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
  • 7553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 W2'u]1bs  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 f-^JI*hj  
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, BKi@c\Wb  
eot%T h?[  
`@RTfBB g  
 _->d41  
  class filler EJrP{GH  
  { iU+O(vi  
public : N:_.z~>%  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} F P3{Rp  
} ; *|Tx4Qt  
0l;TZf=H  
P`^nNX]x+,  
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: kZ$2Uss  
@cukoLAn  
>4 VN1 ^  
8u6*;*o  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); G0)}?5L1J  
1aDx 6Mq  
4}`z^P<C  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Qhy!:\&1  
5<YV`T{5Kl  
yvv]iRk<  
O |!cPB:  
二. 战前分析 yw\Q>~$n[=  
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。 {OIB/  
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 =bgWUu\F  
.~u[rc|<  
#Pt_<?JtV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); qz95)  
  /* --------------------------------------------- */ tnE),  
vector < int *> vp( 10 ); FF#T"y0Y  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); k'QI`@l&l  
/* --------------------------------------------- */ IK1'" S|  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); nvbzCtC  
/* --------------------------------------------- */ jl9hFubwW  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); SMo nJ;Y  
  /* --------------------------------------------- */ i]9C"Kw$L  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); {^8?fJ/L  
/* --------------------------------------------- */ T5|e\<l  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); rny(8z%Ck-  
s5h}MXIXw  
MroN=%|t  
tTOBKA89  
看了之后,我们可以思考一些问题: 8wV`mdKN  
1._1, _2是什么? FRa>cf4  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 B`|f"+.  
2._1 = 1是在做什么? |P@N}P@  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ,R. rxoO  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 gu|=uW K  
Wn2'uZ5If  
ox*1F+Xri  
三. 动工 .J <t]  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 0CO@@`~4  
9HB+4q[  
`J] e.K  
u8.F_'`z  
template < typename T > _AzI\8m  
class assignment 'Fy"|M;2  
  { (\ge7sE-oo  
T value; t0,=U8]w  
public : tq}MzKI*  
assignment( const T & v) : value(v) {} ClG\Kpi rh  
template < typename T2 > x ]">  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } A3)"+`&PUl  
} ; x$;RfK2&p  
,p{naT%R  
Dj>eAO>  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ,~q:rh+  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment eR%\_;}7;  
Qk? WX (`B  
 & .0A%  
{0~\T[qm  
  class holder 4sRM" w;  
  { ;4l8Qg 7  
public : ?VlGTMaS+  
template < typename T > k@ <dru  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const w"5Eyz-eO  
  { ~m_{&,CA.  
  return assignment < T > (t); `;Ho<26  
} yts@cd`$  
} ; C$q};7b1N  
3~{I/ft  
Fei5'  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: .W^B(y(tA  
}f;WYz5  
  static holder _1; :.4O Hp1  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 T%% 0W J  
9dq"x[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6@TU9AZS `  
而不用手动写一个函数对象。 A|GtF3:G  
]!ox2m_U  
VwpC UW  
?r KbL^2  
四. 问题分析 10fxK  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 d7Vp^^}(  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 U$mDAi$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hw,nA2w\  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ]XU4nNi  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 HdN5zl,q  
VcGl8~#9  
五. 问题1:一致性 >ei~:z]R  
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?| >MJ#|vO  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 G&xtL  
Pr1q X5>=  
struct holder _aR{B-E  
  { T? Kh '  
  // 1^LdYO?g'  
  template < typename T > ("\{=XA Q  
T &   operator ()( const T & r) const KF zI27r  
  { Ym 1vq=  
  return (T & )r; ]f#s`.A~  
} E/g"}yR  
} ; s> m2qSu  
yfK}1mx)j  
这样的话assignment也必须相应改动: VxBBZsZO~  
kN.;;HFq#  
template < typename Left, typename Right > jB(+9?;1${  
class assignment A+="0{P  
  { ''YqxJ fb  
Left l; GQ;0KIN  
Right r; n1J u =C  
public : kh9'W<tE  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} u Jqv@GFv  
template < typename T2 > `0\Z*^>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } PFuhvw~?  
