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
  • 7287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 !5>PZ{J  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ypx"<CKP}  
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, 4.q^r]m*  
*+j r? |  
MD[;Ha  
)^j62uv  
  class filler >ui;B$=  
  { hWRr#030  
public : $[+)N ~  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} G/yYIs  
} ; sQLjb8!7  
/q?g py  
1 abQoe  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: B$_-1^L e  
Xt$Y&Ho  
0G(|`xG1q  
*fQn!2}=(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); RdLk85<n  
5a2+6N  
y`8jz,&.  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 m tVoA8(6  
h<bCm`qj  
j-7aJj%  
%8?XOkH)  
二. 战前分析 F+ <Z%KuCu  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 > QG@P  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 pLtK:Z  
Z~ u3{  
fY!9i5@'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); nt*K@  
  /* --------------------------------------------- */ c2:oM<6|  
vector < int *> vp( 10 ); +w8$-eFY  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n {..Q,z  
/* --------------------------------------------- */ G@scz!Nt  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); FM<`\ d'  
/* --------------------------------------------- */ ?{wD%58^oG  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); @oQ"FLF.  
  /* --------------------------------------------- */ ;1q|SmF  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); YZ6" s-  
/* --------------------------------------------- */ 5>aK4: S/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Xx ou1l!  
\hg%J/  
% \Mc6  
yBfX4aH:`  
看了之后,我们可以思考一些问题: $ U-#woXa  
1._1, _2是什么? 5'n$aFqI  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 cueaOtD  
2._1 = 1是在做什么? 4X5KrecNr  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 nRs:^Q~o  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 M[ ON2P;  
aq - |  
xpBQ(6Y  
三. 动工 q$'[&&_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: u]& +TR  
)Kq@ m1>@  
,91n  
I6PReVIb  
template < typename T > 'ji|'x T  
class assignment oObQN;A@6  
  { xMFEeSzl>S  
T value; $0Un'"`S  
public : R]4 h)"  
assignment( const T & v) : value(v) {} ~"r(PCa@  
template < typename T2 > >S]"-0tGD=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } D+{& zo  
} ; ~#7uNH2  
H/ar: j  
|mT1\O2a  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 o^b5E=?>C  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment NYc;Zwv9  
%]N|?9L"=  
w|61dB  
m+xub*/  
  class holder d2Ta&Md  
  { P<=1O WC  
public : :-oMkBS  
template < typename T > XT1P. w[aA  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const AYfL}X<Ig  
  { f9vitFkb+  
  return assignment < T > (t); Ugme>60`'k  
} }4kQu#0o")  
} ; (W?t'J^#  
Z:YgG.z"  
`@{(ijg.  
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: 0/uy'JvWru  
%JI*)K1WI  
  static holder _1; V,]Fh5f  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?Cv([ ^Y.u  
Ezr q2/~Q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0rxGb} b*  
而不用手动写一个函数对象。 WAJ KP"  
Q;GcV&f;f  
u-*z#e_L0  
`x;m@\R  
四. 问题分析 c[Z#q*Q  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 G|TnvZ KX  
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。 JH*fxG  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o $'K}U  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 0S$TLbx  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ?RS4oJz,5g  
_}.WRFIJ@L  
五. 问题1:一致性 p5l|qs  
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?| C$4{'J-ZH  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 H'Jz:6   
3Pvz57z{  
struct holder gZ8JfA_\R(  
  { ~RV"_8`V9  
  // yw{r:fy  
  template < typename T > ~zVe?(W  
T &   operator ()( const T & r) const  /#zs  
  { yQf(/Uxk*x  
  return (T & )r; XW~a4If  
} LMuDda  
} ; ?} lqu7S  
\\3 ?ij:v  
这样的话assignment也必须相应改动: Vq'n$k}  
HubK  
template < typename Left, typename Right > NDJP`FI  
class assignment t:b}Mo0  
  { aLlHR_  
Left l; @WiTh'w0  
Right r; c )=a;_h  
public : u#NX`_  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4j(`koX_  
template < typename T2 > \i\>$'f*z  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } p3e=~{v*  
} ; IkO [R1K  
<k {_YRB  
同时,holder的operator=也需要改动: /T+%q#4  
uvJ&qd8M  
template < typename T > dA<_`GFR  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const i*@ZIw  
  { %,e,KcP'  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); _7~q|  
} Ctx>#uN6  
q *kLi~ Oe  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 9FPqd8(]*V  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 2#N?WlYw<S  
&MPlSIg  
return l(rhs) = r; n3j_=(  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 w| ahb  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: P"o|kRO  
*$Zy|&[Z  
template < typename Tp > 8U}+9  
class constant_t I'[;E.KU  
  { 6OqF-nso[E  
  const Tp t;  VF g(:  
public : .[Qi4jm>`  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} .&I!2F  
template < typename T > b_7LSp  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const DuLl"w\_@  
  { N1 sdWXG  
  return t; ^# 4e_&4  
} ^f9@ =I  
} ; /:"^,i\t  
AGKT*l.-  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 g:@4/+TSt  
下面就可以修改holder的operator=了 M^Tm{`O!  
