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
  • 4240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 fq)Ohb  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U0lqGEZ  
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, T<w*dX7F0K  
^R&_}bp  
i'[n`|c<  
ljaAB+  
  class filler `Pz!SJ|  
  { !xJLeQFJI]  
public : )of5229  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} <ls i.x\y<  
} ; Jv '3](  
N?Z+zN&P  
3(Hj7d7'}  
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: 3M`hn4)K  
 ==r ?  
=N[V{2}q  
;@=@N9q K  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 'Kt4O9=p  
`&"H* Ie  
Rz])wBv e  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 S]#=ES'^/  
~]m@k'n  
]e#,\})Br  
.$}Z:,aB  
二. 战前分析 Xm0&U?dZB  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 P5ESrZ@f  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 <*b]JY V@  
~I8"l@H>  
j|VlHDqR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 8O;rp(N.n  
  /* --------------------------------------------- */ T^-H_|/M  
vector < int *> vp( 10 ); wKeSPs{x  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nFf\tf%8  
/* --------------------------------------------- */ gzJ{Gau{)  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 9 up* g  
/* --------------------------------------------- */ o#KPrW`XJ/  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); J T0,Z  
  /* --------------------------------------------- */ s K$Sar  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); *6\`A!C  
/* --------------------------------------------- */ "cz]bCr8  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 9b=^"K  
[K|>s(Sf*  
! A ydhe  
+-KRp1qq  
看了之后,我们可以思考一些问题: ko7-%+0|]  
1._1, _2是什么?  zxynEdO  
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。 a_#eGe>  
2._1 = 1是在做什么? 4)>\rqF+v  
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。 5jCEy*%P@  
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。 ah&plaVzC  
R~seUW7uv"  
~]t2?SqNm  
三. 动工 t9-\x  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 3 v,ae7$U&  
-^nQ^Td=j  
L^ jC& dF  
;]`NR  
template < typename T > ~?8 x0  
class assignment h}VYA\+<B  
  { /\Y%DpG$  
T value; ^Ihdq89t  
public : Uc%`? +Q  
assignment( const T & v) : value(v) {} fN? Lz%z3  
template < typename T2 > P A+e= %  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Pt)}HF|u  
} ; 4>ce,*B1  
cE8 _keR~  
pQm!Bt L  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 sB1tce  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment KL_}:O68  
*]UEF_  
Jtk.v49Ad>  
:aFpz6<  
  class holder =rtA{g$)+  
  { ST [1'T+L  
public : k~EPVJh"  
template < typename T > YNQ6(HA  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const fyoB]{$p8  
  { C5n=2luI_  
  return assignment < T > (t); k^%ec3l  
} 0 Ln5e.&  
} ; 7 |eSvC  
L}S4Zz18  
Ak-7}i  
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: 50hh0!1  
&^D@(m7>{K  
  static holder _1; 7;-i_&vws  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 EYD{8Fw-  
^E?V+3mV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); U$JIF/MO_  
而不用手动写一个函数对象。 A-`J!xj#/  
X|B;>q  
B91PlM.  
M[N.H9  
四. 问题分析 hBSJEP  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 =]mx"0i[  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 1E_Ui1[  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 c89vx 9  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 /g7?,/vnZ  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 g-gBg\y{v  
l%5%oN`4  
五. 问题1:一致性 q _|5,_a  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| g*imswj7  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ffd 3QQ  
IGV.0l  
struct holder "fJ|DE&@<i  
  { 'n#S6.Y:  
  // tBUQf*B  
  template < typename T > G")EE#W$}  
T &   operator ()( const T & r) const 'yjH~F.  