} ; uG^CyM>R`  
^#d\HI  
同时,holder的operator=也需要改动: AY{KxCr b^  
*mzi ?3  
template < typename T > #h?I oB7  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const q)i %*IY  
  { ?D6uviQg  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ?>Sv_0  
} S s+F  
wkM1tKhy/  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 nS04Ha  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 .26mB Xr  
K f/[Edn  
return l(rhs) = r; ~.aR=m\#  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 W}f)VC;D  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,c4HicRJ#  
~f h  
template < typename Tp > 4p,:}h  
class constant_t sFc\L94  
  { 0n{.96r0R  
  const Tp t; RNi%6A1  
public : \IE![=p\w  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -NXxxK  
template < typename T > !HvA5'|:}  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const pR$(V4>  
  { D`T;j[SsS#  
  return t; 6N#hN)/  
} U?#wWbE1  
} ; P9/ (f$=  
|Y>Jf~SN  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 u#,8bw?1  
下面就可以修改holder的operator=了 I.n,TJoz4J  
xvV";o  
template < typename T > BM<q;;pO  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const i)?7+<X  
  { 053bM)qW  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); uZC=]Ieh  
} UDHWl_%L  
cD0rU8x  
同时也要修改assignment的operator() {Sf[<I  
:~otzI4%!  
template < typename T2 > LqbI/AQ)  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } vkIIuNdDlx  
现在代码看起来就很一致了。 CIx(SeEF  
{Rkd;`Q`!  
六. 问题2:链式操作 lS4rpbU_  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 S@/{34,  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 8:$h&aBI  
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。 B?! L~J@p  
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。 6Ijt2c'A}  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct t3@+idEb  
Vh^y6U<  
template < typename T > ^ Oh  
struct result_1 k7^hc th  
  { *%Rmdyn  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 4j#y?^s  
} ; (xHmucmwp  
J].Oxch&y  
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: $-}&RW9  
?{ N,&d  
template < typename T > IrMH AM5K  
struct   ref  >Uw:cq  
  { hzo> :U  
typedef T & reference; G?s9c0f  
} ; o;$xN3f,  
template < typename T > 'JOUx_@z  
struct   ref < T &> Q;]JVT1  
  { KqK]R6>  
typedef T & reference; Ymz/:  
} ; gJQ#j~'  
:W.H#@'(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: [Fl_R[o  
)9hqd  
template < typename T > WC#6(H5t$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const EhxpMTS  
  { }u_D{bz  
  return l(t) = r(t); `HX:U3/  
} 2_q/<8t  
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。 %e~xO x  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {<42PJtPY  
d4| )=  
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 /j~~S'sw  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 5W&L6.J}+  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 2][9Wp  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 danPy2  
最后的布局是: rtj/&>  
                Add f/)Y {kS6  
              /   \ ]3LLlXtK[  
            Divide   5 ZSuoD$~k[  
            /   \ q`9.@u@a  
          _1     3 =\<NTu  
似乎一切都解决了?不。 }9^:(ty2A  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 M& ZKc  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 tu\XuDk y  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: #_DpiiS,.Q  
Nx 42k|8  
template < typename Right > U#z"t&o=L  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 0t7N yKU  
Right & rt) const p*Z<DEh#  
  { =-r"@2HBq  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); if*V-$[I  
} G"/;Cq=t  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 2P"643tz  
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。 LKM018H>  
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。 \ lbH   
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。 74([~Qs _M  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 |5^ iqW  
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? 9<gW~ s>  
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: Gdow[x  
}F>RI jj  
template < class Action > 2j-l<!s  
class picker : public Action 2u]G]: ml  
  { Wd'}YbC  
public : Cj= R\@  
picker( const Action & act) : Action(act) {} <f>77vh0  
  // all the operator overloaded Y2L{oQ.C2  
} ; :Qa*-)rs  
\rr"EAk]  
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。 Va?]:Q  
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:'{h"M6  
Qsbyy>o)  
