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
  • 7076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 y7 tK>aD}  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 nx<q]J uv\  
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, 0>jo+b\D$  
(C;oot,  
Umwd <o  
lW F=bz0  
  class filler J(&a,w>p  
  { ^%|(dMo4  
public : _J}vPm  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} %dXfC!  
} ; =A,32&;@N  
BS}uv3  
GvQ|+vC  
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: %;,D:Tv=&  
l\l\T<wa,  
f#xqu +)Z  
yQQ[_1$pq  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); N"~P` H![x  
H >@yC  
3mWd?!+m=  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Xg#g`m%(M  
eW*nRha  
Hl&]r'bK  
ZgO7W]Z4  
二. 战前分析 BaIh,iu  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ;F@dN,Y  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 &o/&T{t}  
o?P(Fuf  
_nRY5YnL4P  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); >u5}5OP7  
  /* --------------------------------------------- */ n }lav  
vector < int *> vp( 10 ); c4CBpi?}  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~AuvB4xe~  
/* --------------------------------------------- */ /IVw}:G  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ?Gr<9e2Eo  
/* --------------------------------------------- */ |::kC3=  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); /= P!9d {  
  /* --------------------------------------------- */ Cm}ZeQ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); f9u["e  
/* --------------------------------------------- */ iXC/? EK4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =1n>vUW+J  
GMOv$Tn-_L  
T$%u=$E%F  
HkxFDU-K  
看了之后,我们可以思考一些问题: y)U8\  
1._1, _2是什么? > ^3xBI:Q  
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。 @N.W#<IG  
2._1 = 1是在做什么? vE?qF9I{$0  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Uk ?V7?&  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 8%7H F:  
>C_! }~  
"DWw1{ 5/  
三. 动工 Ltcr]T(Ic  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >~J_9'gX6  
/]]\jj#^  
_F^|n}Qbj  
z!Jce}mx  
template < typename T > snj4MA@I]  
class assignment @oYq.baHX  
  { e~rBV+f  
T value; 1t!Mg{&e[x  
public : wrsETB c  
assignment( const T & v) : value(v) {} XA9$n_| bw  
template < typename T2 > B5B'H3@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 7-e)V{A`w  
} ; .(9IAAwKn  
)IZ$R*Y{  
u# =N8  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3CQpe  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment N.eSf  
+< BAJWU  
w #(XiH*  
o}WbW }&  
  class holder 7\{<AM?*  
  { ci3{k"  
public : Iob o5B  
template < typename T > wm2Q(l*HH  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const <\zb*e&vr  
  { yJb;V#  
  return assignment < T > (t); e1&c_"TOih  
} 9@D,ZSi  
} ; YVW!u6W'[6  
_\o +9X!  
B)^]V<l(w  
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: 6oUT+^z#  
ol`]6"Sc  
  static holder _1; $ HUCp9  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 QX(:!b  
yDd&*;9%Qg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \D}/tz5~B  
而不用手动写一个函数对象。 IHagRldG  
)SDGj;j+  
k7W8$8 v  
n}MG  
四. 问题分析 mbS &>  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Q_uv.\*z_  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 * 5P/&*c|  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 23+GX&Rp  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ]m}>/2oSs  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 :EA,0 ,  
J::SFu=  
五. 问题1:一致性 ~kN6Hr*X  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| [|F.*06SK  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 C8G['aQ  
lXz<jt@5  
struct holder .)W8 U [  
  { s@3!G+ -}  
  // ^Y'>3o21f  
  template < typename T > fYCAwS{  
T &   operator ()( const T & r) const @8_K^3-~e  
  { Tp0Tce/  
  return (T & )r; zxsnrn;|  
} 7`WK1_rR\  
} ; C(gH}N4  
U\b,W&%P  
这样的话assignment也必须相应改动: ^AEg?[q  
LL,~&5{  
template < typename Left, typename Right > m Y%PG  
class assignment !A<?nz Uv  
  { 4QDF%#~q^  
Left l; S:R%%cy  
Right r; N:&Gv'`  
public : 9h9Y:i*Gh5  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d ch(HB}[  
template < typename T2 > (sPZ1Fr\o  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } AalyEn&>  
} ; WS,p}:yPZG  
2=U4'C4#  
同时,holder的operator=也需要改动: naAZR*(A  
IXC: Q  
template < typename T > +i K.+B  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 9RAN$\AKy  
  { GadD*psD2  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Wk$%0xZ7  
} Z4rK$ B  
8# 9.a]AX  
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。 3tgct <"  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Qy9#(596  
* DU86JL`  
return l(rhs) = r; RJSNniYr7  
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。 ^IC|3sr   
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :x16N|z  
7<X_\,I  
template < typename Tp > ,@GI3bl  
class constant_t )2:d8J\  
  { 1vQ*Br  
  const Tp t; Knn$<!>  
public : Nhuw8Xv  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} UF0PWpuO  
template < typename T > C'hZNFsF;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const bY]aADv\  
  { >a]{q^0  
  return t; (?oK+,v?L  
} .p <!2   
} ; w 8T#~Dc  
9'T nR[>  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &(irri_  
下面就可以修改holder的operator=了 h\:"k_u#  
$FS j^v]  
template < typename T > n{=vP`V_  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const q,kdr)-  
  { M/>^_zG  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 1;S@XC>  
} G4]T  
@ 2Z{en?  
