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
  • 4781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 "`HkAW4GZa  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qM78s>\-h  
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, E#}OIZ\S  
#0>??]&r  
}#):ZPTs  
YbAa@Sq@  
  class filler ._'AJhU$0  
  { z,dh?%H>X  
public : hS&3D6G t  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} @ =g Px  
} ; U[7 &   
9/2VU< K  
&iKy  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: =`Ii ?xo  
"i>?Tg^  
l@:Tw.+/9  
E$l4v>iA  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); #C^)W/dP  
^f6p w!  
ov;1=M~RF  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 mD@*vq  
r{\c. \  
R(p`H}^  
TL u+5f  
二. 战前分析 0C!f/EZK  
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。 0 PEg `Wq  
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 |pLx,#n  
(~S=DFsP  
lRA=IRQ]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); PgOOFRwP  
  /* --------------------------------------------- */ ((0nJJjz  
vector < int *> vp( 10 ); 0b=1Ce+0q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 3Ye{a<ckK  
/* --------------------------------------------- */ k-it#'ll{x  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); rnAQwm-8O%  
/* --------------------------------------------- */ JR6r3W  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); fh%|6k?#M  
  /* --------------------------------------------- */ U]Y</>xGI  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Yzr)UJl*I  
/* --------------------------------------------- */ 9-:\ NH^;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [vv $"$z  
7:/gO~g I  
<|-da&7  
T)c<tIr6  
看了之后,我们可以思考一些问题: ,J;Cb}  
1._1, _2是什么? @!'rsPrI  
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。 a4d7;~tZ  
2._1 = 1是在做什么? z|Y  Ms?  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 P{m(.EC_  
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。 {$>Pg/  
2WO5Af%  
j!c~%hP  
三. 动工 r=}v` R&  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: sdp3geBYo  
#jj+/>ZOi  
`;j@v8n$*  
HQkK8'\LP  
template < typename T > nh XVc((  
class assignment 7q%xF#mK=  
  { 'G>$W+lT^  
T value; i0}f@pCB?X  
public : E .N@qMn~  
assignment( const T & v) : value(v) {} X+2uM+  
template < typename T2 > gwGw  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } &9Kni/  
} ; -UB XWl  
;cEoc(<?  
;F_pF+&q  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =\`iC6xP}  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /@w w"dmqU  
y5{Vx{V"Q  
m?O~(6k@C  
J?C#'2 /   
  class holder n58yR -"  
  { fI v?HD:j  
public : !!k^M"e2  
template < typename T > p>N8g#G  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const [$X^r<|P@  
  { emSky-{$u  
  return assignment < T > (t); (b;Kl1Ql]  
} zC,c9b  
} ; X $2f)3  
OwCbv j0 #  
q6PG=9d0B  
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: 6Ki!j<  
9-+N;g!q  
  static holder _1; KAJR.YNm  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5 ) q_Aro  
Xp+lpVcJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); r;^%D(  
而不用手动写一个函数对象。 lqTc6@:D  
r2*8.j51  
\,xa_zeO  
A?bqDy  
四. 问题分析 9.%t9RM^  
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。 i E?yvtr8  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 b>2{F6F  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ZkJLq[:cM  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 A.vf)hO  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  PI.Zd1r  
Z;<:=#  
五. 问题1:一致性 KKq%'y)u^  
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?| $cW t^B'  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ck< `kJ`b  
~t<G gNI  
struct holder .?vHoNvo  
  { 8y']kVg  
  // 9}wI@  
  template < typename T > 43 vF(<r&f  
T &   operator ()( const T & r) const ..kFn!5(g  
  { ]Cs=EZr  
  return (T & )r; WG&! VK  
} 9W0*|!tQ,+  
} ; ppo0DC\>  
9 JhCSw-<)  
这样的话assignment也必须相应改动: jddhX]>I  
q3v v^~  
template < typename Left, typename Right > _NB*+HVo  
class assignment "F =NDF  
  { -{}h6r  
Left l; *c\XQy  
Right r; boI&q>-6Re  
public : 's.e"F#  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} NB4 Q,iq$  
template < typename T2 > Y&1N*@YP  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 3G[|4v?[<_  
} ; "=w:LRw  
XzPOqZ`Nv  
同时,holder的operator=也需要改动: F$-fj "jC  
#M||t|9iu?  
