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
  • 5942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 bI)ItC_wf!  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Y6T1_XG  
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, I#0WN  
W+3ZuAP\n  
, Vz 1l_7  
MHN?ZHC)  
  class filler usb.cE3 z  
  { 'J R2@W`]]  
public : /5^"n4/M  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} k}-@N;zq  
} ; p@H]F<  
c+PT"/3  
+@]b}W  
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: t:tT Zh  
k r0PL)$  
#hEN4c[Ex  
+.N3kH  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 0MK|spc  
!xs. [&u8  
rixP[`!]x  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 h+e Oe}  
dmHpF\P5f  
|oq27*ix~m  
ng]jpdeA  
二. 战前分析 Z:VqBqK  
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。 {@1C,8n;  
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 [h "*>J{  
d52l)8  
UGuEZ-r  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); V[f-Nj Kf  
  /* --------------------------------------------- */ +u%^YBr  
vector < int *> vp( 10 ); 7^|oO~x6  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <3dmY=  
/* --------------------------------------------- */ d,}fp)  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 6Z~u2&  
/* --------------------------------------------- */ SFrQPdX6V  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); E#t;G: +A  
  /* --------------------------------------------- */ =M"H~;f]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); `UFRv   
/* --------------------------------------------- */ *vn^ W  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ]>R|4K_  
yT Pi/=G  
(are2!Oq  
~b+TkPU   
看了之后,我们可以思考一些问题: ("{JNA/  
1._1, _2是什么? TRwlUC3hQ  
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。 rrK&XP&  
2._1 = 1是在做什么? f,9jK9/$  
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。 (~F{c0 \C  
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。 NG-Wn+W@b  
fY@Y$S`Fh  
yjZ]_.  
三. 动工 cstSLXD  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,1'9l)zP  
5t]}(.0+  
+TW9BU'a^  
qbjBN z  
template < typename T > Ov1$7 r@  
class assignment ea3;1-b:  
  {  Ad)Po  
T value; 9] /xAsD  
public : %4#,y(dO  
assignment( const T & v) : value(v) {} RXa&*Jtr -  
template < typename T2 > L(a&,cdh  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } +]|aACt]  
} ; hzIP ?0^E  
-x~h.s,  
m9bR %j  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &jCT-dj  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ;K<e]RI;?  
F&US-ce:M  
fUQuEh5_  
o -tc}Aa  
  class holder ^UP!y!&N  
  { ,L#Qy>MOb  
public : <. j`n  
template < typename T > OE87&Cl"{t  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const y6.}h9~  
  { tydD~a  
  return assignment < T > (t); GOJ*>GpS  
} cU8Rm\?  
} ; BrYU*aPW;  
,4oYKJ$+h  
FQ dz":5  
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: 7%?2>t3~  
7'wt/9  
  static holder _1; WAPN,WuW  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 :.kc1_veYS  
w~J 7|8Y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;h[p "  
而不用手动写一个函数对象。 oh+Q}Fa:  
8 wGq:@# =  
vK2sj1Hzr  
XMb]&VvH  
四. 问题分析 R;,&s!\<  
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。 % 1Y!|306  
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。 rU?sUm,ch  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 /]H6'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 D=}UKd  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %H=d_Nm{  
C?@vBM}  
五. 问题1:一致性 ConXP\M-  
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?| zfvMH"1  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 R<$_ <z  
uq<kT[  
struct holder v"M5';ZS>  
  { gL%%2 }$  
  //  zjVBMqdD  
  template < typename T > r|$@Wsb?#  
T &   operator ()( const T & r) const ~(E.$y7P  
  { }{>)2S  
  return (T & )r; tL0<xGI5^  
} qfp,5@p  
} ; b&:>v9U  
a12Q/K  
这样的话assignment也必须相应改动: m0xL'g6F  
6*`KC)a  
template < typename Left, typename Right > 6 &~8TH  
class assignment u6o:~=WwM  
  { uC{qaMQ  
Left l; VOc_7q_=  
Right r; *^j'G^n  
public : R`}C/'Ty  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 7_Yxz$m  
template < typename T2 > I&9_F% rX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } "YU<CO;4VV  
} ;  8bQ\7jb  
Vfkm{*t)  
同时,holder的operator=也需要改动: hV5Aw;7C  
g)7~vm2/,  
template < typename T > nx #0*r}5  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const NQQ+l0txI  