同时也要修改assignment的operator() '\=aSZVO  
}-!0d*I  
template < typename T2 > t 8|i>(O  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } lfK sqe"  
现在代码看起来就很一致了。 3Vs8"BFjz  
$CRu?WUS]'  
六. 问题2:链式操作 o4\\q66K  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 4Zo.c* BZ  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Y'mtMLfMc  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /&_$+Iun  
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。 2.qEy6  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct $mgW|TBXCQ  
W2&o'(P\  
template < typename T > <Y:{>=  
struct result_1 X@RS /  
  { ,` 6O{Z~  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; TD!--l*gL  
} ; Q V)>+6\  
u%!/-&?wF  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: I() =Ufs5z  
lE'3UqK  
template < typename T > ?I{L^j^#4  
struct   ref N?`V;`[  
  { 1o`zAJ8|2  
typedef T & reference; ~@=(#tO.  
} ; WX6}@mS.  
template < typename T > oq${}n<  
struct   ref < T &> `Y O(C<r-  
  { /o OZ>B%1s  
typedef T & reference; ' Dp;fEU$  
} ; mX 3p   
t xE=AOY5  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: aKjP{Z0k$  
jaw&[f 7  
template < typename T > o3]Lrzh  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const @,Z0u2WLl6  
  { Yw] 7@  
  return l(t) = r(t); aD]! eP/)  
} A]Bf&+V  
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。 m ww<Xm'  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 >)F "lR:o  
WP2=1"X63  
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 ])}a^]0q  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: sSd/\Ap  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 b9-IrR4h  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 U0gZf5;*  
最后的布局是: o^XDG^35`  
                Add vJLGy]  
              /   \ sUF9_W5z  
            Divide   5 \yl|*h3  
            /   \ q3AqU?f  
          _1     3 yQuL[#p  
似乎一切都解决了?不。 f WZ(  
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。 8[;vC$  
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。 W:,Wex^9n  
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: om`T/@_,  
M?!@L:b[  
template < typename Right > -8xf}v~u  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const L RVcf  
Right & rt) const U@M3.[jw  
  { f. "\~  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Keozn*fzI  
} tLBtE!J$[  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 '`3#FCg  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ;eN ^'/4A  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 &'SD1m1P  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 [ n7>g   
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 #L~i|(=U5  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ? 3=G'Ip5n  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 2%dL96  
DsejZ&  
template < class Action > H/c (m|KK  
class picker : public Action hbJ>GSoZ,  
  { O2?C *  
public : 'v"=   
picker( const Action & act) : Action(act) {} Nob(D'vSr  
  // all the operator overloaded u.gg N=Z  
} ; W6&vyOc  
d ~Z\%4  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 u= NLR\  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: +n)n6} S  
c-sjYJXKM*  
template < typename Right > 2;8m0+tl  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 1^!SuAA@  
  { iRzFA!wH  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =V[uXm  
} %2?+:R5.  