  { (uc)^lfX  
  return (T & )r; Rw8m5U  
} fR;_6?p*B  
} ; <5vB{)Tq  
eE_XwLE  
这样的话assignment也必须相应改动:  M.^A`   
?Gw89r  
template < typename Left, typename Right > &bK$!8Z  
class assignment DA@hf  
  { )Dpt<}}\  
Left l; nQ3goVRFP  
Right r; ]arskmB]  
public : o@;_(knb  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o^6j(~  
template < typename T2 > )B4c;O4t  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } A6.'1OD  
} ; JAlsc]XtO9  
0Ch._~Q+20  
同时,holder的operator=也需要改动: 'PbA/MN  
dF]8>jBOL  
template < typename T > |%;txD  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 4 Z)]Cq*3  
  { - Sgp,"a  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); kn|l3+  
} :!h H`l}p  
!WnI`  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ;mlIWn  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 7?] p\`  
VNXVuM )c  
return l(rhs) = r; #ySx$WT;  
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。 zSCPp6  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: -y<uAI g  
_,~zy9{,  
template < typename Tp > J)NpG9iN  
class constant_t hDsORh!i  
  { B35f 5m7r  
  const Tp t; .x%SbG<k{  
public : ~T9[\nU\  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} $@wkQ%  
template < typename T > rd{( E  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const .5xg;Qg\Y  
  { DBDfB b  
  return t; TKX#/  
} ;0gpS y$#  
} ; (J*0/7 eX  
&pz8vWCk  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~]W8NaQB(  
下面就可以修改holder的operator=了 5yID%  
)' #(1 ,1k  
template < typename T > }Jfo(j  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const hg @Jpg  
  { 2Oa-c|F  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); wBET.l'd  
} r~! lD9R~  
k_B^2=  
同时也要修改assignment的operator() "Wp<^ssMo  
 HV(Kz  
template < typename T2 > Y)`+u#` R  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } lOui{QU  
现在代码看起来就很一致了。 $Vzfhj-if  
4KnDXQ%  
六. 问题2:链式操作 cw\a,>]H  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !w Bmf&=  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 Xk$lQMwZ  
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。 Y<v55m-  
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。 f/ZE_MN2  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct xjN~Y D:  
/rW{rf^  
template < typename T > ?H&p zY~H  
struct result_1 /v[- KjTj7  
  { RAC-;~$WB  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; YaU A}0cW  
} ; d9(FwmE  
bBX~ZWw  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: @!$NUY8,A#  
@j6D#./7j  
template < typename T > $c-3Q|C  
struct   ref heWb(E&  
  { LsXYvX  
typedef T & reference; o2~x'*A0I  
} ; M<"D!h9YP  
template < typename T > Z=|@76  
struct   ref < T &> ;Yj}9[p;T  
  { ZeO>Ag^  
typedef T & reference; P*SXfb"HC  
} ; :.cX3dP@  
zP9 !fA  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: yrjm0BM#  
RY'y%6Z]ZO  
template < typename T > UTPl7po5D  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const D&shrKFx  
  { { at; U@o  
  return l(t) = r(t); OjN]mp-q  
} 1 f=L8Dr  
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。 ^tv*I~>J!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 1}6pq 2  
0\+Qi?&  
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 bY>Ug{O;  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: %_ ~[+ ~#  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 }DSz_^  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 L!5f*  
最后的布局是: k=@Q#=;*[W  
                Add &l Q j?]  
              /   \ JI^w1I, T  
            Divide   5 % Y @3)  
            /   \ ,w6?} N  
          _1     3 *M"wH_cd  
似乎一切都解决了?不。 <n>< A+D  
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。 HiC\U%We  
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。 6"DvdJ0MB  
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: \c]/4C +/  
p})&Zl)V  
template < typename Right > )"1D-Bc\Q  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const oVu>jO:.  
Right & rt) const  en   
  { qSQjAo4t@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); gor6c3i  
} ! >:O3*/  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 4MM#\  
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。 yaf2+zV*  
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。 982$d<0%  
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。 MwuH.# Ez  
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。 h*d,AJz &.  
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? TC2aD&cw{  
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: ;'h7 j*6  
3]!(^N>V  
template < class Action > Bq!P.%6p4  
class picker : public Action {[$p}#7Y  
  { 4uz\Me(  
public : v uJ~Lg{  
picker( const Action & act) : Action(act) {} >fjf] 6  
  // all the operator overloaded &8;mcM//4  
} ; [p <L*3<  
H1l' \  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 +Kk6|+5u  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: UpgOU.  
snyx$Qx(  
template < typename Right > 7DI8r|~  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ZFRKh:|  
  { tHGK<rb  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8^^al!0K~  
} ^)SvH  
pG" 4qw  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > {ng  
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。 R ~cc]kp0  
6sPd")%G  
template < typename T >   struct picker_maker eZUK<&0x5  
  { wHAh6lm  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 2/;KZ+U&  
} ; `xtN+y F  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ALKhZFuz  
  { t'z] <7  
typedef picker < T > result; 3{:d$- y  
} ; bk8IGhO|m!  