template < typename T > J'ZC5Xr  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const #UE}JR3g  
  { 'ieTt_1.G  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); H C=ZcK'W  
} 02tt.0go  
2-DG6\QX|  
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。 *u-$$@|y  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 h\p!J-V  
E~#G_opQA  
return l(rhs) = r; dl"=ZI '^  
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。 0hhxTOp  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Ab]tLz|Z  
2i0;b|-=  
template < typename Tp > !u'xdV+bf  
class constant_t "F}dZ  
  { Qd~z<U l  
  const Tp t; \vJ0Mhk1  
public : S6}_N/;6~  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} '}9 Nvr)+  
template < typename T > o5j6(`#;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const PZQAlO,  
  { Z;V(YK(WO.  
  return t; {_-T!yb  
} w\MWr+4  
} ; 4/%fpU2  
h=S7Z:IaM  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 W+GC3W   
下面就可以修改holder的operator=了 Vz$xV!  
,p3]`MG  
template < typename T > X4 ] miUmh  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const eAo+w*D(  
  { m94PFD@N  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Q=8YAiCu  
} bf@g*~h@  
Z1jxu;O(  
同时也要修改assignment的operator() f=k#o2  
n?nzm "g  
template < typename T2 > v$0|\)E)  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } "{r8'qn  
现在代码看起来就很一致了。 4b[bj").A  
%L^(eTi[  
六. 问题2:链式操作 6lCpf1>6@  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 jC_'6sc`  
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。 mZ2CG O R  
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。 :{N*Z}]  
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。 U#c Gd\b  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 'iF%mnJ  
f] #\&"  
template < typename T > u178vby;l  
struct result_1 Ovc9x\N  
  { JH{/0x#+  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; "5L?RkFi\  
} ; >t.Lc.  
%'ah,2a%  
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: =y-yHRC7  
.SjJG67OyA  
template < typename T > 1&! i:F#  
struct   ref "D8WdV(  
  { r :$tvT*  
typedef T & reference; \?]U*)B.r  
} ; L'r&'y[  
template < typename T > z?<B@\~  
struct   ref < T &> lHtywZ@%3  
  { rbnAC*y8'L  
typedef T & reference; %SOXw 8-  
} ; r@}`Sw]@  
>zqaV@T  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 4/|x^Ky>G  
BK%. wi  
template < typename T > ` @  YV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const sBB[u'h!  
  { #lrwKHZ+  
  return l(t) = r(t); X+ITW#  
} 2zqaR[C  
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。 l>K+4  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 cN0 *<  
1R3,Z8j'  
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 6`O,mpPu4G  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ru@#s2  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 PkrVQH9^w  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 #?Kw y  
最后的布局是: 0: a2ER|J  
                Add $*942. =Q  
              /   \ ns%gb!FBJX  
            Divide   5 :-}K:ucaj  
            /   \ b"A,q  
          _1     3 0t? o6 e  
似乎一切都解决了?不。 k7Bh[ ..!  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 )`rD]0ua;  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 I4G0 !"T+  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: LWv<mtuYf  
b'\Q/;oz>  
template < typename Right > Q3ty K{JE  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const y<kUGsD  
Right & rt) const &'$Bk5D@G  
  { $ uHQl#!;  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); LAlwQ^v|  
} {/]2~!  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 R|8vdZ%@  
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。 JY2<ECO  
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。 `jGeS[FhR  
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。 xcr2|  
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。 GMJ4v S  
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? EjLq&QR.  
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: $KYGQP  
WVRIq'  
template < class Action > `s)4F~aVo  
class picker : public Action V?j,$LixY  
  { ?{qUn8f2  
public : g %mCg P  
picker( const Action & act) : Action(act) {} PP$sdmo  
  // all the operator overloaded (M$0'BV0  
} ; s{@R|5  
a2B71RT~  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 4W" A*A  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: [*^.$s(  
,gVVYH?qR  
template < typename Right > E`oA(x7l  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const E xhih^[_  
  { m "9f(  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `f;w  
} $_"u2"p  
t`z"=S  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 0~fjY^(  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 vHf)gi}O|  
=$J(]KPv!?  
template < typename T >   struct picker_maker 4CF;>b f~  
  { + f67y  
typedef picker < constant_t < T >   > result; p[C"K0>:_F  
} ; P:'wSE91  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > :')[pO_FW*  
  { H ni^S  
typedef picker < T > result; @e)}#kN.  