q_98=fyE6  
template < typename T > xxwbX6^d  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const RxNLn/?d@  
  { c6AwO?x/  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); &3 Ki  
} <{@D^L6h  
\U##b~Z,g  
同时也要修改assignment的operator() Y#6LNI   
_>;{+XRX[  
template < typename T2 > XVb9)a  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } L-9;"]d~|  
现在代码看起来就很一致了。 i0*Cs#(=h  
T Qx<lw  
六. 问题2:链式操作 57O|e/2  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 6ND*L0  
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。 ;mC|> wSZ  
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。 ]2YC7  
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。 fRq+pUx U  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0A-yQzL|  
1_l)$"  
template < typename T > pF9WKpzE  
struct result_1 6/T/A+u  
  { P&<NcOCL&  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Onou:kmf1  
} ; $s-B  
v`G}sgn  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: lCBH3-0^  
*{5/" H5  
template < typename T > )u4=k(  
struct   ref 2%9L'-  
  { kD7'BP/#  
typedef T & reference; )rlkQ'DN  
} ; QpRk5NeLe  
template < typename T > H9(UzyN>i  
struct   ref < T &> *ae)<l3v  
  { lY2~{Y|4s  
typedef T & reference; u J]uz%  
} ; 2%J] })  
 R&g&BF  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: h7@%}<%  
pp(?rE$S  
template < typename T > .J8 gW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 0AF,} &$  
  { :Nwv &+  
  return l(t) = r(t); .mcohfR  
} S%B56|'  
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。 Ye$; d ~  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 7G*rxn"d  
g9NE>n(3  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 s@GE(Pu7  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 1ox#hQBoS  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 2|] <U[  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 "5'eiYm s  
最后的布局是: O*!f%}  
                Add ~b0l?P*Ff  
              /   \ {u9n?Z%  
            Divide   5 hh5h \ZI%  
            /   \ 7FD,TJs  
          _1     3 m,J IId%O  
似乎一切都解决了?不。 :(.:bf  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 9a_UxF+6/  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 _a|g >  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ^)a:D KL  
H8B2{]HAt  
template < typename Right > ;uv$>F auk  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const !VsdKG)  
Right & rt) const % tC[q   
  { 3gD <!WI  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 2X*n93AQi  
} b?VByJl  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 eibkG  
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。 0>D*d'xLd  
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。 uFhPNR2l  
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。 jTZi< Y:bB  
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。 Ciz,1IV  
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? 5w{U/v$Z  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: (FZ8T39  
9ZR"Lo>3e+  
template < class Action > !q$>6P  
class picker : public Action fe"w--v  
  { >Z<ZT  
public : 7GG`9!l]D  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 0pl'*r*9  
  // all the operator overloaded @g]+$Yj  
} ; Ktvs*.?  
