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
  • 4674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 @T:fa J5\'  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?+2b(2&MXE  
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, L":bI&V?:  
_P7tnXww  
x_MJJ(q8g  
CN&  
  class filler *>q/WLR  
  { Bh]!WMAw.  
public : 'Ot,H_pE  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Yu3zM79'k  
} ; ~i~%~doa  
K@u&(}  
m:+8J,jW  
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: gfa[4 z  
`BY&>WY[  
uQqWew8l+  
6^)}PX= *  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); gTf|^?vd  
f{&bOF v  
?KE$r~dn  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 OMrc_)he\  
`>lzlEhKV  
,0N94pKy  
.12aUXo(  
二. 战前分析 </"4 zD|  
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。  $_;e>*+x  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 1wj:aD?g  
C$yq\C+I  
e Y$qV}  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Uh6 '$0  
  /* --------------------------------------------- */ &^".2)zU  
vector < int *> vp( 10 ); O;9?(:_  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )_7>nuQ6  
/* --------------------------------------------- */ u1^wDc*xg  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Ms^dRe)  
/* --------------------------------------------- */ mpw~hW0-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 39i9wrP  
  /* --------------------------------------------- */ ^jE8+h  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); W"q@Qa`Bm  
/* --------------------------------------------- */ ^K(^I*q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 4Xj4|Rw%  
pB:$lS  
b~m2tC=AW  
e [h8}F  
看了之后,我们可以思考一些问题: UUe#{6Jx_  
1._1, _2是什么? $md%x mQ[  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 c=O,;lWFqm  
2._1 = 1是在做什么? *Zk>2<^R  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 &a0r%L()X  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 g" VMeW^  
23F/\2MSG  
u.XQ&  
三. 动工 p=Q0!!_r  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: TUK"nKSZ`.  
,:2'YB  
Z8O n%Mx{"  
c}Z6V1]QP  
template < typename T > &[Xu!LP  
class assignment fV>CZ^=G  
  { \nNXxTxX!  
T value; dihjpI_  
public : }yn0IWVa  
assignment( const T & v) : value(v) {} kRJ4-n^@><  
template < typename T2 > '9p@vi{\  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 56lCwXCgA  
} ; YY((#"o;l  
D/ybFk  
hwYQGtjF  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 H6*^Ga  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment y9H% Xl  
<x pph t<  
ZUm?*.g\^  
9m2, qr|  
  class holder M9\#Aq&\i  
  { p{A}pnjf  
public : 796\jf$  
template < typename T > %]gTm7 =t  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 0oZsb\  
  { g#]" hn  
  return assignment < T > (t); 3f.b\4 U  
} f"[J "j8  
} ; *D}0 [|O  
7cP@jj  
<*ZJaBwWU~  
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: 4rT*tW"U  
S^@S%Eg  
  static holder _1; !^#jwRpeN  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 a]17qMl  
7w :ef0S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); gN8hJG'0  
而不用手动写一个函数对象。 $,=6[T!z+e  
AN:sQX`  
!%+2Yifna  
!)"%),>}o  
四. 问题分析 M-L2w"  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 E907fX[R~  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Ix@&$!'k  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 e1(Q(3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 /-_=nf}w  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 x5`br.b  
H`bSYjgM!  
