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
  • 6348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 jx8hh}C  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 *AA78G|  
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%1Kh'92  
d4A3DTW  
zM<yd#`yt8  
n_-k <3  
  class filler Y~I6ee,\  
  { =8x-+u5}rK  
public : M pLn)  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} .;NoKO7)  
} ; ??XtN.]7  
wm/>_  
K${CHKFf  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: =lS@nRH  
T1fX[R ^\  
~Ec@hz]js  
*mfPq"/  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); f'B#h;`  
K yp(dp>  
{;?bC'  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 v{TISgZ  
o@:u:n+.  
4t0-L]v4.*  
>s"kL^  
二. 战前分析 ,:"c"   
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 KPs @v@5M  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 )\,hc$<=m  
d,%@*v]S  
S3_QOL  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u^&,~n@n7  
  /* --------------------------------------------- */ 4L[-[{2  
vector < int *> vp( 10 ); 0 +"P 1/  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 9NcC.}#-5  
/* --------------------------------------------- */ R,[+9U|4V  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); >)S'`e4Gu  
/* --------------------------------------------- */ ekO*(vQ~  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Ix'GP7-m_  
  /* --------------------------------------------- */ }J\KnaKo  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); LQ=Fck~[r  
/* --------------------------------------------- */ i+B tz-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); -xc'P,`  
Q4&<RWbT^  
^W<uc :L7  
8rgNG7d  
看了之后,我们可以思考一些问题: %dA7`7j  
1._1, _2是什么? b. oA}XP  
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。 Q OP8{~O  
2._1 = 1是在做什么? Se&%Dr3Nv  
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。 iC\t@BVS  
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。 )ia$pe s  
d#wK  
Vr%!rQ  
三. 动工 cy4V*zwp  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: { w:9w  
X P_ V  
n{r _Xa  
pM7xnL4  
template < typename T > jRzQ`*KC#  
class assignment E| =~rIKN  
  { D1<$]r,  
T value; t"Djh^=y  
public : Vch!&8xii  
assignment( const T & v) : value(v) {} k84JDPu#  
template < typename T2 > 7q,M2v;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ~`x<;Ts  
} ; t= oTU,<  
 <IL$8a  
)9JuQ_ R  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 +{S^A)  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment sy.U] QG  
NX4}o&mDwn  
~",,&>#[K  
)t$|'c}  
  class holder .]W A/}  
  { Uw5`zl  
public : ^YG.eT6iG  
template < typename T > 1]j_4M14aA  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const &`4v,l^Zi6  
  { a uz2n  
  return assignment < T > (t); 1u0 NG)*f  
} j(maj  
} ; u6(>?r-  
,l_n:H+"F  
-KG3_kE  
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: $di8#O*  
S\O6B1<:  
  static holder _1; z!6:Dt6^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 p6'wg#15  
|J#mgA}(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); d^.fB+)A3  
而不用手动写一个函数对象。 y-c2tF@'v  
&D 4Ci_6k  
_ s[v:c  
zn|/h,.  
四. 问题分析 *qm@;!C  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ij=}3;L_!  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 x=(cQmQ  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .\> I-  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 <C9_5C e~  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 8L7ZWw d  
i@M^9|Gh  
五. 问题1:一致性 D>Qc/+  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ?"[h P=3J  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "*E%?MG  
p KF>_\   
struct holder U:.  
