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
  • 3497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 6h:?u4  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 iA%' ;V  
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, j""y2c1  
.,ppGc| *  
"doU.U&u  
o! 2 n}C  
  class filler 3!"b guE  
  { u_p7Mcb  
public : +J o 3rX'`  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Vyq#p9Q  
} ; -lP )  
w$b+R8.n)  
y= oVUsG  
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: (N*<\6kr  
BS-:dyBw  
! =\DC,-CB  
s#+"5&!s  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); hs{&G^!jo  
<wUD  
(?!(0Ywbg  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 q lz9&w  
;e~{TkD  
Ere?d~8  
o8};e  
二. 战前分析 1Es*=zg  
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。 Y0Hq+7x  
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 C>Omng1>^  
2xL!PR-  
Mz/]DJ8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +gbX}jF0%  
  /* --------------------------------------------- */ Q{.{#G  
vector < int *> vp( 10 ); -'O Q-5  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); >/!7i3Ow-  
/* --------------------------------------------- */ f%Z;05  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); L@1,7@  
/* --------------------------------------------- */ J$6-c' 8  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); JVUZ}#O  
  /* --------------------------------------------- */ >bX-!<S  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); b(.-~c('  
/* --------------------------------------------- */ Xr@l+zr  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ih+*T1#:(  
IFd )OZ5  
Xq8uY/j  
 !fQJL   
看了之后,我们可以思考一些问题: ba(arGZ+{  
1._1, _2是什么? >-_:*/66!  
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。 6?3/Ul }  
2._1 = 1是在做什么? i\kTm?BQZ  
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。 F,p`- m[q  
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。 wMH[QYb<*  
05l0B5'p  
c N02roQl  
三. 动工 ] ?DDCew  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: tr6jh=  
3W7;f!  
[+g(  
<mv7HKVg  
template < typename T > ZQ,fm`y\  
class assignment #dva0%-1  
  { E^Q@9C<!d  
T value; j!zA+hF (  
public : g,t3OnxS?  
assignment( const T & v) : value(v) {} X+]L-o6I2  
template < typename T2 > rao</jN.9  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } [,OJX N-4s  
} ; W]@gQ (Ef  
y-w2O]  
`3 f_d}b  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 U0NOU#  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment w)45SZ.  
B#HV20\?v  
+3M$3w{2  
eV[`P&j_C  
  class holder t$U3|r  
  { k sB  
public : ES^>[2Y  
template < typename T > ;j>*;Q`  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 0lX)Cl  
  { pyUNRqp  
  return assignment < T > (t); hnp`s%e,  
} XXa(305  
} ; eq^TA1>T  
vS7/~:C  
nkCecwzr-  
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: *ZGX-+{  
,\BVV,  
  static holder _1; cU7rq j_  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8|1`Tn}o  
5;X {.2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +68+PhHF  
而不用手动写一个函数对象。 2{Wo-B,wt~  
UH5w7M  
EoKC8/  
,/i_QgP  
四. 问题分析 k/df(cs  
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。 @O@fyAz  
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。 {SF[I  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 sCVI 2S!L  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;*y|8od B  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 <A)+|Y"^h6  
Vo #:CB=8  
五. 问题1:一致性 jr9&.8%W:v  
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?| LYp'vZ!  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Nc{]zWL9  
z )5S^{(  
struct holder wb]*u7G t/  
  { #2h+dk$1  
  // Ds {{J5Um%  
  template < typename T > NA+&jV  
T &   operator ()( const T & r) const XR|"dbZW.0  
  { 3rxo,pX94  
  return (T & )r; u FMIY(vB  
} DC&A1I&  
} ; UQ5BH%EPb  
C1V# ?03eI  
这样的话assignment也必须相应改动: Iph3%RaE  
tC2N >C[N  
template < typename Left, typename Right > ;SfNKu  
class assignment U);OR  
  { 4py(R-8\  
Left l;  VJ3hC[  
Right r; bFSlf5*H  
public : pFpZbU^  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (Up'$J}  
template < typename T2 > #e*X0;m  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Ejq=*UOP  
} ; <D;MT96SG  
"LOnDa7E^  
同时,holder的operator=也需要改动: [#0Yt/G  
Yrpxy.1=F5  
template < typename T > 'V&2Xvl%  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 7U,k 2LS  
  { T'8RkDI}-  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); &ik$L!iX  
} X6xx2v%D  
[Gh"ojt]w  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 qh-[L  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Qu`n&  
rnu e(t  
return l(rhs) = r; :y\09)CJK  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 S."7+g7Ar  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: X:Q$gO?[4  
gA_krK ,Z  
template < typename Tp > vVAb'`ysv  
class constant_t yIOLs}!SF  
  { qbXz7s*{  
  const Tp t; 9mQ#L<Ps  
public : v Xb:  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} $_)=8"Sn  
template < typename T > z5 Bi=~=#  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const @F?=a*s"!  