  { AF ,*bb  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); HUF],[N  
} Tb~|p_;o  
l1(6*+  
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。 0vN<0  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 zrt\] h+  
o+UCu`7e  
return l(rhs) = r; C:S*ju K  
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。 Ore>j+  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ~>C@n'\lv  
hY$gzls4  
template < typename Tp > H CKD0xx  
class constant_t ;Du+C%  
  { 8K: RoR  
  const Tp t; T(LqR?xOo  
public : !|!k9~v!  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} t%@sz  
template < typename T > a=(D`lQ8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const @qP uYFnw  
  { N?cvQR{r9  
  return t; P2y`d9,Q  
} l=EnK"aU  
} ; DK' ? '  
XY1D<  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |wF_CZ*1  
下面就可以修改holder的operator=了 q-7C7q  
ZAe'lgS  
template < typename T > CPJ8G}4  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const a7?z{ssEi  
  { \o-9~C\c*  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); r\#_b4-v3h  
} sb8%!> C  
-Jqm0)2  
同时也要修改assignment的operator() BE,XiH;  
ckn0I  
template < typename T2 > m\9R;$ \  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } yV{&x  
现在代码看起来就很一致了。 | .w'Z7(s  
_+c' z  
六. 问题2:链式操作 Be~__pd  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 nV/8u_  
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。 zKRt\;PW  
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。 n7Em t$Hi>  
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。 GnAG'.t-Z  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct rGa@!^hk  
Ck`-<)uN  
template < typename T > Jo%`N#jG   
struct result_1 g.L~Z1-  
  { ^\<nOzU?  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; @zu IR0Gr)  
} ; TcW-pY<N  
91I6-7# Xt  
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: e}@VR<h  
pe}mA}9U  
template < typename T > YUGE>"{  
struct   ref F4M )x`  
  { O} #Ic$38  
typedef T & reference; Zv[D{  
} ; Y.}"<{RQ  
template < typename T > /l.:GH36f  
struct   ref < T &> 7j,-o  
  { qq Vjx?bKe  
typedef T & reference; W=E+/ZvPt  
} ; 5OHg% ^  
[{!K'V  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: X`/GiYTu  
@wvgMu  
template < typename T > b#uNdq3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const n*gr(S  
  { VtP^fM^{  
  return l(t) = r(t); _v/w ,z  
} fL xGaOT  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 W4OL{p-\/  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Uu_g_b:z  
! qVuhad.  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 C8{bqmlm@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: BE0Ov{'  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 t`M4@1S"'  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 <K g=?wb  
最后的布局是: G3.*fSY$.<  
                Add i2+r#Hw#5R  
              /   \ /D d.C<F  
            Divide   5  W8blHw"  
            /   \ `}r)0,Z}3  
          _1     3 L/J1;  
似乎一切都解决了?不。 5taR[ukM  
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。 %*}h{n  
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。 h+gaKh=k+  
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: XC(:O(jdA2  
bA_/ 6r)u  
template < typename Right > %IA1Y>`  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 7`s* {  
Right & rt) const <wH"{G3?  
  { <USK6!-G  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); n%faD  
} lr*p\vH  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 1;*4y J2  
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。 %`EyG  
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。 ^4 MJ  
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。 -(dtAo6  
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。 IZ/PZ"n_(  
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? Gye84C2E=  
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: Cy frnU8g  
f]pHJVgFV  
template < class Action > u1}/SlCp  
class picker : public Action m&P B5s\=  
  { P,Z K  
public : 'fK3L<$z#m  
picker( const Action & act) : Action(act) {} o5@d1A  
  // all the operator overloaded Z bW!c1s{  
} ; 4Wd H!z  
]/9@^D}&  
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。 Ao )\/AR'  
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: U F&B7r  
0&~ JC>S  
template < typename Right > J9%I&lu/  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const {xD\w^  
  { A=Y A#0  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); '^n,)oA/G  
} /Hs\`Kg"!  