} ; f256;3n  
X%'z  
下面总的结构就有了: |T6K?:U7  
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。 [Kwj 7q`  
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。 }n==^2  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 wtek5C^  
至此链式操作完美实现。 \Osu1]Jn>  
WiytHuUF  
ZRxOXt&;  
七. 问题3 ?$6H',u  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 T#Z&*  
rw'+2\  
template < typename T1, typename T2 > '(5GR I<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const GM6, LzH  
  { lD,2])>  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); J 6KHc^,7  
} :/T\E\Qr  
8 ??-H0P  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: a&_ h(  
G\gjCp?!  
template < typename T1, typename T2 > TN0KS]^A3  
struct result_2 O=2|'L'h!  
  { I_<VGU k  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Bz ;r<Kn  
} ; n4k q=Z%  
^!1!l-  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? wmr?ANk  
这个差事就留给了holder自己。 ^Gk`n  
    zTg\\z;  
{]Zan'{PCO  
template < int Order > j?2~6W/[  
class holder; ({!!b"B2  
template <> ""-wM~^D  
class holder < 1 > :oIBJ u%/  
  { %)lp]Y33  
public : =K`.$R  
template < typename T > \1<'XVS  
  struct result_1 jo:Z  
  { W"Ip]LJ  
  typedef T & result; >38>R0k35  
} ; 63W;N7@  
template < typename T1, typename T2 > j*DPW)RkKX  
  struct result_2 LlX)xJ  
  { sC-o'13  
  typedef T1 & result; ^ #:;6^Su  
} ; 072C!F  
template < typename T > IA`voO$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 8TP$?8l  
  { AY/.vyS  
  return (T & )r; vXDs/,`r  
} jaoZ}}V_$  
template < typename T1, typename T2 > [Fr](&Tx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /w?e(v<  
  { ~n]5iGz  
  return (T1 & )r1; _@ao$)q{J  
} *?X&Y8Kf  
} ; u<S`"MR:J  
#%E`~&[  
template <> *E/Bfp1LIe  
class holder < 2 > [9">}l  
  { LIID(s!bX  
public :  ~71U s  
template < typename T > yvB]rz} i  
  struct result_1 yzS^8,  
  { =d{6=2Pt  
  typedef T & result; 4zMvHe  
} ; Ms!EK  
template < typename T1, typename T2 > ws0qwv#  
  struct result_2 ?6:qAFw  
  { sq'm)g  
  typedef T2 & result; kOQ)QX  
} ; I0}.!  
template < typename T > ukR0E4p  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const XJ<"S p  
  { \L*%?~  
  return (T & )r; & &}_[{fc  
} 6(8 F4[D  
template < typename T1, typename T2 > SxRJ{m~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const W;OGdAa_  
  { ZsP^<  
  return (T2 & )r2; k$kE5kh,S  
} HgQjw!  