6}0_o[23  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 p! )tA  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: W$&*i1<a+  
Ag*?>I  
template < typename Right > L; A#N9  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ^,?>6O  
  { ="f-I9y  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Io>U-Zd\>  
} I9rQX9#B  
Z#[%JUYp'  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > +ZGH  
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。 yx6^ mis4  
`[XH=-p  
template < typename T >   struct picker_maker n "^rS}Y]  
  { {f*{dSm9b  
typedef picker < constant_t < T >   > result; %[ *+  
} ; (~! @Uz5  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > * CAz_s<  
  { .y_~mr&d  
typedef picker < T > result; _3O*"S=1  
} ; KL9JA; "  
)8n?.keq  
下面总的结构就有了: w40*vBz  
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。 B|+% ExT7  
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。 yd'cLZd<}  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 B# .xs>{N  
至此链式操作完美实现。 H4{7,n  
K`ygW|?gt  
LWSy"Cs*  
七. 问题3 {{[@ X  
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。 z|Xt'?9&n  
Z0D&ayzkh^  
template < typename T1, typename T2 > )te_ <W  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0}'/pN>  
  { !U(KQ:j  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); p]Qe5@NT  
} a9_2b}t  
e8egxm  
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: p)"EenUK  
u:J4Az^!  
template < typename T1, typename T2 > kkj@!1q(wO  
struct result_2 Wf%)::G*uR  
  { (Ia:>ocE0  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; HM"(cB(n`  
} ; a8%T*mk(  
+|K,\ {'U  
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? h"}F3E  
这个差事就留给了holder自己。 RC8-6s& ln  
    sk~7"v{Y.  
-XkjO$=!=  
template < int Order > FT}^Fi7  
class holder; %$Q!'+YW  
template <> /BF7N3  
class holder < 1 > VeQ [A?pER  
  { 1hV&/Qr  
public : 98_os2`  
template < typename T >  x}d5 Y  
  struct result_1 $[J\sokpY  
  { YhAO  
  typedef T & result; rEU1 VvE  
} ; ;;U&mhz`  
template < typename T1, typename T2 > irjHPuhcG  
  struct result_2 akHQ&+[j  
  { |L-- j  
  typedef T1 & result; Aqg$q* Y  
} ; ?9 `T_,  
template < typename T > a<+Rw{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ,p\*cHB9  
  { AP=SCq;  
  return (T & )r; cmaha%3d  
} qPhVc9D#  
template < typename T1, typename T2 > K+yi_n L  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const p{SIGpbR&  
  { Esg:  
  return (T1 & )r1; 2elj@EB,M  
} F[.IF5_  
} ; 2Y=Q%  
uHDUuK:Ur  
template <> m^)\P?M5|  
class holder < 2 > fKuaom9  
  { ypfjF@OT  
public : )_kEy>YscZ  
template < typename T > 8@T0]vH&  
  struct result_1 G~Y#l@8M+  
  { Xa&:Hg<  
  typedef T & result; AJzm/,H  
} ; lWf(!=0m  
template < typename T1, typename T2 > ?:zMrlX  
  struct result_2 Ox'K C  
  { % %2~%FVb  
  typedef T2 & result; u/\Ipk/  
} ; otP2qAI  
template < typename T > )S_ %Ip  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )MX%DQw  
  { %U1HvmyK  
  return (T & )r; Ja@ ?.gW  
} C|QJQ@bj0  
template < typename T1, typename T2 > :+ "JPF4X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A+3=OBpkW0  
  { O9{A)b!HB  
  return (T2 & )r2; h 'is#X 6:  
} ^AUQsRA7PZ  
} ; #`"B YFV[E  
;:Kc{B.s  
q93V'[)F  
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> >。 i{J[;rV9  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: >>=v`}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: z_z '3d.r7  
a1weTn*  
return l(i, j) = r(i, j); RZj06|r8  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) <)@^TRS  
_)# ~D*3  
  return ( int & )i; D,uT#P  
  return ( int & )j; y|wR)\  
最后执行i = j; ACgWT  
可见,参数被正确的选择了。 &0-Pl.M  
H{Na'_sL  
27H4en; o=  
dBW#PRg  
<5sfII  
八. 中期总结 } x'o`GuUf  
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:  +!wkTrV  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  uQW d1>  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 `"bp -/  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor [{_K[5i  
.:, 9Tf  
I]ol[ X0S  
;Y(~'KF  
8@I.\u)0  
+ V-&?E(  
九. 简化  HYg7B  
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。 i{>YQ  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 wtGb 3D"am  
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: iWn7vv/t  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 0+S'i82=M  
  +-*/&|^等 z7lbb*Xe  
2. 返回引用。 nSU7,K`PM  
  =,各种复合赋值等 W@FGU  
3. 返回固定类型。 c<qJs-C4;  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) k${F7I(Tb  
4. 原样返回。 #Cz:l|\ i  
  operator, VH.}}RS%  
5. 返回解引用的类型。 vYG$>*  
  operator*(单目) Aj=c,]2  
6. 返回地址。 R~BW=Dz,e  
  operator&(单目) W{;LI WsZ  
7. 下表访问返回类型。 d _koF-7  
  operator[] fP1fm  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 mDU-;3OqF  
  operator<<和operator>> qk(u5Z  
*(<3 oIRS  
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。 dtq]_HvTJ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: yAVt[+0  
v y F(k3W  
template < typename Left > UIw6~a3E  
struct value_return  eYRm:KC  
  { eD 7Rv<  
template < typename T > Z?'){\$*  
  struct result_1 knZ<V%/e  
  { 1uhSP!b  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; i'vjvc~  
} ; q]t^6m&-  
!GVxQll[f  
template < typename T1, typename T2 > 1Aa=&B2  
  struct result_2 Yy0m &3[  
  { <8/lHQ^\)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; w+ tO@  
} ; rx;zd?  