K,So#Ui  
下面总的结构就有了: _z}d yp"I  
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。 &;y(@e }D  
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。 =U^B,q  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 SkK=VeD>8  
至此链式操作完美实现。 EqOB 0\  
#a/lt^}C*  
QZDGk4GG  
七. 问题3 0AaN  
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。 HVC\(h,)i  
}$b/g  
template < typename T1, typename T2 > nrZv>r  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V-jo2+Y5=  
  { D$j`+`  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); #Q;#A |EZ  
} <H$CCo  
0a(*/u  
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: H#1/H@I#  
KKOu":b  
template < typename T1, typename T2 > )of_"gZ$3A  
struct result_2 u52@{@Ad  
  { SK-|O9Ki  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; z`TI<B  
} ; H-I*;  
Uz1u6BF  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? YrB-;R 1+  
这个差事就留给了holder自己。 F`Pu$>8C  
    ka]n+"~==\  
hI?<F^b  
template < int Order > O *jNeYA  
class holder; PY`V]|J  
template <> 4h(aTbHaQ  
class holder < 1 > 8y+Gvk:  
  { xNjA>S\]W5  
public : #?aR,@n  
template < typename T > 8o~\L= l  
  struct result_1 R/P.m~?  
  { :CH'Bt4<  
  typedef T & result; :S,#*rPKBK  
} ; ^up*KQ3u\  
template < typename T1, typename T2 > =lVfrna  
  struct result_2 mTcLocx  
  { F@?QVdY1q7  
  typedef T1 & result; iPHMyxT+S  
} ; !&#CEF@J  
template < typename T > OD*DHC2rN]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const `UeF3~)>E  
  { m 81\cg  
  return (T & )r; }De)_E\~  
} /wIZ '  
template < typename T1, typename T2 > B{zIW'Ld  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4N*^%  
  { Wlt shZo  
  return (T1 & )r1; 1)k))w9  
} #`?uV)(  
} ; 6#dx%TC  
j8N8|\n-  
template <> !M}&dW2  
class holder < 2 > 0k3^+#J  
  { KX*e2 /0  
public : aIkxN&  
template < typename T > $|A vT;4  
  struct result_1 P^&+ehp  
  { *r(iegO$  
  typedef T & result; 'zRd?Z>%  
} ; &0Nd9%>  
template < typename T1, typename T2 > RCoz;|c`P  
  struct result_2 }<S|_F  
  { [D /q%  
  typedef T2 & result; ]%NCKOM  
} ; qE(`@G  
template < typename T > sp AYb<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const _{T`ka  
  { qB"y'UW8  
  return (T & )r; |[xi"E\  
} r?H {Y3 ,  
template < typename T1, typename T2 > 6I 2`m(5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [_b10Z'{  
  { M*@MkN*u&  
  return (T2 & )r2; V GM/ed5-  
} $^`hu%s,~  
} ; I7]45pF  
~>)cY{wE_  
QULrE+@  
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> >。 gNe{P~ $=  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: |RHX2sso  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: j^:\a\-1  
>iaZGXje  
return l(i, j) = r(i, j); %K?~$;Z.  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) jj.)$|&#`  
OB5{EILej  
  return ( int & )i; x+%lNR  
  return ( int & )j; bQ_i&t\yzB  
最后执行i = j; vzy/Rq  
可见,参数被正确的选择了。 A@&+!sO  
0]NjsOU =  
+X.iJ$)  
+U@P+;  
Bxz{rR0XV  
八. 中期总结 R"K{@8b  
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: )V~<8/)  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 lD\lFN(:  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 *}3~8fu{  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor g'hBs D1'  
<@e6zQG  
_MnMT9  
)p ,-TtV  
-O. MfI+  
, lT8gQ|u  
九. 简化 9?l( }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。 H=7dp%b"  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 !0E$9Xon  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: YIt:_][*  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 21G] d  
  +-*/&|^等 NS<lmWx+  
2. 返回引用。 &<k )W  
  =,各种复合赋值等 ]TqcV8Q~  
3. 返回固定类型。 NAHQ:$  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ;/ >~|@  
4. 原样返回。 ^:LF  
  operator, )` '  
5. 返回解引用的类型。 G74<sD  
  operator*(单目) ml\7JW6Rx  
6. 返回地址。 =ww8,z4X  
  operator&(单目) ]X@/0  
7. 下表访问返回类型。 i8u9~F   
  operator[] \ >1M?  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 4hZ-^AL"(  
  operator<<和operator>> D)4p8-=t  
R# mZYg  
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。 Ff%m.A8d,4  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: li,kW`j+t  
I\`:(V  
template < typename Left > Sg')w1  
struct value_return >p2v"XX  
  { UyTq(7uo  
template < typename T >  ,Ad\!  