五. 问题1:一致性 K%<j=c  
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?| g6@Fp7T  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 xJ^>pg8  
G@FI0\t  
struct holder oBQ#eW aY  
  { $E<Esf$  
  // fqX"Lus `=  
  template < typename T > ZRxZume<f  
T &   operator ()( const T & r) const 00I}o%akO  
  { ? &G`{Ey  
  return (T & )r; T{wpJ"F5<]  
} n~"$^Vr  
} ; cMyiW$;  
>z;[2 n'  
这样的话assignment也必须相应改动: AqK z$  
w\54j)rb  
template < typename Left, typename Right > P./V6i<:  
class assignment S= R7`a<.5  
  { (Fq5IGs  
Left l; O ,rwP  
Right r; C*U'~qRK  
public : n55Pv3}C  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v(*C%.M)  
template < typename T2 > 9CA^B2u  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } UDhG :  
} ; =9oP owq  
2" |2a@  
同时,holder的operator=也需要改动: [b%:.bjY  
B\J^=W+`  
template < typename T > V@>r*7\F  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const GRb*EeT  
  { ] h-,o R?e  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); q)H1pwxD  
} ?88[|;b3  
s2?T5oWU  
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。  Q~R ~xz  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tQZs.1=z  
Y2xL>F  
return l(rhs) = r; }X x(^Zh  
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。 #-pc}Y|<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: {o5V7*P;_  
hjaT^(Y  
template < typename Tp > O^/Maa/D1  
class constant_t FMkOo2{  
  { A7(hw~+@  
  const Tp t; u` oq(?|  
public : +!QJTn"3  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ?)bS['^1)  
template < typename T > |mdi]TL  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const <%xS{!'}  
  { kb[P\cRa  
  return t; [: xiZ  
} V"p!B f  
} ; y=In?QN{6*  
QO"oEgB`+Z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 qB)"qFa  
下面就可以修改holder的operator=了 GN KF&M  
uB!kM  
template < typename T > 'n<iU st  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const nz9DLAt  
  { y5Tlpi`g  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); )p!7 #v/@f  
} r]OK$Ql  
U4 13?Pe  
同时也要修改assignment的operator() 'J,T{s1J  
IbcZ@'RSw  
template < typename T2 > >^Se'SE]  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } -n'F v@U  
现在代码看起来就很一致了。 )c l5B{1P  
aM7uBx\8 5  
六. 问题2:链式操作 >A0k 8T  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 "NgoaG~!YO  
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。 PrudhUI^  
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。 rr#K"SP  
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。 Vd=yr'?  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct =6aS&B(SN  
.VTy[|o   
template < typename T > K}6dg<  
struct result_1 \rVQQ|l   
  { 5,)Q w  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 3!5Ur&  
} ; 1? FrJ6 V  
s7oT G!  
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: *^([ ~[  
+7t6k7]c  
template < typename T > "5eNLqt^q  
struct   ref 6U^\{<h_c  
  { qF 9NQ;  
typedef T & reference; 54rkC/B>  
} ; C> [ Uvc  
template < typename T > _|"Y]:j_  
struct   ref < T &> a>mm+L 8y  
  { C&++VRnm  
typedef T & reference; ~rjTF!  
} ; C/(M"j M  
z>w`ZD}XY  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: c1%H4j4/  
>DPB!XA3  
template < typename T > OgF+O S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const jE#O>3+.  
  { gKOOHUCb  
  return l(t) = r(t); ,;M4jc {  
} nenU)*o  
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。 ~EK'&Y"1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 O5H9Y}i]  
hDV20&hq  
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 F@R1:M9*  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 3s"0SLS4  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 >Z1q j>  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 &qS[%K )  
最后的布局是: ;Jd3u -  
                Add 6\61~u~  
              /   \ o !4!"O'E  
            Divide   5 lY*[tmz)  
            /   \ UX]L;kI  
          _1     3 +:3*  
似乎一切都解决了?不。 gIA@l `"  
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。 sBV 4)xM  
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。 1Z{ZV.!  
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: O$IjN x  
m^x6>9,  
template < typename Right > au,t%8AC  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const N41R  
Right & rt) const <L&m4O#|  
  { D5~n/.B"  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /x{s5P 3  
} p _d:eZ  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 erO>1 ,4S  
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。 4e;QiTj  
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。 J<Pw+6B~  
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。 L.]$6Q0  
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。 #$3yz'"QF  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? G<M:Ak+~  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 5XLs} :  
nk3y"ne7  
template < class Action > _,</1~.  