  { *!*J5/ b  
  // ,@Izx  
  template < typename T > ^L1#  
T &   operator ()( const T & r) const C,xM) V^a  
  { 0UB,EI8   
  return (T & )r; g.d%z  
} EO5k?k[*  
} ; )R2BTE:  
Vuqm{bo^  
这样的话assignment也必须相应改动: /WJ*ro]Hd$  
B^SD5  
template < typename Left, typename Right > V3u[{^^f  
class assignment ~e<v<92Xu  
  { a9GLFA8Vq  
Left l; x^| J-  
Right r; lFNf/j^Z  
public : ;u'mSJI'  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {}  h7-!q@  
template < typename T2 > [UVxtMJ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } QJ`#&QRp  
} ; n7"e 79  
$Gs&' y R  
同时,holder的operator=也需要改动: u":D{+wC |  
HV`{YuP  
template < typename T > 5O Ob(  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const L)'JkX J  
  { Rla4XN=mf  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 6rEt!v #K[  
} l[O!_bH  
x+vNA J  
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。 <_ 02)6j  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ^j?\_r'j  
BYEqTwhT&  
return l(rhs) = r; ~pn9x;N%H  
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。 "-y\F}TE  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: H(ht{.sjI  
AC=cz!3iB  
template < typename Tp > C|Bk'<MI  
class constant_t <0T4MR7  
  { h'<}N  
  const Tp t; TRrO-  
public : ~ X8U@f  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} @5H1Ni5/o@  
template < typename T > a}a_&rf~Z  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 13.v5v,l  
  {   /I  
  return t; l^ni"X  
} pv TV*  
} ; j4le../N  
fcb:LPk;  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 MQ2gzKw>  
下面就可以修改holder的operator=了 /a6\G.C5  
.9> e r  
template < typename T > x;LyR  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const bvn?wK   
  { &by,uVb=|{  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 7|T<dfQk  
} F8Y D:   
rx'},[b]3  
同时也要修改assignment的operator() /^qCJp`  
"*#$$e53A  
template < typename T2 > q^Lj)zmnK  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } TclZdk]%T  
现在代码看起来就很一致了。 j*Q/vY!T  
*D F5sY  
六. 问题2:链式操作 HGB96,o f9  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 :D-d`OyjG>  
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。 S D] d/|y  
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。 E@"+w,x)  
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。 Kom$i<O?48  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct B8Jev\_  
o&g=Z4jj<  
template < typename T > A2Rr*e  
struct result_1 X.,SXNS+B  
  { 8;p6~&).C~  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; jN 5Hku[?  
} ; kJ>l, AD/  
*f.eyg#  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: -n!.PsGO>  
<X j:c2@  
template < typename T > <|Bh;;  
struct   ref Q0,]Q ]_  
  { %S$`cp  
typedef T & reference; >AV-i$4eQ@  
} ; =bZ>>-<  
template < typename T > w@nN3U+  
struct   ref < T &> l:8gCi  
  { }Nl-3I.S^  
typedef T & reference; '%V ;oJ"  
} ; ;QW6Tgt11  
wX#=l?,K  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: m=PSC Ib  
L/<^uO1  
template < typename T > >6=yxCJ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const s8{3~Hv  
  { @;fdf3ian  
  return l(t) = r(t); '_g8fz 3  
} %K;,qS'N_  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 | 3!a=  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 *r?g&Vw$m  
st|$Fu  
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 [}9R9G>"  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ' >`?T}a,  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 +T [0r  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 5X|=qZ  
最后的布局是: ^lB1- ;ng  
                Add (".`#909  
              /   \ /+"BU-aQk  
            Divide   5 >wdR4!x!?  
            /   \ `{N0+n  
          _1     3 ZJ 8~f  
似乎一切都解决了?不。 W.-[ceM  
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。 yps7MM-r  
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。 [O&2!x  
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: pxM^|?Hxc  
X{9D fgW  
template < typename Right > K:V_,[gO  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const }v;@1[.B  
Right & rt) const c*1t<OAS~  
  { XtNe) Ry  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vXR-#MS`}  
} @PZ&/F ^  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 VZ}^1e  
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。 f&js,NU"  
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。 1G=1FGvP  
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。 9|D!&=8   
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。 n9050&_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? }7IS:"tu  
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: rfkk3oy  
ch 4z{7   
template < class Action > {Lk~O)E  
class picker : public Action ,6}HAC $  
  { G=jdb@V/?  
public : a/NmM)  
picker( const Action & act) : Action(act) {} DCPK1ql  
  // all the operator overloaded KCe =$  
} ; .D-}2<z  
zM|d9TS  
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。 tU}CRh  
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: `D>PU@s$nT  
b DeHU$  
template < typename Right > !Q*.Dw()[  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 9FP6Z[4  
  { ' 6Ybf  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 1wW8D>f]K  
} x9a*^l  
%Fa/82:- "  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > R N5\,>+  
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。 ]-bA{@tP.  
.LIEZ^@  
template < typename T >   struct picker_maker ,LSF@1|Fx  
  { Agl5[{]E  
typedef picker < constant_t < T >   > result; (WVN*OR?  