  { \83sSw  
  return t; a"QU:<-v  
} =O,JAR"ug  
} ; uArR\k(  
MHo1 lrZa+  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 71O3O7  
下面就可以修改holder的operator=了 ]M3# 3Ha"  
0N{+y}/G  
template < typename T > i&A%"lOI9  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const XvskB[\  
  { L~dC(J)@ZI  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); YdI0E   
} vBNZ<L\|a  
}~Q5Y3]#~  
同时也要修改assignment的operator() 5[4Z=RP  
XrS\+y3  
template < typename T2 > ) r9b:c\  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } o 7G> y#Y  
现在代码看起来就很一致了。 f jI#-  
Wr>(#*r7q  
六. 问题2:链式操作 pCC7(Ouo  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 4 \p -TPM  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 0KAj]5nvb  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 bD<qNqX$  
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。 }E;F)=E  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct S5_t1wqBJ  
wVqd$nsY"  
template < typename T > : ,p||_G&  
struct result_1 bC~~5Cm  
  { Fc8E Y*  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; JDv-O&]  
} ; ?+r!z  
$b>}C= gt  
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: HM&1y ubh#  
qzK("d  
template < typename T > xQu eE{  
struct   ref /APcL5:=  
  { .0|=[|  
typedef T & reference; >|3a 9S  
} ; 0@)%h&mD  
template < typename T > 5j{Np,K  
struct   ref < T &> r7 VXeoX  
  { NP/>H9Q2%  
typedef T & reference; s /%:dnij  
} ; @Z;1 g  
Y-p<qL|_  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: F98i*K`"  
?t rV72D  
template < typename T > `.=sTp2rbc  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const rg5]&<Vq8  
  { j'G tgT  
  return l(t) = r(t); jxw_*^w"  
} R8&|+ya  
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。 <y)E>Fl  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 nrpI5t.b  
M3pjXc<O  
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 U,; xZe  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: H"CUZ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 7>i2OBkAhB  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 k\N4@UK  
最后的布局是: A+ 0,i  
                Add a3@w|KLt  
              /   \ lj2=._@R  
            Divide   5 tNnyue{p  
            /   \ !e3YnlE  
          _1     3 u+D[_yd^  
似乎一切都解决了?不。 x*}bo))hb  
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。 }!)F9r@\  
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。 8]< f$3.  
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: 0{) $SY  
EO)%UrWnC  
template < typename Right > DQJG,?e{  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 7Kf}O6nE  
Right & rt) const ](K0Fwo`;"  
  { LJQ J\bT?  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Cca0](R*&  
} 8o-bd_  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _:J*Cm[q  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 Z$'I Bv  
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。 ]gEhE  
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。 $-vo}k%M  
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。 .L;@=Yg )  
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? ,EEPh>cXc  
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: $%2H6Eg0  
@5<CXTdF9c  
template < class Action > D59T?B|BdD  
class picker : public Action PRs@zkO  
  { 2 x 4=  
public : .px:e)iW  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ~]uZy=P? 5  
  // all the operator overloaded D>sYPrf  
} ; #^rU x.  