class picker : public Action nNXgW  
  { `Y?87f:SP  
public : <, 3ROo76  
picker( const Action & act) : Action(act) {} -gQCn>"  
  // all the operator overloaded vky.^  
} ; Zs<KZGn-B  
0zY(:;X  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 w>b-} t  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: b~-%c_  
<9> vO,n  
template < typename Right > ]:34kE}e5  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const t#!yrQ..'G  
  {  ["}rk  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @,XSs  
} 2 1PFR:lP7  
Mkq( T[)  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > S.!UPkWH  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 :$+-3_oLMQ  
L],f3<  
template < typename T >   struct picker_maker S(:l+JP  
  { t20PP4FWM  
typedef picker < constant_t < T >   > result; .UoOO'1K  
} ; ZIdA\_c  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > -[L!3jU  
  { ;l$ \6T  
typedef picker < T > result; 1n\ t+F  
} ; _e9:me5d"$  
pStk/te,XK  
下面总的结构就有了: ]\ngX;h8G  
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。 5{$LsL  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 OxGE%R,  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 X>?b#Eva  
至此链式操作完美实现。 ,C {*s$  
,sGZ2=M}J  
?uMQP NYs  
七. 问题3 {D g_?._d  
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。 HHjt/gc}`  
Lr`1TH,  
template < typename T1, typename T2 > dJ?XPo"Cm=  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y< C<_2  
  { cQ:"-!ff  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 7H>@iI"?  
} n[YEOkiG  
;+1RU v  
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: XhsTT2B   
~ 8aJ S,u  
template < typename T1, typename T2 > K gN)JD>  
struct result_2 +y 87~]]  
  { WL+]4Wiz  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; h $N0 D !  
} ; w-@6|o,S  
'Peni1_  
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? >R/$1e1Y  
这个差事就留给了holder自己。 1N2,mo?2  
    _Jv 9F8v  
~:km]?lz0  
template < int Order > SE7WF18A  
class holder; 76.{0 c  
template <> +h_ !0dG  
class holder < 1 > &uUo3qXQ5l  
  { >yJ9U,Y  
public : Ap{}^  
template < typename T > mJB2)^33a  
  struct result_1  fI\9\x  
  { i@NqC;~;  
  typedef T & result; 4 g. bR  
} ; U}SXJH&&E  
template < typename T1, typename T2 > wW?,;B'74  
  struct result_2 XBQ\_2>  
  { I]!^;))  
  typedef T1 & result; d2s OYCKe  
} ; E2L(wt}^  
template < typename T > q2:K 4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const VOsqJJ3  
  { p$7#}s  
  return (T & )r; D|qk_2R%  
} Z`3ufXPNlO  
template < typename T1, typename T2 > ;@h0qRXW:h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const :R):b  
  { ,&U4a1%i#c  
  return (T1 & )r1; Hqh6:RuL  
} V 0nn4dVO  
} ; +jC*'7p@  
OdI\B   
template <> aAu>Tn86D.  
class holder < 2 > -yDs< Xl  
  { _if|TFw;h  
public : {2`=qt2  
template < typename T > }6 5s'JB  
  struct result_1 63?)K s  
  { :Sg_t Of  
  typedef T & result; p (FlR?= S  
} ; $N2SfyX7  
template < typename T1, typename T2 > hC_Vts[v/  
  struct result_2 ,%bhyww<  
  { U=sh[W  
  typedef T2 & result; i~J;G#b  
} ; NvjJ b-u  
template < typename T > ?t@v&s  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const h;lirvO|  
  { *b}>cn)<v  
  return (T & )r; (yo;NKq,@  
} <ktzT&A  
template < typename T1, typename T2 > 4;`Bj:.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const j\RpO'+}  
  { Pag63njg?  