  struct result_1 <f8@Qij  
  { $(#o)r>_R  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; AY,6Ddw  
} ; &!KJrQ  
CDoZv""  
template < typename T1, typename T2 > H*;J9{  
  struct result_2 ^EZ)NG=e5  
  { 75I* &Wl  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; B=|yjA'Fg  
} ; At+on9&=  
} ; /xj'Pq((}p  
r(J7&vR}h  
S#2 'Jw  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait "c1vW<;  
Ho\K %#u  
下面我们来剥离functor中的operator() qd!$nr  
首先operator里面的代码全是下面的形式: QBai;p{  
d=N5cCqq  
return l(t) op r(t) 2*%0m^#^6  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ag[yM  
return op l(t) - uliND  
return op l(t1, t2) h, +2Mc<  
return l(t) op %6kD^K-  
return l(t1, t2) op HPtaW:J  
return l(t)[r(t)] 'Kp|\T r  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] vE6/B"b  
dRas9g  
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: 3Mr)oM< Q  
单目: return f(l(t), r(t)); /`:5#O  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 2$\Du9+  
双目: return f(l(t)); m' z<d  
return f(l(t1, t2)); A-c3B+  
下面就是f的实现,以operator/为例 Z~muQ c?  
4)Z78H%>  
struct meta_divide f<0-'fGJd  
  { ;t[<!  
template < typename T1, typename T2 > R"=G?d)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) YNk?1#k?i  
  { J|,| *t  
  return t1 / t2; is#?O5:2  
} EQu M|4$ix  
} ; {IqbO>|"O_  
:+!hR4Z~\;  
这个工作可以让宏来做: [$-y8`~(  
&ATjDbW*(  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ]>*Z 1g;  
template < typename T1, typename T2 > \ nyTfTn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Jw"'ZW#W  
以后可以直接用 83)2c a  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1)  Ur]5AJ  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 %J2u+K  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) Y7!,s-v4W  
d&.)Dw  
611:eLyy&l  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 #{i\t E  
d}ue/hdw  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > jJ|O]v$N  
class unary_op : public Rettype >(~; V;  
  { C!~&c7  
    Left l; )6IO)P/Q~  
public : $I>.w4G}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} $+:_>n^#/  
,58D=EgFy  
template < typename T > /,GDG=ra  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4}fG{Bk  
      { T4J (8!7  
      return FuncType::execute(l(t)); L[Tr"BW  
    } ~ hYG%  
<Cn-MOoM  
    template < typename T1, typename T2 > b@z/6y!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9M<qk si  
      { ~qco -b  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 'd0]`2tVg4  
    } vMj"%  
} ; *%\z#Bje@  
XQHvs{P o  
h]vA%VuE'E  
同样还可以申明一个binary_op iS=} | 8"  
([tbFI}A  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^'6!)y#  
class binary_op : public Rettype h6 8sQd  
  { JEs?Rm1^.  