} ; !eyLh&]5  
;73S;IPR  
2)=whnFS  
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> >。 eGEwXza 4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: &nmBsl3Q.  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: qd0G sr}j  
/!H24[tnk1  
return l(i, j) = r(i, j); y[ dB mTY  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Dd?G4xUG  
agUdI_'~@9  
  return ( int & )i; ^)dsi  
  return ( int & )j; CPJ<A,V  
最后执行i = j; S\:^#Yi`  
可见,参数被正确的选择了。 [K4cxqlfk  
bg zd($)u  
 y<Koc>8  
KtQs uL%  
IO\1nB$0nb  
八. 中期总结 N'2?Zb  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: J||g(+H>  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 bbC@  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 | xB`cSu(  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor S F)$b  
@8W@I|  
#&|"t< }  
H:(B^uH  
M1Q&)am  
|P5dv>tb F  
九. 简化 45JL{YRN  
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。 *Dg@fxCQ  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Wg}KQ6 6  
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: >|SIqB<%:  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 -m`|Sq  
  +-*/&|^等 Km5_P##  
2. 返回引用。 Gld~GyB\k  
  =,各种复合赋值等 @)b'3~ D  
3. 返回固定类型。 _A,_RM$Y  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ( >}1t!1  
4. 原样返回。 \:m~ +o$<-  
  operator, c^W;p2^  
5. 返回解引用的类型。 q-z1ElrN7u  
  operator*(单目) ?AFb&  
6. 返回地址。 ?\\wLZ  
  operator&(单目) 8-G )lyfj  
7. 下表访问返回类型。 Q6(~VvC-  
  operator[] Y(,RJ&7  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 2O kID WcM  
  operator<<和operator>> !~E/Rp  
IOFXkpK R  
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。 ]xvA2!) Q  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: I$"Z\c8;  
mP^B2"|q  
template < typename Left > #eJfwc1JY  
struct value_return ?xaUWD  
  { ;2kQ)Bq"  
template < typename T > 2VV>?s  
  struct result_1 6/;YS[jX  
  { +C`!4v\n  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 1EV bGe%b  
} ; nFni1cCD  
&eV5#Ph  
template < typename T1, typename T2 > ["nWIs[h  
  struct result_2 !{l% 3'2  
  { ?c8~VQaQ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; _f!ko<52  
} ; I[%IW4jJ  
} ; EP38Ho=[  
O8Mypv/C  
z_'^=9m  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Qy:yz  
s4Ja y!A  
下面我们来剥离functor中的operator() +Ug &  
首先operator里面的代码全是下面的形式: x;[)#>.'  
( %7V  
return l(t) op r(t) ?h`,@~6u  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) HK[%'OQ  
return op l(t) _&= `vv'  
return op l(t1, t2) 0j$=KA  
return l(t) op gNr4oOR{  
return l(t1, t2) op 1XN%&VR>^D  
return l(t)[r(t)] O+-+=W  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] fS}Eu4Xe  
](oeMl18R  
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: <~|n}&  
单目: return f(l(t), r(t)); #s~ITG #H  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7O)ATb#up  
双目: return f(l(t)); )nHMXZ>Td  
return f(l(t1, t2)); M Q =x:p{  
下面就是f的实现,以operator/为例 Z&^vEQ  
\B')2phE  
struct meta_divide 3JD62wtx  
  { ;*5z&1O  
template < typename T1, typename T2 > W<<G  'Km  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) D0#U*tq;  
  { UusAsezm:  
  return t1 / t2; VsA_x  
} $idToOkw  
} ; ]Z[3 \~?  
UL ew ~j  
这个工作可以让宏来做: U$D:gZ  
*effDNE!  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ v_5O*F7)  
template < typename T1, typename T2 > \ )-+tN>Bb  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 7'+`vt#E  
以后可以直接用 kYS#P(1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) @%g:'^/  
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 _Nh])p-  
(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。。。) oxFd@WV5  
 e$  
>%"TrAt  
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 @{V`g8P>  
4=q4_ \_T  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ->|eMV'd  
class unary_op : public Rettype ^Ip\`2^u  
  { uEPm[oyX  
    Left l; L e~D"d8  
public : o<b  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} fCa lR7!  
wOUCe#P|r  
template < typename T > '!X`X=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pz2E+o  
      { }Bh\N 5G%  
      return FuncType::execute(l(t)); '1!%yKc0  
    } 2s2KI=6  
:SFf}  
    template < typename T1, typename T2 > x^3K=l;N  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }f> 81[^  
      { aQhT*OT{Q  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); rDaiA x&  
    } b0f6?s  
} ; |{M F o)  
!h&h;m/c  
jhG6,;1zMI  
同样还可以申明一个binary_op GLY,<O>D5  
Gyu =}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > L_Z`UhD3{  
class binary_op : public Rettype 3Mh_ &%!O  
  { o)\EfPT  
    Left l; [Qkj}  
Right r; Pd:tRY+t/  
public : ]I~BgE;C9  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5'Mw{`  
%Y`)ZKh  
template < typename T > ADP[KZO$ 4  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ke*&*mx"L  
      { ygm=q^bV]s  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); -}qay@cDt  
    } ),;h  
7B _Wz9y  
    template < typename T1, typename T2 > 09Oe-Bg  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xa8_kv_  
      { @)ozgs@e  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Wbmqf s  
    } PClwGO8'&  
} ; f$nZogaQ  
ku v<  
+DT tKj  
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 DKQQZ` PF  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 c1%ki%J#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) <Dnv=)Rq  
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。 #z}IW(u<  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! c_?!V  
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。。。 S r7EcT-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 (>D{"}  
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) IOUzj{G#  
下面是修改过的unary_op K!jau|FS  
+/*A}!#v  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > w RTzpG4  
class unary_op NLWj5K)1P  
  { 'vIVsv<p  
Left l; T7G{)wm  
  6l?KX  
public : ]=^NTm,  
z81`Lhg6  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} %c c<>Hi  
wd:SBU~f5*  
template < typename T > vP<8 ,XG  
  struct result_1 \]/ 6>yT  
  { $_Lcw"xO  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; \4q1<j  
} ; j"+R*H(#  
'UCF2 L  
template < typename T1, typename T2 > YsjTC$Tx,  
  struct result_2 WAw} ?&k  
  { .=b)Ae c  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; EJrQ9"x&n  
} ; Q5v_^O<!  