1 W'F3  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 oq;'eM1,.  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 3HiFISA*  
.mxTfP=9  
template < typename Right > xiM&$<LpR  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const G&9#*<F$c  
  { I&]G   
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); X-JV'KE}^z  
} w1|Hy2D`0  
%_gho  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > |M5-5)  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。  Mm= Mz  
{3edTu  
template < typename T >   struct picker_maker .~klG&>aV  
  { ;D2E_!N dt  
typedef picker < constant_t < T >   > result; |4b)>8TL/  
} ; I mym+  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > R+=a`0_S  
  { RKTb' 3H  
typedef picker < T > result; B 0)]s<<  
} ; `M@Ak2gcR+  
Y2T$BJJ  
下面总的结构就有了: kA#vByf`v  
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。 6*XM7'n  
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。 svhrf;3:  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 hW 2.8f$  
至此链式操作完美实现。 &M"ouy Zo9  
wH6u5*$p  
]=&L_(34  
七. 问题3 z,f=}t[.Y  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 s& yk  
=mt?C n}  
template < typename T1, typename T2 > CjL<RJR=  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I6w~H?ul@*  
  { TD,nIgH`  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); J|QiH<  
} %mI~ =^za  
xtfRrX^  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: bEH de*q(  
8^yJqAXK  
template < typename T1, typename T2 > .y4&rF$n  
struct result_2 ?nFO:N<  
  { "mIgs9l$  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; aXR%;]<Dw  
} ; t[C1z  
d'HOpJE  
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? |. C1|J'Z  
这个差事就留给了holder自己。 %|"Qi]c d  
    "Pc$\zJm;  
,4@|1z{bfm  
template < int Order > LAs7>hM  
class holder; E5G{B'%j  
template <> VWf %v  
class holder < 1 > /iM$Tb5  
  { 79 Bg]~}Z  
public : @h9MxCE!  
template < typename T > Of7 +/UV  
  struct result_1 e<\<,)9@/  
  { RA1yr+)  
  typedef T & result; tIZ~^*'  
} ; :@. ;  
template < typename T1, typename T2 > 'jaoO9KY K  
  struct result_2 >|udWd^$3  
  { T] | d 5E  
  typedef T1 & result; +]!lS7nsW  
} ; jX */piSq  
template < typename T > :#X[%"g.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |:q/Dt@  
  { r6.N4eW.L  
  return (T & )r; _PXdzeI.  
} 3C^1f rF  
template < typename T1, typename T2 > ~!:0iFE&H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \ L]|-f(4  
  { j4.&l3  
  return (T1 & )r1; wD9a#AgEd  
} =,/D/v$m'2  
} ; #$1$T  
4E3g,%9u  
template <> ecHP &Z$  
class holder < 2 > Wk7WK` >i  
  { #G;X' BN  
public : q~Jq/E"f  
template < typename T > SS3-+<z  
  struct result_1 fC<m^%*zgA  
  { T[uDZYx  
  typedef T & result; O.+9,4A(  
} ; "^rNr_  
template < typename T1, typename T2 > 2[R$RpA_  
  struct result_2 3#GqmhqKDk  
  { >- Bg%J9  
  typedef T2 & result; Z!{UWegun  
} ; NoDZ5Z  
template < typename T > 0!#; j{JQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const hx!7w}[A  
  { (4+1lOd  
  return (T & )r; I$jvXl=$  
} ijYvqZ_  
template < typename T1, typename T2 > .ER98  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const N}Vn;29  
  { _m'ysCjA  
  return (T2 & )r2; fE;Q:# Z.  
} 8A2 z 5Aa  
} ; $k0H9_  
c@du2ICUc  
bXdY\&fE  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Y E1Hpeb  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 9){  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 3Sh+u>w  
_<Dt z  
return l(i, j) = r(i, j); (JZ".En#X  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Zhi})d3l  
U}AX0*S  
  return ( int & )i; F[E? A95W  
  return ( int & )j; %$mjJw<|&  
最后执行i = j; kBsXfVs9  
可见,参数被正确的选择了。 49h0^;xlo:  
ef]B9J~h  
w6zB Vi  
'"xiS$b(  
?[= U%sPu=  
八. 中期总结 ;u!?QSvb  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: aG27%(@  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ImkrV{,e  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 oY3>UZ5\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 8T5k-HwE  
Y1\K;;X  
{B{i(6C(  
j\2[H^   
`gguip-C  
C{m&}g`  
九. 简化 Cvn$]bt/s  
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。 @$U e$  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 vDE |sT  
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: .W.;~`EW  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 }~I|t!GL  
  +-*/&|^等 &Ocu#Cb  
2. 返回引用。 J!p<oW)a!  
