/#md  
Q#Q]xJH  
template < typename T > N`1:U 4}  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const >p [|U`>{  
  { %W~Kx_  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); jku_0Q0*?  
} vQ>x5\r5O_  
oXRmnt  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 X|^E+ `M4  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G7yCGT)vQ  
lyNa(3  
return l(rhs) = r; ? acm5dN  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 f=]+\0MQ  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: DygMavA.  
Q*&>Ui[&  
template < typename Tp > e` Z;}& ,  
class constant_t .I$ Q3%s  
  { ^\Tde*48  
  const Tp t; P +ONQN|  
public : `[3Iz$K=  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} _U(b  
template < typename T > -CtLL _I  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ,l^; ZE  
  { _TfG-Ae  
  return t; |=L~>G  
} jq:FDyOAW  
} ; 3B!lE(r%J  
Cx2s5vJX4p  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 {G&*\5W  
下面就可以修改holder的operator=了 $"1Unu&P  
~Mbo`:>(4v  
template < typename T > =)5O(h  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 1wP#?p)c  
  { Q]]}8l2  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); <@6K(  
} 0$NcxbM  
S L<P`H|  
同时也要修改assignment的operator() OF J49X  
Kq#\P  
template < typename T2 > >a7OE=K  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 8dgI&t  
现在代码看起来就很一致了。 !2R~/Rg  
Ss6mN;&D  
六. 问题2:链式操作 Q xZYy}2  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 <9z2:^  
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。 7s@%LS  
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。 WP[h@#7<  
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。 4>eY/~odq]  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct !)gTS5Rh:  
B64L>7\>`  
template < typename T > ,<R/jHZP9  
struct result_1 AdBB#zd  
  { soh)IfZ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Z^ynw8k"  
} ; eH,r%r,  
Z BjyQ4h  
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: hr3RC+ y  
 2f>G   
template < typename T > %\Dvng6$  
struct   ref Gu[G_^>  
  { jo-jPYH T  
typedef T & reference; -kFEVJbUyc  
} ; WO$9Svh8  
template < typename T > VqGmZ|+8  
struct   ref < T &> x&}pM}ea  
  { 8CCd6)cG  
typedef T & reference; <%w)EQf4m  
} ; qd$Y"~Mco  
[Q+8Ku  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: F]o&m::/K  
SNqw 2f5  
template < typename T > [ u7p:?WDW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const F/,K8<|r>  
  { 4)MKYhm  
  return l(t) = r(t); =)_9GO  
} v0uDL7  
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。 -OV:y],-  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 6[3oOO:uo  
?pSb,kN}'  
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 1./ uJB/  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (ndXz  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 p1~u5BE7O  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 2kMBe%  
最后的布局是: `w/:o$&  
                Add S:!gj2q9|  
              /   \ c#o(y6  
            Divide   5 %c+`8 wj  
            /   \ 12l-NWXf  
          _1     3 NqyKR&;  
似乎一切都解决了?不。 [R V_{F:'  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ,36AR|IO)  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Mn$w_Z?  
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: K+2k}Hx6J  
1,UeVw/  
template < typename Right > I ACpUB  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const V9aGo#  
Right & rt) const U`YPzZp_  
  { 99 W-sV  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 7G6XK   
} )@lZ~01~d  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 y[QQopy4:  
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。 NQB a+N  
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。 W)F<<B,  
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。 JF{yhx,+ p  
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。 U~9Y9qzy,  
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? %#5\^4$z|N  
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: Dsq_}6l{  
K>%}m,  
template < class Action > +5:Dy,F =  
class picker : public Action ~V#MI@]V~  
  { U|tUX)9O  
public : aqL#g18  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 9Q\CJ9  
  // all the operator overloaded 4wLN#dpeEy  
} ; iYbp^iVg  
GM]" $  
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。 %Xe#'qNq)  
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: Std?p{ i  
FXLY*eRk  
template < typename Right > TpnJm%9`)t  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const </xz V<Pi  
  { RP!!6A6:  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); #fB&Hv #s7  
} U(xN}Y ?  