} ; k$ } 6Qd  
ZsYT&P2  
x68s$H  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ~# |p=Y  
/d-7n|#E  
下面我们来剥离functor中的operator() *CXVA&?  
首先operator里面的代码全是下面的形式: \(ZOt.3!J  
FKB)o7  
return l(t) op r(t) >pA9'KWs]  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ]qc2jut"  
return op l(t) b; 4;WtBO  
return op l(t1, t2) _qqJ>E<0  
return l(t) op 'GcZxF0  
return l(t1, t2) op aG\B?pn-  
return l(t)[r(t)] 6e;.}i  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] \<A@Nf"  
|4a#O8d  
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: lL:J:  
单目: return f(l(t), r(t)); c^8y/wfok  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); n-_-;TYH  
双目: return f(l(t)); v<Ux+-  
return f(l(t1, t2)); [t`QV2um  
下面就是f的实现,以operator/为例 _/!IjB:(70  
c8jq.y v  
struct meta_divide u5FlT3hY.  
  { = 8%+$vX  
template < typename T1, typename T2 > bx<7@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) D}Lx9cL  
  { RA+k/2]y!  
  return t1 / t2; "$BWP  
} z<mU$<  
} ; [(N<E/m%B  
%fz!'C_4  
这个工作可以让宏来做: SSF4P&  
Wz7jB6AWA  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ D?Q{&6p  
template < typename T1, typename T2 > \ z7J2O  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; u-. _;  
以后可以直接用 #`4ma:Pj  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) X;0DQnAI8j  
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 I(Yyg,1Z  
(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。。。) bmO[9 )G  
RtR]9^:~  
IPnbR)[%  
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 OsR4oT  
fW4N+2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > fz8eL:i:  
class unary_op : public Rettype cf0D q~G  
  { o3l_&?^  
    Left l; Xu:S h<:R  
public : MLcc   
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3l 0>  
$9\!CPZ2  
template < typename T > ;HJ|)PN5L  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g+k0Fw]!  
      { 3B|o   
      return FuncType::execute(l(t)); BUcze\+  
    } a ^b_&}y  
Bn/ {J  
    template < typename T1, typename T2 > GV([gs  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const igsJa1F  
      { X &6p_Lo  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); i1 ?H*:]  
    } /E@|  
} ; $R7n1  
?8n`4yO0  
nrMm](Y45  
同样还可以申明一个binary_op D EL#MD!  
n-{G19?  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > p/xxoU  
class binary_op : public Rettype Nq)=E[$  
  { n ||/3-HDj  
    Left l; _}7N,Cx   
Right r; =x~HcsJ8!R  
public : -lm\~VZT3  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0p_/eWww-  
nj~1y ')  
template < typename T > C_Y^<  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^~2GhveBV  
      { 0t1WvW  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); )sVz;rF<  
    } 5/Q^p"  
<ok/2v  
    template < typename T1, typename T2 > ,&!Txyye  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n9Z|69W6>  
      { ^e>`ob  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]v3 9ag_hu  
    } tm(.a ?p  
} ; Z| Z447_  
!t6:uC7H  
ayuj)]b  
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_}F  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 K<KyX8$P0  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) .S17O}  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 m6)8L?B   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9Bl_t}0  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Im1e/F]  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 [MYd15  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) eW]K~SPd7  
下面是修改过的unary_op h \b]>q@  
B]q &?~  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Ym5q#f)|  
class unary_op { D1.  