  =,各种复合赋值等 0HibY[_PbD  
3. 返回固定类型。 BQNp$]5s  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) u{C)qb5Pu  
4. 原样返回。 uHvaZMu  
  operator, bZ5n,KQA5  
5. 返回解引用的类型。 MCy~@)-IN  
  operator*(单目) 4rp6 C/i  
6. 返回地址。 2 P}bG>M  
  operator&(单目) U^$E'Q-VK  
7. 下表访问返回类型。 -2*>`,Uu  
  operator[] !,bPe5?Ql  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 &]NZvqdj.]  
  operator<<和operator>> Bc ^4 T1  
z`#_F}v,m/  
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。 5~}!@yzc  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: nNR:cG fG  
3M N  
template < typename Left > 8hB.fau  
struct value_return 80&D""  
  { "$)yB  
template < typename T > lB:l)!]||=  
  struct result_1 Y5%;p33uFG  
  { }$aNOf%:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ;`jU_  
} ; vm}G[  
8S>>7z!U  
template < typename T1, typename T2 > {D(,ft;s^  
  struct result_2 yazZw}};  
  { 3$_2weZxYn  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; UR:n5V4  
} ; ScJu_A f  
} ; [W(Y3yyY  
K&S@F!#g  
S0xIvzS  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait h48 bb.p2  
;=p;v .l  
下面我们来剥离functor中的operator() SIv[9G6  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 3o0IjZ=[>  
^H!Lp[5c  
return l(t) op r(t) i+ic23$4M  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) r@|ZlM@O  
return op l(t) l<N?'&  
return op l(t1, t2) A-0m8<  
return l(t) op SLh~_ 5  
return l(t1, t2) op ~@fanR =  
return l(t)[r(t)] 2np-Fc{S  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <^sAY P|  
l $Zs~@N  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: J/7 u7_  
单目: return f(l(t), r(t)); M?hFCt3Y  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); <2)v9c  
双目: return f(l(t)); Y6;@/[_  
return f(l(t1, t2)); cVg$dt  
下面就是f的实现,以operator/为例 =,E'~P  
a71}y;W  
struct meta_divide me$$he  
  { 8Mb$+^zU  
template < typename T1, typename T2 > M6x;BjrV  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Y[,U_GX/R  
  {  >fwlg-  
  return t1 / t2; /cY[at|p  
} h7RD `k:mF  
} ; ? ,V;f2c  
V*uEJ6T  
这个工作可以让宏来做: ee\Gl?VN  
YiNo#M91  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ vGyppm[0  
template < typename T1, typename T2 > \ #tP )-ww  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; .-%oDuB5zF  
以后可以直接用 ]>*I)H)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) d#Wn[h$"  
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 ;]u1~  
(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。。。) w6v1 q:20  
U\;Ml  
5W5pRd>Q  
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 )SD_}BY%k  
|vT=Nnu  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > vT}pbOTh  
class unary_op : public Rettype qIk )'!Vk  
  { ]o!&2:'N`  
    Left l; `7$Oh{67  
public : 4Xr"d@2(  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} cnYYs d{  
`|NevpXY1  
template < typename T > DW4MA<UQ  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yOM -;h  
      { h!~|6nj  
      return FuncType::execute(l(t)); +@^47Xu^  
    } yT2vO_rH  
"rf\' 9=  
    template < typename T1, typename T2 > GMyoSe%1/  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U(8I+xZ  
      { 25w6KBTe;:  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Ic_tc  
    } eKS:7:X  
} ; v.]'%+::#  
tTE3H_   
wfWS-pQ  
同样还可以申明一个binary_op vLD:(qTi  
>02i8:Tp5K  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0n7HkDo  
class binary_op : public Rettype ^M"HSewo  
  { n9wj[t1/  
    Left l; F BE @pd  
Right r; ?|gGsm+  
public : ~F=#}6kg_  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ds;Rb6WcnY  
uk`d,xF   
template < typename T > /XbY<pj  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const EgCp:L{  
      { hE9'F(87a  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); b^@`uDb6  
    } cRjL3  
!~Ax  
    template < typename T1, typename T2 >  |UABar b  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const av7q>NEZ!1  
      { Vl&+/-V  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); he_HVRpB  
    } d#RF0,Y9  
} ; 38OIFT  
Z={UM/6w  