8w,+Y]X<P[  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 9Yu63s ia  
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。 ~!V5Ug_2  
qW~Z#Si  
template < typename T >   struct picker_maker >WYiOXYv  
  { 6t zUp/O  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ^a>3U l{  
} ; eXs^YPi  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ~rnbuIh  
  { C8^h`B9z&I  
typedef picker < T > result; r'|Vz*/h  
} ; L@mNfLK  
kmNa),`{s  
下面总的结构就有了: h=?V)WSM  
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。 PhUG}94  
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。 uGXN ciEp`  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 =2Vs))>Y  
至此链式操作完美实现。 mGZJ$|  
m-xnbTcQ  
5Z8Zb.  
七. 问题3 +qPpPjG;  
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/n  
E&;[E  
template < typename T1, typename T2 > C0f<xhp?j  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \@\r`=WgB  
  {  w^Mj[v#  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 2SjH7 '  
} p :v'"A}  
EN,PI~~F  
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: c >O>|*I  
kdgU1T@y.  
template < typename T1, typename T2 > g4eEkG`XTS  
struct result_2 5{zmuv:  
  { \C{Dui) F  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =D>,s)}o3;  
} ; QD8.C=2R  
-RLY.@'d-M  
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? ol[sX=5 *  
这个差事就留给了holder自己。 UO1WtQyu,H  
    o"kVA;5<G  
`j#zwgUs  
template < int Order > g36:OK"  
class holder; cVV@MC  
template <> %#_"I e  
class holder < 1 > Pv#Oea?  
  { (&Kv]--  
public : m{v*\e7 P  
template < typename T > 5SB!)F]   
  struct result_1 R^p'gQc$   
  { 2uCw[iZM  
  typedef T & result; }]<Ghns  
} ; xmM!SY>  
template < typename T1, typename T2 > 'VMov  
  struct result_2  iH`Q4  
  { *dAQ{E(rO  
  typedef T1 & result; 9 HiH6f^5  
} ; 3BZa}Q_  
template < typename T > VYR<x QA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const L2sUh+'|  
  { `i2:@?Kl9  
  return (T & )r; +UM%6Z=+  
} VxP cC+  
template < typename T1, typename T2 > t6,bA1*5y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8mm]>u$  
  { +nIjW;RU  
  return (T1 & )r1; < NRnE8:  
} iJ&jg`"=F  
} ; P Nf_{4  
OGR2Y  
template <> g7UZtpLTm  
class holder < 2 > 4\_~B{kzZ  
  { k4E2OyCFoJ  
public : '+s?\X4VC  
template < typename T > R9&3QRW|  
  struct result_1 +QW| 8b  
  { '=WPi_Z5:C  
  typedef T & result; FUO9jX  
} ; q\$k'(k>35  
template < typename T1, typename T2 > m ?e::W  
  struct result_2 C>:,\=y%  
  { c:[8ng 2v  
  typedef T2 & result; J+(B]8aj  
} ; Pf:;iXH?  
template < typename T > w paI}H#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6uTFgSqZ  
  { mB5Sm|{  
  return (T & )r; ufi:aE=}  
} L%`MoTpK q  
template < typename T1, typename T2 > n~Yr`5+Z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const rj ] ~g  
  { $~,J8?)(z  
  return (T2 & )r2; 2CF5qn}T  
} FokSg[)5  
} ; *UZd !a)  
!{+a2wi  
1\X_B`xwD  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 . #FJM2Xk  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Y2TXWl,Jk  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: H[Q3M~_E  
/8? u2 q  
return l(i, j) = r(i, j); h J H  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) LTTMxiq[*  
iBt<EM]U/  
  return ( int & )i; ]~@uStHn  
  return ( int & )j; VeipM  
最后执行i = j; R xA:>yOPn  
可见,参数被正确的选择了。 v&)G~cz  
0t?g!  
Y D,<]q%  
+Ym#!"  