bF3}L=z  
template < typename T1, typename T2 > NE$=R"<Gv  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7^8<[8  
  { -,xsUw4  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); My >{;n=}  
} W^nG\"T^  
0Z[8d0  
template < typename T > ;(Qm<JAa  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0j~C6 vp  
  { _EZrZB  
  return OpClass::execute(lt(t)); V@>s]]HMq#  
} `Axn  
ab5z&7Re6  
} ; {wf e!f  
[.iz<Yh  
oxm3R8 S  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug hz+x)M`Y  
好啦,现在才真正完美了。 OGO4~Up  
现在在picker里面就可以这么添加了: ?Da!QH >,]  
8BJ&"y8H  
template < typename Right > 3m`y?Dd  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const [^-DFq5@  
  {  t"'aQr  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Y_&)>;  
} G&*2h2,]  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 )![? JXf  
('p~h-9Vi  
m]U`7!  
ny~~xQ"  
aTY\mKk  
十. bind M>g\Y  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 t7DT5SrR  
先来分析一下一段例子 V`"A|Y  
-z4pI=  
vvG#O[| O  
int foo( int x, int y) { return x - y;} *] cm{N  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 rfMzHY}%  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 MY}B)`yx=  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 Ey;uaqt  
我们来写个简单的。 7l3sd5  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: n P4DHb&5  
对于函数对象类的版本: R oWGQney  
pTJJ.#$CEF  
template < typename Func > h{cJ S9e}  
struct functor_trait toCT5E_0=  
  { * <_8]C0>  
typedef typename Func::result_type result_type; VS\~t  
} ; qMe$Qr8  
对于无参数函数的版本: e'zG=  
+K%4jIm  
template < typename Ret > beYaQz/@W  
struct functor_trait < Ret ( * )() > %<8lLRl  
  { 8FThu[  
typedef Ret result_type; v5GV"qY  
} ; 9IC|2w66  
对于单参数函数的版本: v9OK <  
h>+,ba"D  
template < typename Ret, typename V1 > 5l"v:Px  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > /u 8m|S<  
  { 50.cMms  
typedef Ret result_type; y++[:M  
} ; auTApYS53  
对于双参数函数的版本: \Z^YaKj&  
i 7 f/r.  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > V4 PD]5ZW  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Xo>P?^c4?  
  { #yv_Eb02  
typedef Ret result_type; tPHDnh^n]  
} ; K Zw"?%H[  
等等。。。 f6ad@2  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy >8nRP%r[5,  
d-=/@N!4e  
template < typename Func > x%JtI'sg  
struct func_return T0ebW w  
  { (P[:g  
template < typename T > _s Z9p4]  
  struct result_1 : YU_ \EV  
  { Xj&fWu A  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; --S2lN/:T  
} ; z5v)~+"1  
7N / v  
template < typename T1, typename T2 > Nj_h+=UE!  
  struct result_2 S& % G B  
  { $)M8@d  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; lmZ Ssx  
} ; Wej8YF@  
} ; T,,,+gPx  
gD0 FRKn  
x-km)2x=W  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;aip1Df  
<8>gb!DG  
template < typename Func, typename aPicker > MkG3TODfHB  
class binder_1 X9#;quco@  
  { AAE8j.  