  return (T2 & )r2; a:YI"*S  
} !2:3MbtR  
} ; iAMtejw  
#sKWd  
5W =(+Q>C  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 ~{>?*Gd&T  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: t"j|nz{m  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: B@Nt`ky0*  
,~zj=F  
return l(i, j) = r(i, j); -G &_^"=R  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Vv$HR  
[=*E+Oc  
  return ( int & )i; 6)\dBOz  
  return ( int & )j; AgF5-tz6x  
最后执行i = j; (UNtRz'=;  
可见,参数被正确的选择了。 uQLlA&I"  
Y^"4?96  
m8+(%>+7  
l^NC]t  
T)7TyE|"2g  
八. 中期总结 ~#:e*:ro  
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: lhC6S'vq  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 .DJDpP)M  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ~c{:DM  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor u}9fj  
bAxTLIf  
+?RGta'%k  
0BkV/v1Uc  
PM$Ee #62R  
j&6 jRX  
九. 简化 &;H{cv`  
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。 Iy {U'a!  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ZeasYSo4P  
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: $7I] `Jt  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 _8K%`6!"Z  
  +-*/&|^等 %R0v5=2'  
2. 返回引用。 qUhRu>   
  =,各种复合赋值等 . ,NB( s`  
3. 返回固定类型。 KiLvI,9y  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) z)F#u:t  
4. 原样返回。 `NwdbKX  
  operator, juToO  
5. 返回解引用的类型。 w5]"ga>Y  
  operator*(单目) Q F-)^`N  
6. 返回地址。 )&W|QH=AI  
  operator&(单目) ^>~dlS  
7. 下表访问返回类型。 !^U6Z@&/R  
  operator[] 7INk_2  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 >3;^l/2c  
  operator<<和operator>> ](r ^.k,R  
OsW"CF2  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 TW`mxj_J2  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 5!fSW2N  
#G _/.h@  
template < typename Left > x;$|#]+  
struct value_return <Mgf]v.QS  
  { [j6~}zu@  
template < typename T > ||TtNH  
  struct result_1 [h}K$q  
  { vW.%[]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; %u]6KrG18b  
} ; 3 %(Y$8U  
EHf)^]Z  
template < typename T1, typename T2 > sV0Z  
  struct result_2 l%"`{   
  { >.dHt\  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4E"d/  
} ; ='/Z;3jt]x  
} ; {V2bU}5 [  
oo'w-\2]p  
#-x@"+z  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait KvFR8s  
V> a*3D  
下面我们来剥离functor中的operator() |i)lh_iN  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 5 Rz/Ri\c=  
<A~GW 'HB  
return l(t) op r(t) ZL91m`r  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ,zgNE*{Y"4  
return op l(t) uIP iM8(  
return op l(t1, t2) =Q?f96T  
return l(t) op | 1V2tx  
return l(t1, t2) op oXc/#{NC  
return l(t)[r(t)] j8 H Oc(  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] [%.18FWI  
G j6. Iv  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: 4UCwT1  
单目: return f(l(t), r(t)); DA <ynBQ  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); n85r^W  
双目: return f(l(t)); RebTg1vGu  
return f(l(t1, t2)); 5g NLO\  
下面就是f的实现,以operator/为例 `mErF%b  
huAyjo  
struct meta_divide \y*j4 0  
  { G*\sdBW!k  
template < typename T1, typename T2 > 5-p.MGso  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) CX+9R3pa  
  { g3rRhS  
  return t1 / t2; ltEF:{mLe#  
} {'IFWD.5  
} ; D9^7m j?e  
Z\!rH "8  
这个工作可以让宏来做: a>b8- j=J  
[-VGArD[k,  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ "|4jP za  
template < typename T1, typename T2 > \ gB+ G'I  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; UvD-C?u'  
以后可以直接用 lwsbm D  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) =x4a~=HX  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 9-- dRTG  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) =h\E<dw  
"]<}Hy  
]31$KBC  
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 F50 JJZ  
px [~=$F  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > )VY10 R)$  
class unary_op : public Rettype 5+y`P$K@  
  { "A7<XN<  
    Left l; WD;)VsP  
public : R92R}=G!  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} K`gc 4:A  
l:z };  
template < typename T > {5 Kz'FT  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qtnv#9%Vi  
      { EW;1`x  
      return FuncType::execute(l(t)); P!>g7X  
    } 3uO8v{`  
[0op)Kn  
    template < typename T1, typename T2 > a 2Et,WA%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JjDS"hK#  
      { Gt'/D>FE0  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); U9F6d!:L7A  
    } sS'{QIRC'  
} ; ' fl(N2t  
RO$*G jQd  
]+lF=kkc %  
同样还可以申明一个binary_op \4@a  
^?sSx!:bZ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > V g6S/-  
class binary_op : public Rettype !=knppY  
  { @SQceQfB  
    Left l; u7u~  
Right r; p|s2G~0<  
public : LT& /0  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} JilKZQmk  
R25-/6_V>  
template < typename T > }6@%((9E 2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W+/2c4$F3  
      {  h.D^1  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); r"[L0Cbb  
    } i]@c.Q iFN  
YR8QO-7 .)  