@b9qBJfQ  
八. 中期总结 7NMy1'-q  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: }3/|;0j$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 6n:oEXM>  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ILIv43QKM(  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor A D%9;KQ8  
v hGX&   
xqpq|U  
z^o7&\:  
tPb<*{eG  
%w;wQ_  
九. 简化 j%)@f0Ng  
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。 GO UO  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 " V4@nv  
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: 8wLGmv^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 j 6dlAe  
  +-*/&|^等 wD92Ava   
2. 返回引用。 "#.L\p{Zy  
  =,各种复合赋值等 +TC##}Zmb  
3. 返回固定类型。 Rjn%<R2nW  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) !q1XyQX  
4. 原样返回。 E^B3MyS^^  
  operator, ) S-Fuq4i4  
5. 返回解引用的类型。 :0kKw=p1R  
  operator*(单目) Fu>;hx]s  
6. 返回地址。 T[- %b9h>  
  operator&(单目) ;qs^+  
7. 下表访问返回类型。 >-j( [%  
  operator[] @GWlo\rM6^  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 TPA*z9n+B  
  operator<<和operator>> [M2xF<r6t  
|F +n7  
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。 _LFABG=  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: i8!err._  
XZ"oOE0=  
template < typename Left > TMD*-wYr  
struct value_return uBw[|,yn2*  
  { c27Zh=;Tj  
template < typename T > ' L-h2  
  struct result_1 kvN<o-B  
  { Xb@dQRVX  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; +bk+0k9k5  
} ; xD9ZL  
{8556>\~  
template < typename T1, typename T2 > ybv]wBpM:  
  struct result_2 >@EwfM4[e  
  { }_D{|! !!T  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; n T7]PhJ  
} ; j>3Fwg9V  
} ; bsc#Oq]  
[W99}bi$  
\j4!dOGZ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait d*$x|B|V  
@QDUz>_y  
下面我们来剥离functor中的operator() j:$Z-s  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L7"<a2J  
C'PHbo:  
return l(t) op r(t) lNMJcl3  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 2RdpVNx\y  
return op l(t) tILnD1q  
return op l(t1, t2) CdKs+x&tZ  
return l(t) op TA+#{q+a  
return l(t1, t2) op | Pqs)Mb]  
return l(t)[r(t)] ypNeTR$4  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ; hU9_e  
CoV @{Pi  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: .uB[zJc  
单目: return f(l(t), r(t)); C't%e  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6n/KL  
双目: return f(l(t)); ;x&3tN/I  
return f(l(t1, t2)); Hp@cBj_@P2  
下面就是f的实现,以operator/为例 M"foP@  
Mo]iVj8~  
struct meta_divide _MTvNs  
  { q)PSHr=Z  
template < typename T1, typename T2 > yMOYTN@]  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) D >kkA|>  
  { _)~|Z~  
  return t1 / t2; xR;z!Tg)  
} )>]SJQ!k  
} ; @h5Q?I  
m|[cEZxHB  
这个工作可以让宏来做: PPh1y;D  
!q8A!P4|'  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 0Qg%48u  
template < typename T1, typename T2 > \ ;1k_J~Qei  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 2|`~3B)#  
以后可以直接用 :(I=z6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) NJKk\RM@7  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 akQb%Wq  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) V3_qqz}`r  
5;[0Q  
Xm6M s<z6  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体  c70B  
`Mo%)I<`=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > G~NhBA9  
class unary_op : public Rettype 8g/r8u~  
  { YGi_7fTyc=  
    Left l; 7A  
public : AI .2os*  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} >Lz2zlZI  
*T{KpiuP  
template < typename T > Ds\f?\Em  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const aX~' gq>  
      { efh1-3f  
      return FuncType::execute(l(t)); %Jn5M(myC  
    } 6,]2;'  
?#__#  
    template < typename T1, typename T2 > C |rl",&  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w$Mb+b$  
      { $'lJ_ jL  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); K$M,d - `b  
    } & aF'IJC  
} ; dTVM !=  
jw]IpGTt  
,7e 2M@=  
同样还可以申明一个binary_op 'eoI~*}3WQ  
Y C}$O2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v=H!Y";  
class binary_op : public Rettype 87nsWBe  
  { sk. rJ  
    Left l; [oH,FSuO!2  
Right r; z<BwV /fH}  
public : cH7D@p}  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  ^9kdd[  
t*Wxvoxk  
template < typename T > gOk^("@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n6*; ~h5  
      { q5w)i  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); /h@rLJ)o>  