  { T2 0dZ8{y  
Left l; ]C-hl}iq  
  ]%3o"|  
public : g6k@E,cI_  
YsXP$y]g-  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} z{cIG8z  
v"Fa_+TVx  
template < typename T > GmB7@-[QA%  
  struct result_1 b,8W |  
  { Pm6/sO  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; lN)U8  
} ; cejSGsW6q  
C XZm/^  
template < typename T1, typename T2 > !j6]k^ra  
  struct result_2 NWSBqL5v   
  { q3B#rje>h  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;  [ottUS@  
} ; &)OX*y  
H3}{]&a  
template < typename T1, typename T2 > 0x'>}5`5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?ZDXT2b~~  
  { pm,&kE  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ,L^eD>|j5  
} b;O]@kBB  
|r!G(an1x4  
template < typename T > *?7Ie;)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const DF/p{s1Y3  
  { l. ?R7f  
  return OpClass::execute(lt(t)); J_OIU#-B  
} el39HB$  
dy;Ue5  
} ; C".&m  
ZJ@M}-4O1  
p mcy(<  
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 J (Yfup  
好啦,现在才真正完美了。 0ejx; Mum  
现在在picker里面就可以这么添加了: n|Vs27  
B0NKav  
template < typename Right > #Na3eHT  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const tWD~|<\. )  
  { "d>{hP  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); r}MXXn,f  
} ` ZXX[&C  
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。 V= U=  
a;D{P`%n  
~sshhuF  
/cUcfe#X  
(X@JlAfB  
十. bind 0: R}  
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。 .@Z qCH  
先来分析一下一段例子 h #Od tc1)  
y.26:c(  
=O1N*'e  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ngj=w;7~+  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 I4ZL +a  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 N\1!)b  
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。 &/}]9 #  
我们来写个简单的。 Xy:'f".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: sptDzVM  
对于函数对象类的版本: _9wX8fh3D  
G2U=*|  
template < typename Func > A!No:?S  
struct functor_trait }:7'C. ."  
  { ?2_Oa%M  
typedef typename Func::result_type result_type; 3'8B rK  
} ; *+re2O)Eh'  
对于无参数函数的版本: e3UGYwQ  
q [Rqy !,  
template < typename Ret > tbF>"?FY/  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Nt9M$?\P  
  { A1zM$ wDU  
typedef Ret result_type; *x2+sgSf_0  
} ; |X k'd@<  
对于单参数函数的版本: ifl`QZp_  
t6BggO"_u  
template < typename Ret, typename V1 > @*e|{;X]hy  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > S)of.Nq.;  
  { 3t5`,R1@t  
typedef Ret result_type; u;p{&\(]  
} ; s3kHNDdC  
对于双参数函数的版本: H%> E6rVB  
G1z[v3T  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ~UX@%0%)N  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > (wU<Kpt?J  
  { B> *zQb2:  
typedef Ret result_type; "<H.F 87Z)  
} ; -"[o|aa^  
等等。。。 |} ;&xI  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy :2iNw>z1  
h`X)sC+  
template < typename Func > j}3Avu%  
struct func_return orYE&  
  { #'fh'$5"  
template < typename T > t=o0 #jo  
  struct result_1 lxx)l(&  
  { qk;*$Q  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; u+UtvzUC  
} ; 5drc8_fZ  
@H2c77%  
template < typename T1, typename T2 > q`_d>l  
  struct result_2 je@F:5  
  { B:#5U85m  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; W~(@*H  
} ; 7Vd"k;:X  
} ; Rd@34"O  
kIhP 73M  
GOuBNaU {  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 U>?q|(u  
}kzGuNj  
template < typename Func, typename aPicker > 9W88_rE'e}  
class binder_1 Qn'Do4Le  
  { NC'+-P'y  
Func fn; 'NHtCs=F   
aPicker pk; nXPl\|pXt  
public : IV*@}~BJ  
nf=*KS\v  
template < typename T > 9o5W\.A7[D  
  struct result_1 %Z9&zmO  
  { .'N:]G@!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; =lY6v -MBw  
} ; \^a(B{   
t&}Z~Zp  
template < typename T1, typename T2 > gsFyZ  
  struct result_2 Tlc3l}B*Z  
  { CZ* #FY  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ap;?[B~Ga  
} ; n+ 1!/H=d  
HYm |  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} [mwJ*GJ-  
81Ixs Qt  
template < typename T > yN}upYxp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const VQ wr8jXye  
  { Cq\1t  
  return fn(pk(t)); &N4Jpa}w/%  
} [P~6O>a5p  
template < typename T1, typename T2 > qYo"-D*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  mG4$  
  { .,Q j3  
  return fn(pk(t1, t2)); aDEz |>q  
} >SRUC  
} ; Tk~RT<\Ab+  
>Y,3EI\  
XRoMD6qf;  
一目了然不是么? GVS-_KP\  
最后实现bind ]gHxvT\E  
K5l#dl_T  
[O~' \ Q  
template < typename Func, typename aPicker > s}"5uDfn1F  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) :lf;C T6$  
  { OSP#FjH  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); /8m2oL\<  
} wkNf[>jX?  