template < typename Right > hkPMu@BI  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const hi(b\ ABx  
  { c}@E@Y`@w  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); I'5[8  
} sX"L\v  
Fl)nmwO c  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > %e:+@%]  
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。 EID-ROMO  
F$UL.`X _/  
template < typename T >   struct picker_maker 1)~|{X+~  
  { OC&BJNOi  
typedef picker < constant_t < T >   > result; EB3/o7)L  
} ; f&vMv.  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > !KI^Z1dP(  
  { [A~?V.G  
typedef picker < T > result; ^]o H}lwO  
} ; ThV>gn5  
XpANaqH\  
下面总的结构就有了: oXZWg~&l^  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 hJSvx  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 .i;.5)shsu  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 LH54J;7 Y  
至此链式操作完美实现。 3HyOQD"{  
QvbH " 7  
"}X+vd``  
七. 问题3 vd%AV(]<LJ  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 "nz\YQdg  
r5gqRh}+  
template < typename T1, typename T2 > '-"[>`[q  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~7b#B XzP  
  { ?b7ttlX{  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); {J"]tx9 ]  
} 2D:/.9= 8v  
Wrp~OF0k  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: y{M7kYWtHV  
r 1HG$^  
template < typename T1, typename T2 > Kb ]}p  
struct result_2 ,~3rY,y-  
  { ,|*Gr"Q=  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; GJdL1ptc  
} ; u.A}&'H  
6?x F!VIL  
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? +X#6 d v$  
这个差事就留给了holder自己。 m ^FKE:  
    ?n# $y@U  
3[Q7'\  
template < int Order > E,d<F{=8,o  
class holder; 29=ob("  
template <> s/ABT.ZO  
class holder < 1 > X0L \Ewm  
  { o_}?aI~H  
public : 6D ]fDeH\  
template < typename T > %e[E@H7  
  struct result_1 #|T"6jJaQ  
  { t;+b*S6D  
  typedef T & result; ;HCK iHC  
} ; -~c-mt  
template < typename T1, typename T2 > Q&0`(okb  
  struct result_2 m$C1Ea-wnT  
  { </kuJh\  
  typedef T1 & result; &w9*pJR %  
} ; Y-8BL  
template < typename T > #6a!OQj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l[~$9C'ji  
  { @|cHDltH  
  return (T & )r; ZklO9Ox(  
} |*48J1:1y  
template < typename T1, typename T2 > *04}84?:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ekY)?$v3  
  { Y;R,ph.a  
  return (T1 & )r1; z 8M\(<  
} n><ad*|MX  
} ; k5>UAea_  
+8xT}mX  
template <> 48z%dBmTT*  
class holder < 2 > o6^ETQ  
  { TfJ*G6\7e#  
public : uhj]le!  
template < typename T > rI\5djiYJ  
  struct result_1 z#Qe$`4&  
  { |(l]Xr&O  
  typedef T & result; r<kgYU`  
} ; *A`ZcO=   
template < typename T1, typename T2 > $S' TW3  
  struct result_2 [^GBg>k  
  { &3IkC(yD  
  typedef T2 & result; 8VG}-   
} ; 8D>5(Dg-  
template < typename T > ,~,q 0PA7J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !\|  
  { 9{3_2CIL  
  return (T & )r; [f\Jcjc  
} IG|u;PH<  
template < typename T1, typename T2 > <V)z{uK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const NA$)qX_  
  { u`wD6&y*  
  return (T2 & )r2; QDj%m%Xd  
} c|3oa"6T>  
} ; dSKvs"  
5s\;7>  
|X*y-d77W  
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> >。 VMF?qT3Nd  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ]@21KO  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W{J e)N  
phG *It}  
return l(i, j) = r(i, j); '4 d4i  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ysi=}+F.  
I++ Le%w  
  return ( int & )i; .Y2Hd$rs  
  return ( int & )j; NRG06M  
最后执行i = j; q_ ^yma  
可见,参数被正确的选择了。 $Tv~ *|a  
,d*1|oUw  
A",}Ikh='`  
oj.J;[-  
G:1QXwq\j  
八. 中期总结 ~$>JYJj  
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: a e-tAA[1Y  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 5nBJj  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )2wf D  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor "5dke^yk0  
_t"[p_llo  
A`M-N<T  
uv-O`)  
4$, W\d  
(X^,.qy  
九. 简化 LN (\B:wAY  
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。 ^w%%$9=:r  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 b3_P??yp  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: lvODhoT  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 /~s<@<1!X  
  +-*/&|^等 OcWKK!A  
2. 返回引用。 \ :s%;s51  
  =,各种复合赋值等 0\"#Xa+}8  
3. 返回固定类型。 <uBRLe`)  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) huA?*fat   
4. 原样返回。 x6JV@wA&  
  operator, 2gklGDJD  
5. 返回解引用的类型。 z&n2JpLY7  
  operator*(单目) ;X]B0KFe7  
6. 返回地址。 I)#8}[vK  
  operator&(单目) rSt5 @f?  