} ; " nq4!  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > m[LIM}Gu  
  { !<h*\%;  
typedef picker < T > result; (Vf&,b@U_  
} ; T8GxoNm  
0<>I\UN0b  
下面总的结构就有了: Tt `|26/  
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。 x4CrWm  
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。 J*-m!0 5  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 38L8AJqD  
至此链式操作完美实现。 E&Pv:h,pV&  
1/j J;}  
eZ[CqUJ&  
七. 问题3 ^cZF#%k  
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。 6Hi3h{  
jJQ6]ucwa  
template < typename T1, typename T2 > "6[' !rq0  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _'ltz!~  
  { pZ/x,b#.  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 7 }4T)k(a  
} C;0H _  
4rO07)~l  
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: >DBaKLu\  
]ctUl #j  
template < typename T1, typename T2 > ]!d #2(  
struct result_2 MOP/q4j[  
  { >~){KV1~  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; W#P)v{K  
} ; ``nuw7\C:  
?_%*{]mt(  
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? p(8H[L4Y  
这个差事就留给了holder自己。 R 3TdQ6j  
    7Y&W^]UZ0t  
Y#{ L}  
template < int Order > T\:Vu{|  
class holder; sTP`xaY  
template <> +XLy Pj  
class holder < 1 > w,SOvbAxX2  
  { J/>Y mi,  
public : jmxjiJKP  
template < typename T > btkD<1{g  
  struct result_1 :;cKns0OA  
  { = 7d{lK  
  typedef T & result; "a6[FqTs  
} ; ^GQ+,0Yy  
template < typename T1, typename T2 > BD&JbH!(  
  struct result_2 3V?JX5X\  
  { )'?3%$EM  
  typedef T1 & result; iOkRBi  
} ; e%uPZ >'q  
template < typename T > 3lcd:=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Z `sM(?m  
  { \hai  
  return (T & )r; N\ChA]Ck  
} a[Ah  
template < typename T1, typename T2 > vR.=o*!%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const fW~r%u .y  
  { =Bcwd7+  
  return (T1 & )r1; kO{A]LnAH  
} X=USQj\A  
} ; \HF|&@}hU  
w!,~#hbt6  
template <> }b)7gd=  
class holder < 2 > &m&Z^CA  
  { `wj<d>m  
public : KC9_H>  
template < typename T > %JeT,{  
  struct result_1 FloCR=^H  
  { z$ZG`v>0  
  typedef T & result; ~2+J]8@I]  
} ; {U?/u93~  
template < typename T1, typename T2 > hm*1w6 =  
  struct result_2 48vKUAzx`  
  { LG0+A}E=C  
  typedef T2 & result; 2kzm(K  
} ; s_S[iW`l=  
template < typename T > HR]*75}e  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N9QHX  
  { 0}}b\!]9  
  return (T & )r; xTiC[<j  
} Z`y%#B6x.  
template < typename T1, typename T2 > A:Pp;9wl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %"B+;{y(5  
  { bHZXMUewC  
  return (T2 & )r2; 21Mr2-#z  
} J:LwO  
} ; mj:X'BVA  
, 7-@eZ  
8 SFw|   
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> >。 ,'w9@A  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 7%DA0.g  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: =kFZ2/P2t(  
u}Kc>/AF  
return l(i, j) = r(i, j); 3pg_`  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) t)o!OEnE  
g:<2yT  
  return ( int & )i; <*k]Aa3y  
  return ( int & )j; uU_lC5A|  
最后执行i = j; ;%wQnhg  
可见,参数被正确的选择了。 'b(V8x  
4UP#~  
6?\X)qBI  
0*$?=E  
#fdQ\)#q>  
八. 中期总结 6WUP#c@{  
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: 6j uNn}  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 [HO=ii]Wb  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 4'EC(NR7N  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor kq +`.  
p+6L qk<  
P(h[QAM  
^}Vx5[  
R;D|To!  