']r8q %  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > s/E|Z1pg3  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 AcC &Q:g  
BAf$ty h  
template < typename T >   struct picker_maker s6!6Oqh  
  { F$C6( C?  
typedef picker < constant_t < T >   > result; *MP.YI:h  
} ; 9} (w*>_L  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ^"WV E["  
  { eU[g@Pq:Y  
typedef picker < T > result; hF%M!otcJ-  
} ; K~N$s "Qx  
&{}Mds  
下面总的结构就有了: ZK5nN9`  
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。 Lo%n{*if  
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。 9)Fx;GxL  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 #BC"bY  
至此链式操作完美实现。 H@Dpht>[  
kZ40a\9 Ye  
/jY u-H+C  
七. 问题3 p3I"LY  
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。 %#HU~X:  
y&/IJst&aq  
template < typename T1, typename T2 > i0vm00oT  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X8 nos  
  { |>.Q U3  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); s]arNaaA  
} JU 9GJ"  
}E'0vf /  
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: l/eF P  
"6B7EH  
template < typename T1, typename T2 > )t6]F6!_  
struct result_2 mk-{@$QJb  
  { _?{7%(C  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; C?PQ>Q!f-  
} ; U7r8FLl  
k]b*&.EY1  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? >=~\b  
这个差事就留给了holder自己。 SQKhht`M  
    S;|:ci<[=  
[>=!$>>;8  
template < int Order > zLI0RI.Pe  
class holder; 0RUk^  
template <> !jCgTo y  
class holder < 1 > Dl,QCZeM  
  { ajYe?z  
public : 1b,a3w(:1  
template < typename T > LQ+/|_(.  
  struct result_1 !Ok(mgV$/  
  { @Nu2 :~JO  
  typedef T & result; rIyH/=;  
} ; ?J}Q&p.  
template < typename T1, typename T2 > >lI7]hbIs  
  struct result_2 Z8$}Rpo  
  { ua\t5M5  
  typedef T1 & result; 4aW@c<-r?  
} ; D6 B-#u!M  
template < typename T > *$f=`sj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Fq9YhR  
  { SZykG[  
  return (T & )r; IwYeKN6s  
} | ,8z" g  
template < typename T1, typename T2 > i"{O~[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [ks_wvY:'  
  { KA3U W  
  return (T1 & )r1; 4l D$'`  
} m[DQ;`Y  
} ; d {z[46>  
`lf_wB+I  
template <> [&x9<f6  
class holder < 2 > /:dLqyQ_V  
  { 2YD\KXDo  
public : n1[c\1   
template < typename T > )"?4d[ 5  
  struct result_1 kY0HP a  
  { ]5%0EE64  
  typedef T & result; ~!S3J2kG{  
} ; bcIae0LZ  
template < typename T1, typename T2 > &@=Jm /5  
  struct result_2 \#sD`O  
  { PyeNu3Il4  
  typedef T2 & result; CH++3i2&  
} ; kVn RSg}R  
template < typename T > ' jciX]g  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2& Q\W  
  { ^2+Ex+  
  return (T & )r; RTtKf i}  
} l;8t%JV5  
template < typename T1, typename T2 > zzmC[,u}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const lg%fjBY  
  { \Ne`9k  
  return (T2 & )r2; ':4cQ4Z  
} |x[I!I7.F  
} ; iTxWXij  
Iix,}kzss  
Bfb~<rs[  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 R'c*CLaiE  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *CN *G"  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @2(u=E:^  
kBUkE-~  
return l(i, j) = r(i, j); Bwg(f_[1  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ixTjXl2g  
!$)reaS  
  return ( int & )i; Bc>j5^)8w  
  return ( int & )j; 4[ uqsJB  
最后执行i = j; ,GOIg|51  
可见,参数被正确的选择了。 Y:*% [\R  
z']6C9m}  
i?L=8+9f  
?;~!C2Zs  
18$d-[hX  
八. 中期总结 q@.>eB'92P  
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: ,fjY|ip  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ^[hAj>7_8$  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 =By@%ioIGG  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor *%uzLW0  
N:G]wsh  
t{;2$z 0  
#H$lBC WI  
XtCIUC{r,  
tPyk^NJ;  
九. 简化 /gAT@Vx  
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。 :'h$]p%  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 x,n l PU  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 3ynkf77cn  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 r8"2C#  
  +-*/&|^等 |E~c#lV  
2. 返回引用。 [ G 9Pb)  
  =,各种复合赋值等 Dgz, Uad8f  
3. 返回固定类型。 ,ye}p 1M  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ss-W[|cHU  
4. 原样返回。 e&sH<hWR  
  operator, <^s31.&p  
5. 返回解引用的类型。 *+v*VH  
  operator*(单目) #cQ5-R -1  
6. 返回地址。 <zCWLj3  
  operator&(单目) G]h_z|$K  
7. 下表访问返回类型。 ;*?>w|t}w  
  operator[] cfmLErkp  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 `BmnXWMgx  
  operator<<和operator>> A=kOSq 4Q  
k"#gSCW$  
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。 a&{Y~Og?%  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: %N Q mV_1  
iw#~xel<ez  
template < typename Left > =%8 yEb*5#  
struct value_return !aSj1 2J  
  { 9(t(sP_  
template < typename T > ezw*Lo!  