7. 下表访问返回类型。 'hWA&Xx +  
  operator[] m;4ti9  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ceJ#>Rj  
  operator<<和operator>> "9^b1UH<  
\tvL<U"'  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 bh5P98s  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: W tw,YFT  
6wu`;>  
template < typename Left > >`&2]Wc)  
struct value_return )N~ p4kp  
  { j 7:r8? G  
template < typename T > \z2y?"\?  
  struct result_1 I+twI&GS  
  { NwOV2E6@OW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 6q'Q ?Uw^  
} ; ,6MJW#~]  
|xZu?)M4  
template < typename T1, typename T2 > `peR,E  
  struct result_2 0+qC_ISns  
  { o:cTc:l)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; @,= pG  
} ; cy(w*5Upu  
} ; {T^D&i# o  
bJ 6ivz  
6&'kN 2  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait P-[})Z=  
!pRu?5  
下面我们来剥离functor中的operator() fnr8{sr.2Z  
首先operator里面的代码全是下面的形式: OESKLjFt  
WY>$.e  
return l(t) op r(t)  h#}w18l  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) x ~)~v?>T  
return op l(t) />8A?+g9u  
return op l(t1, t2) V&ETt.91Ft  
return l(t) op u"oO._a(  
return l(t1, t2) op #r"|%nOfY  
return l(t)[r(t)] h4K Mhr  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 2DsP "q79k  
?5ZvvAi  
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: &0[ L2x}7  
单目: return f(l(t), r(t)); Opf)TAl{  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~a3u['B  
双目: return f(l(t)); ~vpF|4Zn5  
return f(l(t1, t2)); *2~WP'~PQd  
下面就是f的实现,以operator/为例 mE{QTZS  
<X{w^ cT_Q  
struct meta_divide #m UQ@X@K  
  { C4PT(cezR  
template < typename T1, typename T2 > #6#n4`%ER  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) E(6P%(yt8  
  { hTO 2+F*  
  return t1 / t2; S9$,.aq  
} j+-`P5  
} ; 2/t;}pw8  
j>\rs|^O  
这个工作可以让宏来做: Z@x&  
cs\=8_5  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ t 3N}):  
template < typename T1, typename T2 > \ [S]q'c)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 44~ReN}`  
以后可以直接用 EI?8/c  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) vv Y?8/  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 5CcX'*P  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) _hl| 3 eW5  
 r90tXx  
`EMGrw_  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 \fC;b"j  
=,ax"C?pR  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kk<%VKC  
class unary_op : public Rettype qHe H/e%`V  
  { '^WR5P<8c  
    Left l;  (t5y$b c  
public : }yrs6pQ  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} &I)tI^P}  
g%]<sRl:-  
template < typename T > ?P|z,n{  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h"8[1 ;  
      { {W{;VJKQ2  
      return FuncType::execute(l(t)); ,%x2SyA  
    } C^'r>0  
/<[_V/g[t?  