    template < typename T1, typename T2 > pLJeajv)z  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |DGCdB|`G  
      { :W%4*-FP  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));  2+Vp'5>&  
    } Q6|@N~UeZ  
} ; @aUZ#,(<  
'y eh7oR  
aLHrl6"  
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 th9 0O|;  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 y0y+%H-  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) qAbd xd[  
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。 -rRz@Cr  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! +ruj  
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。。。 Ss+F9J  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 LiF.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) ^Wk0*.wg  
下面是修改过的unary_op R1~7F{FW  
0pCDE s  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > m9k2h1  
class unary_op pdy+h{]3  
  { $ JuLAqq  
Left l; }R\B.2#M_@  
  <@%ma2  
public : 8m \;P  
8W{ g  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} gi '^qi2  
Yr:>icz|  
template < typename T > qm~Kw!kV  
  struct result_1 %K`4k.gN  
  { 'oT|cmlc  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; hPS/CgLq  
} ; 7V |"~%  
o` 2 5  
template < typename T1, typename T2 > r"6lLc  
  struct result_2 (s.o  
  { VJGwd`qo*A  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; mxZ4 HD{  
} ; ?!rU |D  
`c>A >c|  
template < typename T1, typename T2 > n/Or~@pHD  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S [ i$e  
  { 40rZ~!}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;\1b{-' l  
} 5,Qy/t}K  
p~ mN2x]  
template < typename T > :0{AP_tvcC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -<_+-t  
  { Cnk#Ioz  
  return OpClass::execute(lt(t)); *?s/Ho &'  
} (1OW6xtfG  
;k-g _{M  
} ; }D(DU5r  
_8Pmv$   
s-fKh`  
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 PZ~`O  
好啦,现在才真正完美了。 EC0zH#N  
现在在picker里面就可以这么添加了: n&3iz05}  
e3G7K8  
template < typename Right > .`b4h"g:  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const q=J9L Q  
  { -i2D#i'  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Z+OAs0}mV  
} T<! \B]  
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。 3{6ps : w  
o$*bm6o  
f;&` 9s| 1  
Au~+Zz|mQ  
A3m{jbh  
十. bind wA{*W>i  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 LNWqgIq  
先来分析一下一段例子 {H/8#y4qp&  
V}j %gy`  
"tEj`eR  
int foo( int x, int y) { return x - y;} \z&03@Sw  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 J{a Q1)  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 tvG g@Xs\  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 hqdC9?\  
我们来写个简单的。 't||F1X~J  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: >|y>e{P  
对于函数对象类的版本: F0X5dv  
"v*oga%  
template < typename Func > Cij$GYkv  
struct functor_trait >aNbp  
  { B:B0p+$I  
typedef typename Func::result_type result_type; }x{rTEq  
} ; ]t8{)r  
对于无参数函数的版本: JI28O8  
ly9x1`?$  
template < typename Ret > @&/s~3  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 3U :YA&K(  
  { cg>!<T*  
typedef Ret result_type; J r=REa0  
} ; ay!6 T`U`  
对于单参数函数的版本: <L[T'ZE+  
yBU ZVqqDa  
template < typename Ret, typename V1 > r@N39O*Wq  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q"x`+?!  
  { L{+&z7M  
typedef Ret result_type; &ryl$!!3H  
} ; .aVHd<M  
对于双参数函数的版本: 6{Krw \0  
Tw`F?i~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > H8(0. IR  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ;$E~ZT4p  
  { O6*'gnke  
typedef Ret result_type; * ePDc'   
} ; \<0G kp  
等等。。。 FN{H\W1cf  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy xkk@ {}J\  
::^qy^n  
template < typename Func > <DA{\'jJ  
struct func_return w !=_  
  { [u!p-  
template < typename T > ze#rYNvo/  
  struct result_1 Ngm O0H  
  { pe`TH::p  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 2tg/S=t}  
} ; wdN>KS2!  
<-Kb@V3  
template < typename T1, typename T2 > bUY:XmA  
  struct result_2 ,)B~cic'u  
  { SXT@& @E  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =rf )yp-D  
} ; (Von;U  
} ; W>aQ tT  
:8\*)"^E  
Zpn*XG  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |IyM"UH  
Q{ |+ 3!!'  
template < typename Func, typename aPicker > v%69]a-T  
class binder_1 e{q p!N1!  