  struct result_1 kqX=3Zo  
  { p2Khfl6-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; mr7Oi `dE  
} ; t U}6^yc  
Q u2 ~wp<  
template < typename T1, typename T2 > 0{vT`e'  
  struct result_2 Xz@#,F:@  
  { "BsK' yo.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; \v&zsv\B@  
} ; %Bw:6Y4LZ  
} ; [.4{s  
]AQ}_dRi=  
JPn)Op6  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait D\G.p |9=  
c5%}* "z  
下面我们来剥离functor中的operator() /e"iY F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ,KJHYm=Q  
-TVwoK  
return l(t) op r(t) |&"aZ!Kn  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ^R:&c;&,  
return op l(t) keC'/\e  
return op l(t1, t2) HnArj_E  
return l(t) op 7f+@6jqD\)  
return l(t1, t2) op T#Q7L~?zY  
return l(t)[r(t)] Zb 2pZhkW  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %SB4_ r*<  
7SS#V  
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: ]=t}8H  
单目: return f(l(t), r(t)); (mp  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9;Z{++z  
双目: return f(l(t)); K@*+;6y@  
return f(l(t1, t2)); l6#Y}<tq  
下面就是f的实现,以operator/为例 7)QZ<fme  
K?J_cnJ`  
struct meta_divide la<.B^  
  { ^7 \kvW  
template < typename T1, typename T2 > V<#KFm$>C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) lS9S7`  
  { 4_5f4%S  
  return t1 / t2; qK7:[\T|?T  
} %IBT85{  
} ; h#Z[ "BG  
7P2n{zd,  
这个工作可以让宏来做: o3`U;@&u  
;Tr,BfV|Bf  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ QP.Lq }  
template < typename T1, typename T2 > \ ?Fx~_GT  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; jz_Y|"{`v  
以后可以直接用 3as=EYm  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) j~>{P=_}  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 h_?`ESI~  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) }P?e31@:  
oaqH@`  
JWd[zJ[  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 iGSJ\  
FA*$ dwp  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > JrOx nxd^  
class unary_op : public Rettype z.8nYL5^}  
  { .fJ8  
    Left l; 7tlK'j'  
public : KxK,en4)+  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} SPE)db3  
D<69xT,  
template < typename T > I;NW!"pU  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c+3`hVV  
      { TiI/I`A  
      return FuncType::execute(l(t)); nQmHYOF%  
    } kyAN O  
]S4"JcM  
    template < typename T1, typename T2 > pgES)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (0.oE%B",1  
      { ;Va(l$zD  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); : B&~q$  
    } syB pF:`-W  
} ; 7he,(V  
yF(9=z"?  
aC[G_ACwc  
同样还可以申明一个binary_op ^(^P#EEG  
d[9{&YnH !  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > SX"|~Pi(  
class binary_op : public Rettype n7bVL#Sq[  
  { X1(ds*'Kv  
    Left l; `15}jTi  
Right r; 8%CznAO"?W  
public : w>j5oz}  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }{N#JTmjB#  
;S U<T^a  
template < typename T > LSc^3=X  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,nYa+e  
      { Bbs1U  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); CmBP C jh  
    } >KuNHuHu  
5z0Sns  
    template < typename T1, typename T2 > W,[ RB  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EM@|^47$  
      {  Culv/  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ks. p)F>]  
    } .\oW@2,RA9  
} ; MXaik+2  
|.Vgk8oTl  
CrI<rD%'  
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 _DSDY$Ec  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 'Grej8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ;U4O` pZ  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 D,.`mX  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! R-zS7Jyox  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 {D8opepO)  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Fy5:|C N  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) OSO MFt  
下面是修改过的unary_op t }4  
00;SK!+$  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > q(~jP0pj%  
class unary_op ?cWwt~N9  
  { RDSC@3%  
Left l; -`5]%.E&8  
  p,z>:3M  
public : 40=u/\/K  
6k@F?qHS  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} U~BR8]=G  
&I ~'2mpk  
template < typename T > $'CS/U`E}  
  struct result_1 On O_7'4 t  
  { F/J s K&&  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; i;~.kgtq4  
} ; fCu;n%   
t|V5[n!  