F&pJ faig  
九. 简化 BhFyEY(  
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。 ^q{=mf`  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 KlOL5"3  
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: V% -wZL/  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 &\Kp_AR  
  +-*/&|^等 3jx5Lou)&  
2. 返回引用。 Z'/sZ3Q}  
  =,各种复合赋值等 RC{|:@]8  
3. 返回固定类型。 y*K]z  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) hf#[Vns  
4. 原样返回。 Y9^;TQ+#  
  operator, ]CL t Km  
5. 返回解引用的类型。 aG&ay3[&  
  operator*(单目) Mzfuthq=@  
6. 返回地址。 )Pj8{.t4  
  operator&(单目) lxSCN6  
7. 下表访问返回类型。 #\DKU@|h  
  operator[] c ow]qe6K  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 iLhxcM2K  
  operator<<和operator>> ftr?@^  
Fh[Gq  
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。 -%I 0Q  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 3/d`s0O  
$K-od3h4=  
template < typename Left > r*Iu6  
struct value_return @x u/&pbI  
  { *21foBfqh  
template < typename T > %p wpRD@  
  struct result_1 QVEGd"WvvO  
  { (}^Qo^Vr  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \~ACWF7l  
} ; uIeD.I'@{5  
O C qI  
template < typename T1, typename T2 > -XcX1_  
  struct result_2 FEoH$.4  
  { ;giW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; e/S^Rx4W  
} ; +#$(>6Zu"{  
} ; !/]vt?v#^  
(j*1sk  
OsSGVk #Qh  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait gJkvH[hDY  
X.YMb .\<  
下面我们来剥离functor中的operator() *d%U]Hby,  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Xj;\ROBH-  
f*uD9l%/  
return l(t) op r(t) ~4MUac^w  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) E]opA$JQ  
return op l(t) ;8VvpO^G/  
return op l(t1, t2) B%~D`[~?  
return l(t) op \@%sX24D  
return l(t1, t2) op Gd= l{~  
return l(t)[r(t)] (txr%Z0E  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 9gS.G2  
B^{87YR  
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: Po+tk5}''5  
单目: return f(l(t), r(t)); c <T'_93  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); VlLc[eVV  
双目: return f(l(t)); !"dn!X  
return f(l(t1, t2));  oJ<Wh @  
下面就是f的实现,以operator/为例 fD>0  
_mi(:s(  
struct meta_divide Xfq]vQ/{  
  { *CnrzrKtQ  
template < typename T1, typename T2 > ohy?l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) jT6zpi~]E  
  { 9S _N*wC.  
  return t1 / t2; }'o[6#_*X  
} hhZU E]  
} ; XyM?Dc5,  
+ISXyGu  
这个工作可以让宏来做: C/sDyv$  
0'{`"QD\IW  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ X*cf|g  
template < typename T1, typename T2 > \ @C}Hx;f6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rwRb _eIj  
以后可以直接用 ~582'-=+  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) p]7Gj &a  
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 m4@f&6x  
(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| #gn<z}  
WecJ^{g>r{  
*C0gpEf9S  
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 CYxrKW l:'  
tFYIKiq2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $S|2'jc  
class unary_op : public Rettype 8/4Gr8 o  
  { wG&+*,}  
    Left l; VB?mr13}G  
public : o`@B*, @  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} JMT?+/Qbu  
H$ sNp\[{  
template < typename T > 4]\t6,Cz8  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9hG+?   
      { YBX7WZCR  
      return FuncType::execute(l(t)); i"rrM1/r  
    } (\^)@Y  
Gn ]%'lrg'  
    template < typename T1, typename T2 > fGv`.T_d  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ItoSORVV  
      { HxVQeyOR  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ? }k~>. \  
    } 7 -(LWH  
} ; YS_9M Pi  
h)M9Oup`  
Kk^tQwj/QE  
同样还可以申明一个binary_op Qbc62qFu!  