  { +j)-L \  
Func fn; 2fHIk57jP  
aPicker pk; !9ceCnwbNN  
public : 46Y7HTwE  
0{U]STj  
template < typename T > tW Cv]*  
  struct result_1 JN;TGtB^p  
  { z<3}TD  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; :JTRRv  
} ; L~?,6  
ArEH%e  
template < typename T1, typename T2 > )sY$\^'WY  
  struct result_2  9^b7jw  
  { )n[`Z#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;Wfv+]n9  
} ; JWUv H  
}QApeZd+q  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} uJ) \P  
^>vO5Ho.  
template < typename T > oJ4mxi@|#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ';fU.uy  
  { dcrJ,>i}  
  return fn(pk(t)); C[J`x>-K  
} dctA`W@:-  
template < typename T1, typename T2 > ~,M;+T}[r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Kc-A-P &Ry  
  { o%N0K   
  return fn(pk(t1, t2)); I49=ozPP  
} R"8})a gw  
} ; ^,ZvKA"}+/  
ya*q;D  
btB(n<G2#  
一目了然不是么? .H[Lo>  
最后实现bind W~+!"^<n  
g[D,\  
VQG  /g\  
template < typename Func, typename aPicker > '%eaK_+7  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ^}Dv$\;6  
  { |+$j( YuH  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); vt(}ga  
} p[k9C$@e}  
+"N<-  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~YT>:Np  
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。 >FE QtD~F  
u}@% 70A  
十一. phoenix c-3YSrY  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: )n3bi QL_  
4%c7#AX[T  
for_each(v.begin(), v.end(), B9;,A;E};  
( Y+PvL|`O  
do_ ?Ss RN jeL  
[ S*DBY~pZy  
  cout << _1 <<   " , " [<3Q$*Ew  
] Do[ F+Y  
.while_( -- _1), %8`1Li6g  
cout << var( " \n " ) 0F;(_2V-  
) t6,M  
); m?kIa!GM=  
7Hr4yh[j&  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: J z:W-o  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Y" ]eH{  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 [y&h_w.  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,{mf+ 3&$,  
w3]0 !) t1  
u_/OTy  
template < typename Cond, typename Actor > &|&YRHv  
class do_while q%=7<( w  
  { "`1of8$X7  
Cond cd; W) Kpnb7  
Actor act; #9W5  
public : nF!_q;+Vp  
template < typename T > W<Vzd4hR  
  struct result_1 w]+BBGYQKb  
  { iYfLo">  
  typedef int result_type; {$QF*j  
} ; hz~CW-47  
5+Zx-oWq_  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} S;AnpiBM8  
&0<R:K?>N  
template < typename T > 7yCx !P;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kvO`]>#;$?  
  { %N_S/V0`  
  do Ll E_{||h  
    { G~$M"@Q7N  
  act(t); +EB,7<5<  
  } 1-Wnc'(OK  
  while (cd(t)); %>z8:oJ  
  return   0 ; m LxwJ  
} Drq{)#7  
} ; %RD7=Z-z  
:z,vJ~PW  
Jv{"R!e"P  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 0 f#a_  
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。 ]zR;%p  
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。 R7;rBEt8  
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。 ,;ruH^  
下面就是产生这个functor的类: BO\`m%8md  
Er+3S@sfq,  
H/la'f#o%  
template < typename Actor > L4A/7Ep  
class do_while_actor &u`rE""  
  { #?|1~HC  
Actor act; @aPu}Hi  
public : n~>CE"q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ~aq?Kk  
2] wf`9ZH  
template < typename Cond > Q{|'g5(O  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; g}og@UY7#  
} ;  IOES3  
g #<?OFl  
= ]HJa  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ZzaW@6LJF  
最后,是那个do_ '  ^L  
hw.demD  
hs#s $})}Z  
class do_while_invoker 0~L 8yMM  
  { U!UX"r  
public : qx CL  
template < typename Actor > 2dJ)4  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const `r0 qn'*  
  { n7!Lwq2  
  return do_while_actor < Actor > (act); lJQl$Wx^  
} 7)It1i-  
} do_; &\D<n; 3  
Sw9mrhzJfe  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? G;#t6bk  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 IhKas4  
最后来说说怎么处理break和continue +z?f,`.*  
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。 .$}zw|,q  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五