    } @HXXhYH  
%;G!gJeE  
    template < typename T1, typename T2 > yNQ 9~P2  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N?Ss/by8Sg  
      { Os1y8ui  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); S[uHPYhlA  
    } m$$98N  
} ; ix}*whW=U  
Q1'D*F4  
<lLk (fC  
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 O0"&wvR+5  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 i)e)FhEY6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) O11.wLNH  
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。 v aaZ  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! upH%-)%'  
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。。。 /XW,H0pR  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 2qkC{klC^M  
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) 4U:+iumy2  
下面是修改过的unary_op ?rV c}  
7h/{F({r=  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > o=(>#iVM  
class unary_op [ \Aor[(  
  { Z8Clm:S  
Left l; gClDVO  
  [h2V9>4:  
public : @KYmkx W  
-OP5v8c f  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} YuDNm}r[  
ts0K"xmY\c  
template < typename T > RbNRBK!{  
  struct result_1 d_Vwjv&@/"  
  { ({x<!5XL  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; w@ 2LFDp  
} ; b;Im +9&  
v]27+/a$c  
template < typename T1, typename T2 > ? 5 V-D8k  
  struct result_2 `24:Eg6r  
  { N,_ej@L8  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; yc5n   
} ; 'lNl><e-  
7f td2lv  
template < typename T1, typename T2 > X]*W +  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const B[MZ Pv)  
  { Bj7\{x,?  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); -nT+!3A8  
} z95V 7E  
efP2 C\  
template < typename T > J0|}u1? l  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w G Q{  
  { Dl/_jM  
  return OpClass::execute(lt(t)); 73(T+6`  
} "$8<\k$LGT  
et]*5Y6  
} ; bvR*sT#rg  
U^0vLyqW^5  
.< vg[  
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 7\U1K^q  
好啦,现在才真正完美了。 /ADxHw`k  
现在在picker里面就可以这么添加了: {UZli[W1  
h?YjG^'9  
template < typename Right > TJ5{Ee GV  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const A?|cJ"N  
  { :7>Si%  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 1,`x1dcO!A  
} %dT%r=%Y  
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。 Pjb9FCA'  
P[nWmY  
|2 wff?  
xD?{Hw>QT#  
/9w}[y*E  
十. bind |H_)u  
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。 Pe wPl0  
先来分析一下一段例子 d8RpL{9\7  
p go\(K0  
8rp-Xi W  
int foo( int x, int y) { return x - y;} _@prv7e  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 o>`/,-!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Sc~kO4  
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。 sqZHk+<%  
我们来写个简单的。 A#  M  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: S s`0;D1  
对于函数对象类的版本: e<^4F%jSK  
kyo ,yD  
template < typename Func > V!U[N.&$  
struct functor_trait lIFU7g  
  { G[>-@9_b  
typedef typename Func::result_type result_type; /l$noaskX  
} ; Z|?XQ-R5  
对于无参数函数的版本: V_W=MWs&+  
(kuZS4Af  
template < typename Ret > wbS++cF<  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 610k#$  
  { ^&rb I,D  
typedef Ret result_type; z:G9Uu3H(  
} ; N~ozyIP,  
对于单参数函数的版本: -5ec8m8  
Y) t}%62  
template < typename Ret, typename V1 > .CpF0  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > YYvs~?bAy  
  { 6Rf5  
typedef Ret result_type; oV!9B-<  
} ; 5~"=Fm<uD  
对于双参数函数的版本:  zm.2L  
86I*  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 0?h .X= G  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > (_08?cN  
  { `WW0~Tp3  
typedef Ret result_type; O46/[{p+8  
} ; Elq8WtS  
等等。。。 4QVd{  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Cp* n2  
8Z!ea3kAT  
template < typename Func > K/,lw~>  
struct func_return Le'\x`B  
  { j&mL]'Zy  
template < typename T > PYf`a`dH  
  struct result_1 A{o{o++  
  { v: 0i5h&M  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -/qrEKQ0U?  
} ; FT enXJ/c  
dCK -"#T!  
template < typename T1, typename T2 > ^9RBG#ud  
  struct result_2 g0U ?s  
  { z} \9/`  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; rN~`4mZ  
} ; By_Ui6:D  
} ;  e.GzGX  
D?'y)](  
R`&ioRWj  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 J?<L8;$s7  
u~kwNN9t3  
template < typename Func, typename aPicker > p{J_d,JH  
class binder_1 E)E!  
  { F1=+<]!  