template < typename T1, typename T2 > KU "+i8"  
  struct result_2 D@X"1X!F`G  
  { < `;Mf>V  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n'vdA !R  
} ; >P(.yQ8&kL  
JO]?u(m01  
template < typename T1, typename T2 > *lZ V3F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GNHXtu6  
  { fif'ptK  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 3s]o~I2x  
} ?2o+x D2  
_~1O#*|4  
template < typename T > ;XNC+mPK  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SefF Ci%4  
  { ~~WY?I-  
  return OpClass::execute(lt(t)); 0;1O;JRw  
} p:tp |/  
"}0QxogYE  
} ; (oCpQDab@  
WUYU\J&q3  
.0/"~5  
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`/c#y||  
好啦,现在才真正完美了。 $pPc}M[h  
现在在picker里面就可以这么添加了: }|/<!l+;$  
/!5cf;kl*l  
template < typename Right > W4qT]m  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const _o?aO C  
  { +Y+fM  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); qOD^ P  
} Ao\OU}  
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。 kG4])qxC'  
M?sTz@tqq  
vfDX~_N  
[70 _uq  
S_AN.8T  
十. bind T{3-H(-gA  
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。 }# Ji"e  
先来分析一下一段例子 d@ZXCiA},  
ze8MFz'm  
6ypHH 2X  
int foo( int x, int y) { return x - y;} c.-dwz  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 lUnC+w#[  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 6m(+X M S  
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。 [BKTZQ@G@  
我们来写个简单的。 `P|V&;}K  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Q 'e[(^8  
对于函数对象类的版本: './qBJ  
?6\A$?  
template < typename Func > }*P;kV  
struct functor_trait 7O=7lQ  
  { qMqf7 .  
typedef typename Func::result_type result_type; T-oUcuQB  
} ; C91'dM  
对于无参数函数的版本: +q432ZG  
rUB67ok*  
template < typename Ret > h5E<wyd96.  
struct functor_trait < Ret ( * )() > YpSK |(  
  { \rbvlO?}  
typedef Ret result_type; WR* <|  
} ; L_zB/(h  
对于单参数函数的版本: :G<~x8]k0  
!*k'3r KOW  
template < typename Ret, typename V1 > do< N+iK  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > SV1;[  
  { y.Yni*xt/  
typedef Ret result_type; @G>&Gu;5  
} ; OOz;/kay  
对于双参数函数的版本: Oh=Kl3xs  
2Nx#:Rz  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > b:*( f#"q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <5c^DA  
  { _#E@& z".L  
typedef Ret result_type; Y-"7R>^I  
} ; +\B.3%\-  
等等。。。 hya $Vp  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy N?%FVF  
XXW.Uios  
template < typename Func > PrEfJ?  