OME!W w  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ~ mHXz  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ]i9H_K  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Cv gPIrl  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 HFpjNR  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! /5a$@%  
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。。。 U+I3P  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 cob9hj#&7  
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) K[`4vsE  
下面是修改过的unary_op m3h2/}%9`  
w;z@py  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > WXRHG)nvL  
class unary_op uQXs>JuD  
  { \5j22L9S  
Left l; e_;%F`  
  ' |h./.K  
public : >MBn2(\B;  
uKaf{=*  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 4Xa.r6T_N=  
@#G6z`,  
template < typename T > 'Hcd&3a  
  struct result_1  oaH+c9v  
  { kG_&-b  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; e2,<,~_K6  
} ; tr#)iZ\  
?Xy w<fMQ  
template < typename T1, typename T2 > @$K![]oD  
  struct result_2 ;7B2~zL  
  { D>!v_v6  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 'd~, o[x  
} ; nvm1.}=Cnd  
ZlwcwoPib  
template < typename T1, typename T2 > z|oA{VxW>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <yX@@8  
  { LRfFn^FPM  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); /It.>1~2@  
} od|N-R  
_Ct@1}aa4x  
template < typename T > Q&:92f\y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =rs=8Ty?S  
  { eB}sg4  
  return OpClass::execute(lt(t)); m bB\~n  
} uL qpbn  
oj,Vi-TZ  
} ; >=]NO'?O  
^mQ;CMV  
Wb*T   
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 r!-L`GUm  
好啦,现在才真正完美了。 'Sb6 w+  
现在在picker里面就可以这么添加了: 7.F& {:@_  
}(f,~?CP]  
template < typename Right > $u0+29T2O  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const AVdd?Ew  
  { r5X BcG(2  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); &?uzJx~  
} \?p9qR;"4  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 oeRYyJ  
@$N*lrM2  
2={K-s20  
& Q|f*T  
iZVT% A+q  
十. bind 0t/z "  
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。 e!L sc3@  
先来分析一下一段例子 )PLc+J.I  
,<Do ^HB/  
2t Z\{=  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ,vHX>)M|  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 yA`]%U((  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 [1[[$ Dr  
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。 <_FF~lj  
我们来写个简单的。 ;Wp`th!F  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 5 p(t")  
对于函数对象类的版本: s$3eJ|  
AyI}LQm]u  
template < typename Func > r4z}yt+  
struct functor_trait gE]a*TOZk  
  { XV0<pV>  
typedef typename Func::result_type result_type; {0m[:af&  
} ; E<fwl1<88  
对于无参数函数的版本: Vq;{+j(  
N5I W@?4  
template < typename Ret > Qnu&GBM  
struct functor_trait < Ret ( * )() > c]:J/'vc  
  { "S:NU .c?  
typedef Ret result_type; *+1"S ]YF  
} ; u9y-zhj_$  
对于单参数函数的版本: .k?hb]2N  
t]YLt ,  
template < typename Ret, typename V1 > Z<m'he  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > "}y3@ M^  
  { ybuSqFy`$  
typedef Ret result_type; HS|g   
} ; 5{x[EXE'  
对于双参数函数的版本: $SD@D6`lL  
]jT[dX|?  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > L-oPb)  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > | 2c!t$O@v  
  { CI3_lWax%  
typedef Ret result_type; 4OESsN$O  
} ; 8^ZM U{  
等等。。。 /`]|_>'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy &@.=)4Y  
JKu6+V jO  
template < typename Func > 9zGKQ|X)  
struct func_return myo~Qqt?  
  { 4mg 7f^[+  
template < typename T > 36Fa9P FCc  
  struct result_1 T_|fb)G+{  
  { Dg2#Gv0B  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^`PSlT3<F  
} ; }5c'ui!3H  
eVNBhR}HS  
template < typename T1, typename T2 > t1_y1!u Q  
  struct result_2 7^ Q$pT>  
  { R~mMGz  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; i?s&\3--Y  
} ; 07WIa@Q  
} ; sNan"  
sN \}Q#:8  
nQ(:7PFa'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 x_^OS"h-  
j9 &AMg  
template < typename Func, typename aPicker > whp\*]8  
class binder_1 U\!LZ?gC  
  { 22(]x}`  
Func fn; ~a0}  
aPicker pk; d'@H@  
public : 8 $*cfOC  
TKs@?Q,J  
template < typename T > rgY?X$1q_  
  struct result_1 @42lpreT  
  { 4lo}-@j  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; >j~70 ?  