Func fn; "J1ar.li  
aPicker pk; >g2B5KY  
public : WI,=?~-   
80EY7#r@w  
template < typename T > #50)DwD  
  struct result_1 8( D}y\  
  { yBj)#m5!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Td >k \<  
} ; _2Z3?/Y  
+*DX(v"BH  
template < typename T1, typename T2 > 3$cF)5Vf  
  struct result_2 -DnK )u\@  
  { hrD6r=JT<~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q': wSu u  
} ; k#(cZ  
dL` +^E>  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ,f+5x]F?m  
9gg,Dy  
template < typename T > Mg$9'a"[\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "/?qT;<$)  
  { 0d ->$gb  
  return fn(pk(t)); sriz b  
} JY+[  
template < typename T1, typename T2 > ? ^CGJ1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 72zuI4&  
  { A%1=6  
  return fn(pk(t1, t2)); MGz F+ln^U  
} V2,WP  
} ; C#&6p0U  
u&xK>7  
([-=NT}Aq  
一目了然不是么? o z{j2%  
最后实现bind syf"{bBe  
=> =x0gsgj  
,`zRlkX  
template < typename Func, typename aPicker > i)i)3K2  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Ekme62Q>u  
  { #L0I+ K,K\  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); K, 5ax@  
} /AW>5r]  
B7MW" y  
2个以上参数的bind可以同理实现。 \cP'#jZz  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 }GDG$QI]K&  
!nq\x8nU  
十一. phoenix 0Zh _Q  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 8M9\<k6  
^&H=dYcV>/  
for_each(v.begin(), v.end(), k)V%.Eobf  
( U]0)$OH5e  
do_ \]A;EwC4C  
[ _vV&4>  
  cout << _1 <<   " , " AsLjU#jn  
] M%s$F@  
.while_( -- _1), TrU@mYnE  
cout << var( " \n " ) je4&'vyU  
) D!a5#+\C  
); q{/Jw"e  
vfUfrk@D~  
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: Gc!8v}[7J  
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 s;7qNwYO  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %*c|[7Z~V  
那么我们就照着这个思路来实现吧: c dbSv=r  
dMmka  
-Q PWi2:k  
template < typename Cond, typename Actor > u7&'3ef  
class do_while 5MY}(w  
  { cC^C7AAq^  
Cond cd; ;kW}'&Ug  
Actor act; F ssEs!#  
public : UX`DZb +^  
template < typename T > #6s C&w3  
  struct result_1 *P R_Y=v%  
  { .l=*R7~EU  
  typedef int result_type; Z/= %J3f  
} ; LDEW00zL  
`uZv9I"  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Rgfhs[Z  
}K80G~O2<  
template < typename T > ^Lmc%y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C'czXZtn  
  { 2{B(j&{  
  do ]p&<nK,  
    { (}1v^~FXj  
  act(t); p;=kH{uu  
  } ),Ho(%T\  
  while (cd(t)); A1QI4.K  
  return   0 ; j'Y"/<  
} 04PoBv~g  
} ; .k,Jt+  
)ko{S[gG  
plx/}ah8  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). M2E87w  
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。 #} ~p^ 0  
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。 ).}k6v[4)  
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。 ,0uo&/Y4L  
下面就是产生这个functor的类: [AX"ne# M*  
[TK? P0  
/witDu7  
template < typename Actor > I\rZk9F  
class do_while_actor ::OFW@dS  
  { i<wU.JX&h  
Actor act; B >u,)  
public : D<bU~Gd,P  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} .D,?u"fk|  
hK39_A-  
template < typename Cond > W `u$7k]$  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ;  =Etwa  
} ; |5~wwL@LW7  
f']sU/c=  
ri<'-wi  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ?D(FNd  
最后,是那个do_ }or2 $\>m  
L+L"$  
`Ix s7{&jU  
class do_while_invoker #K#Mv /  
  { `xX4!^0Hm  
public : Xvu)  
template < typename Actor > P 0Efh?oZ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const $35,\ZO>  
  { VXkAFgO  
  return do_while_actor < Actor > (act); KIKq9*  
} nEd M_JPv  
} do_; umm\r&]A  
*"ykTqa  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? L8:]`M Q0  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 chO'Q+pw  
最后来说说怎么处理break和continue y)p$_.YFF  
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。 EItxRHV5  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八