    Left l; <gQw4  
Right r; gKn"e|A  
public : {b= ]JPE  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }_:^&cT  
/wH]OD{  
template < typename T > r;I 3N+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $Rd74;edn  
      { u ;f~  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); P*)}ENY  
    } #3\F<AJ<VB  
ixE72bX  
    template < typename T1, typename T2 > 3-Xum*)Y  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H '&x4[J:  
      { /mo4Q?^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); D CcM~  
    } aOA;"jR1  
} ; q.g<gu]  
w=e~ M  
3a"4Fn  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 Qt+ K,LY  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 OB>Pk_eQK  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Jp=ur)Dj  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 +F]X  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! q6%jCt2'  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 /RIvUC1  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 9~SfZ,(  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) gp$oQh#37;  
下面是修改过的unary_op R%"wf   
4 B"tz!  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Y?{L:4cRX  
class unary_op %J5zfNe)&  
  { /608P:U  
Left l; ts<5%{M(  
  jn&[=Y-  
public : =EA*h_"q9  
4nN%5c~=  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} cz~Fz;)2{N  
KnaQhZ  
template < typename T > b*+Od8r  
  struct result_1 T<=Ci?C v  
  { l&R~ I6^E  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; -R?~Yysd7K  
} ; $-Lk,}s.*  
.z^ePZ|mV  
template < typename T1, typename T2 > @T0F }(k  
  struct result_2 mJ2>#j;5f  
  { R^.E";/h  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; UA>UW!I  
} ; xc7Wk&{=  
(C dx7v2Nh  
template < typename T1, typename T2 > %5?qS`/c(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JS]6jUB<B  
  { 5(W`{{AW  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Rf||(KC<  
} v9QR,b` n  
_WO*N9Iz  
template < typename T > NokAP|<y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [xe(FFl+  
  { aKkL0 D  
  return OpClass::execute(lt(t)); Cbv$O o*  
} F)Oe;z6  
b+bgGLo  
} ; f s_6`Xt  
\bNN]=  
L 1iA ^ x  
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 yAz`n[  
好啦,现在才真正完美了。 4iMo&E<  
现在在picker里面就可以这么添加了: .-2i9Bh6  
SEu1M}+E  
template < typename Right > v[~e=^IIsl  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Jn!-Wa,  
  { 5i `q  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 5$9g4  
} <mN.6@*{  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 +0) s {?  
nQm7At  
EX zA(igS  
sx7;G^93  
H <7r  
十. bind =pSuyM'  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Z&BJ/qk \-  
先来分析一下一段例子 HQqnJ;ns<  
7 L2$(d4  
;n1< 1M>!  
int foo( int x, int y) { return x - y;} QCjC|T9  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Xo^P=uf%  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 %N``EnF2  
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。 {6}H}_( ]  
我们来写个简单的。 euO!vLdX  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 5A^$!q P  
对于函数对象类的版本: E$!0h_.(  
Lso4Z Z;  
template < typename Func > Y.FqWJP=p  
struct functor_trait wNQhz.>y  
  { B'sgCU  
typedef typename Func::result_type result_type; e\o>(is  
} ; $6 46"1S  
对于无参数函数的版本: a@+n  
m][i-|@M  
template < typename Ret > ]nmVT~lBe"  
struct functor_trait < Ret ( * )() > KYe@2 6   
  { qRk<1.  
typedef Ret result_type; FZdZGK  
} ; G_m$W3 zS  
对于单参数函数的版本: b{X,0a{*  
  %4  
template < typename Ret, typename V1 > 04npY+1 8%  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 6d%V=1^F  
  { _o,Mji|  
typedef Ret result_type; e$ pXnMx7  
} ; v2ab  
对于双参数函数的版本: 6sE%]u<V  
`?M?WaP  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ~6bf-Wg'X  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > St`3Z/|h  
  { "CH3\O\  
typedef Ret result_type; XXwe/>J  
} ; ph5rS<  
等等。。。 E![Ye@w  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy aFfd!a" n  
]x12_+  
template < typename Func > r0xmDJ@y  
struct func_return <r`^iR)%  
  { 16pk4f8  
template < typename T > cUB+fH<B2  
  struct result_1  F0i`HO{  
  { #gQaNc?  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &-e@Et`Pg  
} ; }4dbS ;C<  
)fGIe rS  
template < typename T1, typename T2 > 8k.<xWDU  
  struct result_2 V{D~e0i/v  
  { C]- !u Ly  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ].(l^W  
} ; v-utDQT3  
} ; eI#b%h  
$F#eD 0|  
X`s6lV%\  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 / %9DO  
!XtZI3Xu  
template < typename Func, typename aPicker > CW+]Jv]"  
class binder_1 K6BP~@H_D  
  { |qAU\m"Pc  
Func fn; l>t0 H($  
aPicker pk; \OlB (%E7  
public : y' r I1eF  
X?B\+dq  
template < typename T > pPD}>q  
  struct result_1  WBd$#V3  
  { Ug P  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; Uv|?@zy#  
} ; '<R::M,  
t(.jJ>|+*  
template < typename T1, typename T2 > L8{4>,  
  struct result_2 X{BS]   
  { d"nms\=p  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >U9JbkeF  
} ; %p}xW V.  