} ; ,IX4Zo"a  
FO)nW:8]  
template < typename T1, typename T2 > LRlk9:QD>  
  struct result_2 ^V;lZtZ  
  { M#jeeE-}%  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q8yJW-GA   
} ; ,% DAh  
x6cl(J}  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \(7#N<-  
g&(~MD2{  
template < typename T > 9(gOk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IXk'?9  
  { */h 9"B  
  return fn(pk(t)); (HD>vNha1  
} K{|dt W&  
template < typename T1, typename T2 > `Q_ R/9~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HC, 0" W  
  { o2U J*4  
  return fn(pk(t1, t2)); z\ $>k_  
} >Zp]vK~s  
} ; 8Nq Iz  
-bX.4+U  
-(,6w?  
一目了然不是么? {mr)n3  
最后实现bind OMC|.[  
Kpbbe r  
@<{ #v.T  
template < typename Func, typename aPicker > 5oyMR_yl  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) xI),0 db  
  { &7nfTc  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); / {bK*A!  
} 0'2{[xF  
:1  
2个以上参数的bind可以同理实现。 P VW9iT+c  
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。 hl~F1"q )  
HbVV]y  
十一. phoenix o8pe07n(W  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: g \h7`-#t  
u5B/Em7,0  
for_each(v.begin(), v.end(), 6_ 0w>  
( L|'ME| '  
do_ a^1c _  
[ 5} aC'j\  
  cout << _1 <<   " , " H<Taf%JT  
] Nm.>C4  
.while_( -- _1), $7 Uk;xV  
cout << var( " \n " ) xR%ayT.  
) @*{BX~f  
); ]ZATER)jq  
JF=ABJ=  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧:  b- /x  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 6df&B .gg  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 f__WnW5h  
那么我们就照着这个思路来实现吧: r1?FH2Ns  
Qz$Dv@*y\  
FDC{8e  
template < typename Cond, typename Actor > 0'oT {iN  
class do_while oeKc-[r  
  { D6:J*F&?  
Cond cd; 2^lT!X@  
Actor act; ?pY!sG  
public : ==r|]~x  
template < typename T > NX",e=  
  struct result_1 zUu>kJZ  
  { -+Dvyr  
  typedef int result_type; W"@lFUi  
} ; F<WX\q  
a[rUU'8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} HwK "qq-  
/ kGX 6hh  
template < typename T > UL"3skV   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]997`,1b  
  { K9Fnb6J$u  
  do @z q{#7%z  
    { 8{<cqYCR  
  act(t); 1uQf}  
  } H)+kN'J  
  while (cd(t)); m%\[1|N  
  return   0 ; JH;DVPX9z  
} <\mc|p"  
} ; _Q}z 6+_\  
|O2PcYNu  
}d]8fHG  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). M.Ik%nN#K0  
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。 ;^i,Q} b/  
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。 RV(z>XM  
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。 m~B=C>r}t  
下面就是产生这个functor的类: DNe^_v)]|  
E e&$9 )t  
O waXG/z~  
template < typename Actor > %%[TM(z  
class do_while_actor o$ k$  
  { h)`vc#"65k  
Actor act; ::`wx@  
public : 0E[Se|!  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 4et#Q  
^)pY2t<^  
template < typename Cond > +60;z4y}w  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; rXX|?9 '  
} ; 1ouTZ'c?  
z\5Nni/~6D  
0wcWDE 9  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Q[KR,k  
最后,是那个do_ Shd,{Z)-Tg  
}YO}LQ-|  
w}b+vh^3Wy  
class do_while_invoker PEl]HI_H  
  { 7A-rF U$  
public : 7mNskb|  
template < typename Actor > ^*Fkt(ida  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const M3kE91  
  { 20)Il:x  
  return do_while_actor < Actor > (act); #!Fs[A5%  
} [\yI<^_a  
} do_; d:''qgz`  
=1qkoc~  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? [_-K  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 MzG.Qh'z  
最后来说说怎么处理break和continue kv b-=  
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。 0k 8SDRWU  
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