hLF+_{\C|  
2个以上参数的bind可以同理实现。 0zH^yx:ma  
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。 !;Hi9,<#7g  
&"X6s%ZH|  
十一. phoenix vwy10PlqL  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: UrAg*v!Qy  
V.<$c1#=$  
for_each(v.begin(), v.end(), >JdA,i}1  
( >6 p <n  
do_ ~9#x/EG/  
[ 5gP<+S#>T  
  cout << _1 <<   " , " X( Q*(_  
] % 1f, 8BM  
.while_( -- _1), [t)omPy<c  
cout << var( " \n " ) w\(LG_n|  
) b _Q:v&  
); C\.mv|aW~  
n =SY66  
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: jC_7cAsl  
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 bOIVe  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 g;p]lVx=>  
那么我们就照着这个思路来实现吧: z3F ^OU   
dFdll3bC  
!r=^aa(\  
template < typename Cond, typename Actor > X`xI~&t_  
class do_while MYVUOd,  
  { r]!<iw  
Cond cd; 7\.Ax  
Actor act; PT2b^PP  
public : "= H.$ +  
template < typename T > >&uG1q0p.  
  struct result_1 [y^)&L$=  
  { Zmx[u_NG  
  typedef int result_type; !: e0cV  
} ; FN$ hEc!  
'vgO`  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} NF?FEUoxz  
iQ[0d.(A  
template < typename T > 9C$#A+~C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `b(y 5Z  
  { qg7] YT&  
  do 79.J`}#  
    { 5f54E|vD  
  act(t); 8mjP2  
  } iU)-YFO  
  while (cd(t)); D+ki2UVt&  
  return   0 ;  84PD`A  
} bYzBe\^3q3  
} ; {d|R67~V  
# Sm M5%  
~cE;k@  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). zs+[Aco)  
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。 apW0(&\  
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。 [V#"7O vl  
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。 Q:iW k6  
下面就是产生这个functor的类: 4SG22$7W  
WIwbf|\  
;bt@wgY  
template < typename Actor > Y`FGD25`  
class do_while_actor ,v"/3Ff{,  
  { ++KY+j.^  
Actor act; vS~y~uU%6  
public : TO\%F}m(  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 5io7!%  
q.(p.uD  
template < typename Cond > >40B Fxc  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Q:LyD!at  
} ; gbc^Lb  
^q"wd?((h  
qA- ya6  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。  m8rz i:  
最后,是那个do_ h;vD"!gP  
Z2chv,SqCJ  
&`rV{%N"  
class do_while_invoker nsyg>=j  
  { 0/.#V*KM  
public : 4'BzW Z;_a  
template < typename Actor > >Kl78w:  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const -X#J<u T/  
  { ;F&wGe  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^H+j;K{5,  
} @LY 5]og  
} do_; ~A0E4UJgq  
UT [9ERS  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? nf< <]iHf  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 TJtW?c7  
最后来说说怎么处理break和continue @S~'m;  
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。 }iy`Ko+B"b  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五