    template < typename T1, typename T2 > ZHeue_~x4  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Uv.Xw}q  
      { s/J7z$NEU  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); $1d{R;b[  
    } tAep_GR  
} ; T>1#SWQ/9  
@V^.eVM\R  
3j$, L(  
同样还可以申明一个binary_op hmLI9TUe6  
Kc^ctAk7;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P%yL{  
class binary_op : public Rettype kzUj)  
  { Oz_CEMcy  
    Left l; 3;}YW^oXq  
Right r; q3/4l%"X  
public : yr>J^Et%_  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} p}!)4EI=  
5z3WRg  
template < typename T > 3HP { a  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _a"| :kX  
      { rDwd!Jet  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [{xY3WS  
    } Fq+Cr?-  
xA:;wV  
    template < typename T1, typename T2 > |p+FIr+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qR2cRepV  
      { (d NF)(wn  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 1z2v[S&pk  
    } _O87[F1  
} ; `hG`}G|^  
rs>,p)  
#<&@-D8  
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 xZ2 1i QeN  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $?:IRgAr  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) .@mZG<vg  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 s/~[/2[bnf  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ? B|i  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 im:[ViR {  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 t W   
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) V?^qW#AG  
下面是修改过的unary_op w > GW  
3kGg;z6  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > W}D[9zo/  
class unary_op Jr2>D=  
  { @g#| srYD  
Left l; "tk1W>liIN  
  qx >Z@o  
public : ';v2ld 9  
cJwe4c6.m  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} I hSXU<]  
OH n~DL2  
template < typename T > :Zq?V`+M  
  struct result_1 5)k/ 4l '  
  { L!/{Z  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9,Dw;|A]  
} ; 0VR,I{<.{  
u|ihUE!h  
template < typename T1, typename T2 > 32J/   
  struct result_2 <daH0l0  
  { K|~ !oQ  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; A9DFZZ0  
} ; !m_y@~pV#u  
'5T:*Yh  
template < typename T1, typename T2 > 'X&"(M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yl' IL#n]r  
  { 5c%Fb :BW=  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); h= YTgJ  
} <R2SV=]Sq#  
i+I.>L/S  
template < typename T > }L{GwiDMDl  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =.m/ X>  
  { 1dp8'f5^  
  return OpClass::execute(lt(t)); Z$Qwn  
} (l2n%LL]*  
\:n<&<aVSr  
} ; ZS_  z  
T|YMU?4  
Z>1yLt@ls  
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 [["eK9 }0  
好啦,现在才真正完美了。 ]4*E:  
现在在picker里面就可以这么添加了: e *D,2>o  
\Z~@/OVc  
template < typename Right > 4uE/!dT  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const >K%+h)%kI  
  { 4 l+z  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); m9 D*I1  
} ky]L`w  
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。 ]wbV1Y"  
3<a|_(K  
fx^yC.$2  
l0',B*og  
\Y:zg3q*  
十. bind ] TZ/=Id  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 YO@~y *,  
先来分析一下一段例子 XK0lv8(  
?LvxEQ-g  
TPN1Rnt0`  
int foo( int x, int y) { return x - y;} PP_ar{|7  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ~me/ve  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 r0'a-Mk;  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 yzNDXA.  
我们来写个简单的。 yWH!v]S  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !*"#*)S.  
对于函数对象类的版本: O+Db#FW  
a(`"qS  
template < typename Func > ?FZ) LZM  
struct functor_trait mI^S% HT  
  { 5]3Mj*u\  
typedef typename Func::result_type result_type; uD4W@*PYr  
} ; eM7 F8j  
对于无参数函数的版本: >v/%R~BuX  
UD2 l!)rW  
template < typename Ret > _*t75e$-  
struct functor_trait < Ret ( * )() > H5gcP11r  
  { `[_p,,}Ir  
typedef Ret result_type; `Z2-<:]6&a  
} ; ,;h}<("q  
对于单参数函数的版本: X4bZ4U*  
?*QL;[n1  
template < typename Ret, typename V1 > AY9#{c>X  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > IJZx$8&A  
  { 1l}fX}5%I;  
typedef Ret result_type; d=HD! e  
} ; Y1DbBDk  
对于双参数函数的版本: B|AIl+y  
-BrJ5]T>*  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > N;cSR\Ng  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 9J}^{AA  
  { CT=5V@_u\  
typedef Ret result_type; im mf\  
} ; 8tT/w5  
等等。。。 _tnoq;X[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy /EVXkf0  
|[/XG2S  
template < typename Func > EhOB+Mc1  
struct func_return }%,LV]rGEZ  
  { P[,  
template < typename T > T<0V ^B7  
  struct result_1 kh"APxQ79  
  { lp1GK/!s  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cw~-%%/  
} ; Ige*tOv2  
dhr-tw  
template < typename T1, typename T2 > llpgi,-=  
  struct result_2 r)dXcus  
  { zwlz zqV  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *W4~.peoE  
} ; V67<Ky>  
} ; 3+vMi[YO  
=A/$[POr  
MnW"ksH  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;'4Kg@/  
}~ga86:n0  
template < typename Func, typename aPicker > #4& <d.aw'  
class binder_1 uX&Tn1Kg  
  { 2&<&q J  
Func fn; 6?l|MU"Q.  