L-ZJ[#D  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > EmDA\9~@R  
class binary_op : public Rettype mQ9%[U,  
  { ;5*)kX  
    Left l; !6wbg  
Right r; G0^O7w^5  
public : g>[|/z P  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} W biUz2)  
UeRx ^  
template < typename T > ]Mh7;&<6[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const KAg<s}gQJ  
      { )-3!-1  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6g ,U+~  
    } $Xlyc.8YId  
r|Y|u v0  
    template < typename T1, typename T2 > ==psPyLF@  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D&WXa|EOK  
      { cVZCBcKC?  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ZSuMQ32  
    } 4*UoTE-g$  
} ; {PM)D [$i  
X;5U@l  
!Xwp;P=  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 @"}dbW<DV  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 t[6g9e$  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ;+-$=l3[a  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 M} IRagm  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 6'Sc=;;:  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Po[u6K2&  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 I(8,D[G.m  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 6(4o}Sv  
下面是修改过的unary_op uP/WRQ{rW>  
jl<rxO?-F  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Rk PY@>  
class unary_op s0Ii;7fA{  
  { ^g,[#Rh  
Left l; cU25]V^{\  
  5 TD"  
public : {Izg1 N  
xG_ ;F  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} {rWu`QT  
N0c+V["s  
template < typename T > tUq* -9 V  
  struct result_1 }6]V*Kn,  
  { 2#'[\*2|N  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; r*/Pyh  
} ; O0xL;@rBe  
x5m .MQ J  
template < typename T1, typename T2 > r^P}xGGK  
  struct result_2 jlER_I]  
  { :^SpKe(7  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ->}K-n ),  
} ; qEE3 x>&T]  
z9$x9u  
template < typename T1, typename T2 > VEd#LSh  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )_T[thf]  
  { )2oWoZ vi9  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2));   [E(DGt  
} -p>KFHj6  
ewgcpV|spn  
template < typename T > @2 dp5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u+s#Fee I  
  { L6j 5pI  
  return OpClass::execute(lt(t)); $*%Ml+H-  
} /U1GxX:P,  
 Be2@9  
} ; Ms(;B*  
kq:,}fc;B  
9B'l+nP  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug _]tR1T5e  
好啦,现在才真正完美了。 .jr1<LE  
现在在picker里面就可以这么添加了: Ta!.oC[  
Ts;W,pgP  
template < typename Right > JBE'B Q@  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const /,5`#Gte_  
  { 'oTcx Jx  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); NV;5T3  
} y wk;  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Qd!;CoOmZs  
44?5]C7  
)+ Wr- Yay  
-p ) l63  
O6OP{sb  
十. bind 9Pd~  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 }QncTw0  
先来分析一下一段例子 5"y p|Yl  
svyC(m)'  
5S$HDO&  
int foo( int x, int y) { return x - y;} t2OXm  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 N>Y`>5  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Dt1{]~30  
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。 #X"\:yN  
我们来写个简单的。 [ZURs3q  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: /^uvY  
对于函数对象类的版本: 1elcP`N1  
]qXHalHY  
template < typename Func > FTCp3g  
struct functor_trait -ihF)^"a  
  { p>K'6lCa  
typedef typename Func::result_type result_type; :M|c,SQK  
} ; U3kf$nbV/J  
对于无参数函数的版本: FEaf&'G]  
<4{@g]0RV  
template < typename Ret > '[Oi_gE.  
struct functor_trait < Ret ( * )() > AXPUJ?V  
  { 'cw0FpQ;  
typedef Ret result_type; <l wI|<  
} ; q9WdJ!-^X  
对于单参数函数的版本: RO wbzA)]r  
0 nWV1)Q0=  
template < typename Ret, typename V1 > rxa"ji!)  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > v_c'npC  
  { ![abDT5![  
typedef Ret result_type; J~gfMp.  