t3VZjO  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;JHR~ TV  
tZz *O%  
template < typename T > bQ`|G(g-d  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const m2x=Qv][@c  
  { Evy_I+l  
  return fn(pk(t)); F5s`AjU  
} zPyN2|iFah  
template < typename T1, typename T2 > zEMZz$Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VTl\'>(Cl  
  { !;U;5e=0  
  return fn(pk(t1, t2)); OBEHUJ5  
} .:(T}\]R  
} ; pm>$'z!.):  
{;^GKb+  
3:mZ1+  
一目了然不是么? A2p]BW&  
最后实现bind  Uip-qWI  
UPGS/Xs]1  
+]$c+!khj  
template < typename Func, typename aPicker > Y$<p_X,  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) + :;6kyM6X  
  { 9?Q0O\&uP  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :7L[v9'  
} {osadXd C  
WCL#3uYk"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 lDVw2J'p  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 m;oCi }fL  
MnB Hm!]&  
十一. phoenix t+t D  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Prqr,  
2=`}:&0l  
for_each(v.begin(), v.end(), %Y-KjSs+l  
( 6 vr8rJ-  
do_ c-`izn]  
[ 9w}_CCj3  
  cout << _1 <<   " , " w@i;<LY.  
] /:+MUw7~  
.while_( -- _1), 8umW>  
cout << var( " \n " ) ^2-+MWW.  
) dCO7"/IHW  
); Nf1&UgX  
fIii  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: J5L[)Gd)D  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor AVi,+n  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 CQh6;[\:  
那么我们就照着这个思路来实现吧: @M=\u-jJ.  
VX,@Gp_'m  
Ox^VU2K;&.  
template < typename Cond, typename Actor > r [4dGt  
class do_while oA`G\Xh_E  
  { o)sX?IiC  
Cond cd; 'da$i  
Actor act; GN=-dLN  
public : .s`7n *xz  
template < typename T > JVq`v#8  
  struct result_1 M <c cfU!  
  { d'!abnF[d  
  typedef int result_type; F ,h}HlU  
} ; %Zi}sm1t  
41 #YtZ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} my*E7[  
%+ur41HM  
template < typename T > Q|tzA10E  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Je#vu`.\\  
  { o>MB8[r  
  do Z1sRLkR^  
    { drd5o Z  
  act(t); 8 _|"+Ze  
  } TF-a 1z  
  while (cd(t)); ^#&PTq>  
  return   0 ; #waK^B)<a  
} )g[7XB/w  
} ; eJ_$Etc  
wOrpp3I  
E#/vgm=W;  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). :Nl.< 6+  
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。 7-2,|(Xg  
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。 ;`rz]7,*  
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。 wY_! s Qo  
下面就是产生这个functor的类: 3 , nr*R!  
"J*LR  
=`MMB|{6  
template < typename Actor > '[Z.\   
class do_while_actor 3TF'[(K=  
  { $X]Z-RCK3  
Actor act; -14~f)%NQ*  
public : u!9bhL`  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} d1hXzJs  
#}aBRKZ f6  
template < typename Cond > MVZ9x%  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 28=L9q   
} ; t2#zQ[~X!  
* Fz#x{zt  
N3o kN8d  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5gbD|^ij  
最后,是那个do_ Vho^a:Z9}W  
&1M#;rE;D#  
66MWOrr  
class do_while_invoker :?z E@Ct  
  { 06fs,!Q@  
public : kf2e-)uUs  
template < typename Actor > C5&+1VrP  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const )`-vN^1S-  
  { sZYTpZgW4L  
  return do_while_actor < Actor > (act); <n)R?P(or  
} <G#z;]N  
} do_; {6 brVN.V  
q($fl7}Y  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? r:9H>4m  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Uiu9o]n  
最后来说说怎么处理break和continue egy#8U)Z  
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。 iYl$25k/1  
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