struct func_return wcDb| H&  
  { &,=t2_n  
template < typename T > 6~8X/ -02  
  struct result_1 z 2Ao6*%  
  { yuB\Z/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p@=B\A]  
} ; }/-TT0*6j<  
+ gP 4MP  
template < typename T1, typename T2 > }mQh^  
  struct result_2 |Z{ DU(?[b  
  { E1rxuV|9  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 2Rs-!G< ]  
} ; @I0[B<,:G  
} ; ~_yz\;#  
$x1PU67  
ew6\Z$1c~  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 9|LV x3]  
zF=E5TL-,4  
template < typename Func, typename aPicker > "+ 8Y{T  
class binder_1 dI9u: -  
  { j[YO1q*  
Func fn; ;Quk%6;[N  
aPicker pk; UkXf)  
public : j.y8H  
Nm=\~LP90  
template < typename T > 6`hHx=L  
  struct result_1 >Sh"/3%q  
  { J |TA12s  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ;b1*2-  
} ; B[6y2+6$0  
B<uUf)t  
template < typename T1, typename T2 > )o@-h85";  
  struct result_2 mg7Q~SLL{  
  { h\qM5Qx+Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4^rO K  
} ; v %fRq!~  
~$3X>?Q  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} jZvQMW  
3[O;HS3|  
template < typename T > /iekww^54  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G_UxR9Qo  
  { #4<Rs|K  
  return fn(pk(t)); 4chSo.= 4V  
} nXuoRZ  
template < typename T1, typename T2 > =W~K_jE5lo  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .U:DuyT  
  { *q.qO )X}3  
  return fn(pk(t1, t2)); ]B"YW_.x2  
} zg=F;^oZ<  
} ; X3j<HQcK  
;0f?-W?1  
d;D8$q)8Q  
一目了然不是么? T]tG,W1>i  
最后实现bind `II/nv0jn  
4d*=gy%  
TZ,kmk#  
template < typename Func, typename aPicker > !wttKUO?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) [j :]YR  
  { .w`1;o  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Iq-+X3i  
} ,\BGxGNAmV  
D<2|&xaR  
2个以上参数的bind可以同理实现。 MH>CCT  
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。 FM3DJ?\L-  
=A,6KY=E  
十一. phoenix ;*Cu >f7  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: p v2u.qg5z  
+h$) l/>:  
for_each(v.begin(), v.end(), |oSx*Gh  
( 6_# >s1`R  
do_ kR0d]"dr  
[ 9(>l trA  
  cout << _1 <<   " , " C>vp oCA  
] + W ? / A]  
.while_( -- _1), p-=+i   
cout << var( " \n " ) 4$=Dq$4z  
) hYS*J908  
); s4RqMO5eI  
;MqH)M  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ;c'9Xyl-  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor fBptjt_  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 XujVOf  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ~ l'dpg  
S[bFS7[  
S1<mO-  
template < typename Cond, typename Actor > ]Y'oxh  
class do_while L+}q !'8S  
  { `i8KIE  
Cond cd; l;I)$=={=  
Actor act; `JGV3nN  
public : i9.~cnk  
template < typename T > ,1"w2,=  
  struct result_1 cC_L4  
  { ?G[<~J3-E  
  typedef int result_type; HCh;Xi  
} ; w !N; Y0  
S+Aq0B<  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} BTXS+mvl  
O'~c;vBI  
template < typename T > +X4O.6Mn  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nwk66o:|  
  { P&@:''  
  do { jnQoxN  
    { ;* vVucx  
  act(t); ~:Jw2 P2z  
  } X]J]7\4tF\  
  while (cd(t)); bqwQi>^Cw  
  return   0 ; | fMjg'%{}  
} PiD%PBmUl  
} ; 3s iWq9 .  
D];%Ey  
P@ewr}  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). WPBn?vb0<  
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。 j rX .e  
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。 s? /#8 `  
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。 {{b&l!  
下面就是产生这个functor的类: P"dWh;I_  
E5d?toZ,8"  
0h~Iua5  
template < typename Actor > 2ZMYA=[!  
class do_while_actor S/}6AX#F4  
  { +@]b}W  
Actor act; q=bW!.#?  
public : VeixwGZ.  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ?Z-(SC  
R u^v!l`!7  
template < typename Cond > | ,bCYK  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 3.q%?S}*  
} ; YNc] x>  
}`g:) g J  
OR[6pr@  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 7Y$#* 7  
最后,是那个do_ fsU6o4  
7^|oO~x6  
Nz`4q %+  
class do_while_invoker +I$c+WfU  
  { M_tY:v  
public : ]3@6o*R;  
template < typename Actor > l[=7<F  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const v,Lv4)  
  { IUco 8  
  return do_while_actor < Actor > (act); 6QsH?!bu  
} ~b+TkPU   
} do_; )ndcBwQc"  
lWS @<j  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? %c%0pGn8-  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 O5HK2Xg,C  
最后来说说怎么处理break和continue [%(}e1T(  
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。 jEj#|w  
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