aPicker pk; ~:UAL}b{\~  
public : ~=Fp0l)#  
Ke\FzZ]  
template < typename T > U]iZ3^8VT  
  struct result_1 W=!D[G R  
  { Qy'-3GB  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0&6(y* #Z  
} ; ru*}lDJ  
]~'pYOB  
template < typename T1, typename T2 > -$f$z(h  
  struct result_2 G>+iisb%  
  { J~5+=V7OV  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; | +aD%'|  
} ; w `>g^_xsg  
S\A9r!2  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} JjBlje  
=K6{AmG$  
template < typename T > TI637yqCU  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V_H0z  
  { frbeCBP&)  
  return fn(pk(t)); k{+ Gv}Y  
} m^1'aO_;q  
template < typename T1, typename T2 > 9Qc=D"'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~qb-uT\(99  
  { x /?w1  
  return fn(pk(t1, t2)); @Yzb6@g"  
} y6Ea_v  
} ; 8G_KbS  
W&9X <c*  
A!_yZ|)$ T  
一目了然不是么? 20BU;D3  
最后实现bind zWq&HBs  
ID$%4jl  
\7tJ)[0aF  
template < typename Func, typename aPicker > c8qwsp  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) M{`uI8vD  
  { #j6qq3OG  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _n!W4zwi  
} axiP~t2  
jsIT{a*]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 SHUn<+/e  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 jRSY`MU}t+  
JO|xX<#:  
十一. phoenix %`^{Hh`  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: sj%\lq  
hXP'NS`iv  
for_each(v.begin(), v.end(), o<i\1<eI  
( tD3v`Ke  
do_ 4k=LVu]Kcr  
[ Q~$hx{foN  
  cout << _1 <<   " , " 'FmnlC1  
] 6kHb*L Je  
.while_( -- _1), #s|/5[i  
cout << var( " \n " ) >I *uo.OF  
) 4[f>kY%[  
); }FT8 [m<  
:pg]0X;  
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: *d,Z ?S/  
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 FKkL%:?  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,Q>wcE6v  
那么我们就照着这个思路来实现吧: fdzaM&  
1<&nHFJ;[  
ZD`0(CkXb  
template < typename Cond, typename Actor > Q`[J3-Q*{  
class do_while Iq: G9M  
  { iig@$ i#  
Cond cd; kZHIzU  
Actor act; Nmu=p~f}3`  
public : ,~qjL|9  
template < typename T > )W$@phY(I  
  struct result_1 g7<u eF  
  { #(Ezt% ^  
  typedef int result_type; {&s.*5  
} ; ?M@ff0  
@N+6qO}  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} XiN@$  
x_BnWFP  
template < typename T > Id 40yER  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const j\@osjUu  
  { ^WmP,Xf#  
  do #H/suQZN"g  
    { w]Z:Y`  
  act(t); IRB BLXv7\  
  } }C9P--  
  while (cd(t)); g)Dg=3+>  
  return   0 ; Sv|jR r'  
} '7/c7m/$X<  
} ; W)m\q}]FYz  
-4nSiI  
J:Ncy}AO  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). s2iL5N|"Q  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 @}iY(-V  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 B>,&{ah/5J  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 Fd/.\s  
下面就是产生这个functor的类: EZg$mp1  
b0!ZA/YC-  
Jx4"~ 4  
template < typename Actor > .]H1uoci|  
class do_while_actor 2vx1M6a)L  
  { ! )PV-[2  
Actor act; AWn$od`#s  
public : 4]%v%6 4U  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} },(Ln%M  
 ~xV|<;  
template < typename Cond > Ym/y2B(  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 0X[uXf  
} ; s2Hx ?~  
6F4OISy%3  
VLs%;|`5D  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;$$.L bb8  
最后,是那个do_ 9a lMC  
;ZowC#j  
&WAJ;7f  
class do_while_invoker %P tdFz$  
  { i2(lqhaP  
public : l!YjDm{E  
template < typename Actor > T9=55tpG9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const m*Q*{M_e  
  { 3X A8\Mg  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^=V b'g3P~  
} P gK> Z,  
} do_; (n3MbVi3LU  
RYem(%jq  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Z/w "zCd  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 x;p7n 2_  
最后来说说怎么处理break和continue -P7JaH/Q  
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。 25CO_  
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