} ; _5 tw1 >  
对于双参数函数的版本: tt J,rM  
G:WMocyXI'  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 8ZG'?A+{  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > #4na>G|  
  {  TWx<)  
typedef Ret result_type; $o]zNW;X  
} ; ;S`Nq%,  
等等。。。 CM5A-R90  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy A$XjzTR  
nQ$N(2<Fe  
template < typename Func > i'e^[oZ  
struct func_return ;\<?LTp/r  
  { Z(as@gj H  
template < typename T > `t!iknOQ$  
  struct result_1 K:y q^T7  
  { j&T/.]dX&  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; N8D'<BUC  
} ; QwT ]| 6>  
{tR=D_5  
template < typename T1, typename T2 > @%\ANM$S  
  struct result_2 +o'. !sRH  
  { _hh|/4(  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; xo@N~  
} ; %m+MEh"b5  
} ; m\Tq0cT$  
$d8A_CUU  
-'}iK6  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 p Hg8(ru|  
( ?/0$DB  
template < typename Func, typename aPicker > TdQ^^{SRp  
class binder_1 r]HLO'<]  
  { M0]l!x#7  
Func fn; 6J|f^W-fs  
aPicker pk; mu{%%b7|^  
public : X2@o"xU  
$}KYpSV  
template < typename T > @{CpC  
  struct result_1 !zJ.rYZ=g`  
  { ~-:CN(U  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; &PgdCijGq;  
} ;  v$tS 2N2  
cF(9[8c{  
template < typename T1, typename T2 > t9`NCng 5  
  struct result_2 dhVwS$O )  
  { <}mT[;:"  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;  gA[M  
} ; 4l$8lYi  
ycE<7W  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} @nT8[v  
(QRl -| +  
template < typename T > qFs<s<]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c=b\9!hr_E  
  { ^_=0.:QaW  
  return fn(pk(t)); GUp51*#XR  
} "mH^Owai  
template < typename T1, typename T2 > ^@19cU?q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  aZ0H)  
  { \!^o<$s.G  
  return fn(pk(t1, t2)); Aj`4uFhiL  
}  C|lMXp\*  
} ; unX^MPpw  
}jk^M|Z"Oz  
>{??/fBd-  
一目了然不是么? >b$<lo  
最后实现bind ` q@~78`  
EV(/@kN2  
A!Yqj~  
template < typename Func, typename aPicker > eoL)gIM%  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ttKfZ0  
  { hN:Z-el  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ^7''x,I  
} -qEr-[z  
f7W=x6Z4  
2个以上参数的bind可以同理实现。 \c\=S  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 p{,fWk  
+]e4c;`ko}  
十一. phoenix 8)tyn'~i  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: FD-)nv2:  
<5#e.w  
for_each(v.begin(), v.end(), :_H88/?RR  
( *&PgDAQ  
do_ n^%u9H  
[ vJ'ho  
  cout << _1 <<   " , " s6]f#s5o  
] bc"N  
.while_( -- _1), POG5x  
cout << var( " \n " ) +O H."4Z  
) V& nN/CF  
); ie ,{C  
950b9Vn&  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: jl@8pO$  
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 lt4UNJ3w  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Xm-63U`w5  
那么我们就照着这个思路来实现吧: zKutx6=aj  
51,m^veO  
Ii8jY_  
template < typename Cond, typename Actor > P}I*SV0  
class do_while [K KoEZ  
  { `Qhh{  
Cond cd; k$2Y)  
Actor act; w&gHmi  
public : hJ@nW5CI  
template < typename T > ^v'Lu!\f  
  struct result_1 {8MF!CG]  
  { 9e5UTJ  
  typedef int result_type; PA/6l"-`3  
} ; b1OB'P8  
DNy)\+[  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} # 9t/j`{  
3IkG*enI  
template < typename T > k?#6j1pn  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IW#(ICeb  
  { d0^2<  
  do +x2xQ8#|~~  
    { GND[f}  
  act(t); g;h&Xkp  
  } 9T1G/0k-  
  while (cd(t)); 6>Cubb>  
  return   0 ; t|m3b~Oyv  
} r:cUAe7#  
} ; 4HJrR^  
Qi61(lK  
3C2 >   
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). &M!:,B  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 "mf;k^sqS  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Xy{+=UY  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 7,zARWB!?  
下面就是产生这个functor的类: On^#x]  
8{YxUD  
 V("1\  
template < typename Actor > _biJch  
class do_while_actor D/WS  
  { {JgN^R<5<f  
Actor act; OOCeZ3yF(  
public : kWd'gftQ  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} t/Fe"T[,V  
SXEiyy[7v  
template < typename Cond > ht |r+v-  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; >`:+d'Jv0  
} ; 66*o2D\Q*G  
PwW@I~@>  
'gGB-=yvbO  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 bv/b<N@4?$  
最后,是那个do_ wO#+8js  
KB = z{g  
]YP?bP,:  
class do_while_invoker n1Jz49[r  
  { U6Ak"  
public : ThxrhQ q[+  
template < typename Actor > v(iUo&Ge  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const sfa'\6=O  
  { qpl5n'qHUc  
  return do_while_actor < Actor > (act); p2G8 Qls  
} .D .Rn/  
} do_; l 5FQ!>IM  
umzYJ>2t  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Pcs@`&}7r  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Q-v[O4 y~  
最后来说说怎么处理break和continue lND[anB!  
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。 _LNPB$P  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五