Func fn; Tt.wY=,K  
aPicker pk; ?A /+DRQ(  
public : 8M;VX3X  
G_{x)@  
template < typename T > p*8LS7UT  
  struct result_1 PYYOC"$  
  { S$Tc\ /{  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ,25Qhz]  
} ; `Pv[A  
N*N@wJy:5  
template < typename T1, typename T2 > @JS O=8  
  struct result_2 W~J@v@..4  
  { ON|Bpt2Qp  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; A=/|f$s+  
} ; vlAYKtl3]  
%:2<'s2Si  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} z!quA7s<]  
:[oFe/1K!4  
template < typename T > x8xSA*@k  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /ov&h;  
  { FV>LD% uu  
  return fn(pk(t)); hmv"|1Sa!~  
} Iq`:h&'!L  
template < typename T1, typename T2 > f\FubL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9pD=E>4?#  
  { uI^E9r/hB  
  return fn(pk(t1, t2)); Bkvh]k;F8  
} qh!2dj  
} ; Np=IZ npt  
mdW8RsR  
6C>"H  
一目了然不是么? c8I : jDk:  
最后实现bind Nh7+Vl  
A\9Q gM  
gf()NfUvRH  
template < typename Func, typename aPicker > M/XxiF  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) !j,LS$tPu  
  { #;?j]npg]  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); YoV^Y&:9<  
} y~CK&[H  
AOhfQ:E 4  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Ly1V@  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 o qa]iBO  
E(F<shT#  
十一. phoenix y#Je%tAe 2  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: h0ufl.N_%  
*6 oQW  
for_each(v.begin(), v.end(), 5T)qn`%  
( y -j3d)T  
do_ O)78 iEXi|  
[ _Gv[ D  
  cout << _1 <<   " , " 7jIye8Zi8  
] S3rN]!B+  
.while_( -- _1), <RfPd+</  
cout << var( " \n " ) }=CL/JHz  
) ?z>7&  
); E?1"&D m  
c|8[$_2  
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: y%A!|aBu  
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 1Uzsw  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 <<}t&qE%2%  
那么我们就照着这个思路来实现吧: v|:2U8YREf  
]RgLTqv4x  
WV]%llj^  
template < typename Cond, typename Actor > ]]~tFdh  
class do_while EY=`/~|c  
  { >h+[#3vD  
Cond cd; K]4XD1n7  
Actor act; +.gM"JV  
public : RN(>37B3_  
template < typename T > TxL;qZRY ^  
  struct result_1 ;fLYO6  
  { x _&=IyU0j  
  typedef int result_type; +cS%b}O`$  
} ; -F.A1{l[.  
'|mVY; i[  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ))Ws{  
UruD&=AMK  
template < typename T > es}j6A1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f;1DhAS  
  { %c[Q_  
  do 7#K%Bo2pG  
    { j{00iA}  
  act(t); !;'#f xW[  
  } >*#clf;@p  
  while (cd(t)); WqX#T  
  return   0 ; zs! }P  
} %Q9 iR5?  
} ; NV 6kj=r  
8YNii-pl  
~^#F5w"  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). /5 rWcX  
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。 tmM8YN|  
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。 6E~T$^Q}  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 v0EF?$Wo  
下面就是产生这个functor的类: >05_#{up  
^MJTlRUb  
ATq)8Rm\  
template < typename Actor > TEC'}%   
class do_while_actor jx_n$D  
  {  g wM~W  
Actor act; ,})x1y  
public : 2n}nRv/'  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 9GdQ$^m  
%YjZF[P  
template < typename Cond > T8|aFoHCK  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; F0,-7<G  
} ; N<bNJD}  
P e_mX*0  
{=]1]IWt  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ub^v ,S8O  
最后,是那个do_ \wW'Hk=  
(x7AV$N  
P} =eR  
class do_while_invoker |)'gQvDM  
  { a o_A %?Ld  
public : lLD-QO}/  
template < typename Actor > '^Kmfc  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const uM3F[p%V^  
  { 4Y>v+N^  
  return do_while_actor < Actor > (act); jA ?tDAx`  
} Fa]fSqy@;  
} do_; 'M"JF;*r  
pyPS5vWG  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Of| e]GR  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 = ~{n-rMF  
最后来说说怎么处理break和continue Sb_T _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。 nv WTx4oy  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五