SeV`RUO  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 8aqH;|fG}  
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。 }6'%p Bd  
_4f=\  
template < typename T >   struct picker_maker tP:ER  
  { lC=-1*WH  
typedef picker < constant_t < T >   > result; /n2qW.qJ>  
} ; n2(`O^yd7C  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > lt{D f~c  
  { 1gA^Qv~?  
typedef picker < T > result; p uZY4}b_  
} ; Zv0'OX~8i  
h S 9^Bi  
下面总的结构就有了: %{|67h  
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。 zH13 ~\  
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。 6Y%{ YQ}s|  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ^, &'  
至此链式操作完美实现。 /HE{8b7n3F  
~eZ]LW])  
Z,~PW#8<&  
七. 问题3 {/|tVc63  
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。 ;=UkTn}N?l  
z',f'3+  
template < typename T1, typename T2 > HEk{!Y  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,rNv}  
  { { .j030Q  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); J'E?Z0  
} vn+~P9SHQ  
:caXQ)  
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: aKFY&zN?  
7Y%Si5  
template < typename T1, typename T2 > K0{ ,*>C  
struct result_2 n%ypxY0  
  { >g;995tG  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 0<XxR6w  
} ; <74r  
V}MRdt7  
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? Qp;FVUw9  
这个差事就留给了holder自己。 Eb7GiRT#  
    "$nff=]  
nh]HEG0CZJ  
template < int Order > eMLcm ZJR  
class holder; FN<S agj  
template <> l`A e&nc6  
class holder < 1 > o3X0c6uU  
  { Y6`^E  
public : {pXqw'"1.  
template < typename T > J)EL<K$Z[  
  struct result_1 Ck:+F+7_v  
  { :CsrcT=  
  typedef T & result; 6IJH%qUx'  
} ; ]P96-x  
template < typename T1, typename T2 > wu.>'v?y  
  struct result_2 z+K1[1SM  
  { \iA.{,VX  
  typedef T1 & result; 9DmFa5E  
} ; gh-i| i,  
template < typename T > Ltk-1zhI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6@;sOiN+  
  { :rU,7`sE/  
  return (T & )r; HF<h-gX  
} z~th{4#E ;  
template < typename T1, typename T2 > e!ql8wbp  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const LvCX(yjZ*  
  { MJA;P7g  
  return (T1 & )r1; XE8%t=V!c$  
} y7Nd3\v [\  
} ; P7epBWqDP  
s~m]>^?8MR  
template <> '?$R YU,  
class holder < 2 > k+zskfo  
  { +*IRI/KUD  
public :  6lL^/$]  
template < typename T > Js&.p9S2  
  struct result_1 `<6FCn4{X  
  { VsDY,=Ww  
  typedef T & result; 0$_WIk  
} ; h!7Lvh`o  
template < typename T1, typename T2 > hGcu(kAC,  
  struct result_2 9TZ6c  
  { eVzZfB-=4}  
  typedef T2 & result; r%9=75HA  
} ; Wjli(sT#-  
template < typename T > Ab8Ke|fA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ovZ!}  
  { )|GYxG;8C  
  return (T & )r; m8 6ztP)  
} F#~*j  
template < typename T1, typename T2 > ?1**@E0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 'A9Z ((  
  { & @${@  
  return (T2 & )r2; 9TbbIP1  
} 7M~/[f7Z{  
} ; V}ls|B$Y  
V ONC<wC  
V@nZ_.  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。  Cg8   
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: }^ =f%EjV  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: DUwms"I,%  
(o^?i2)g  
return l(i, j) = r(i, j); !gcea?I  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) pq:[`   
rl x6a@MiD  
  return ( int & )i; QZ+G2$  
  return ( int & )j; /I:&P Pff  
最后执行i = j; [{: l?  
可见,参数被正确的选择了。 nG-DtG^z  
<O.|pJus  
+$F,!rV-s  
S~>R}=  
iz0:  
八. 中期总结 j^/=.cD|  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: W![~"7?   
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 . I."q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 MpTOC&NG%s  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor !;K zR&  
O Q$C#:?  
Yy;BJ_  
^b4i9n,t1  
m ?*h\NaB  
5?0~7^de  
九. 简化 211V'|a_ >  
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。 5}b) W>3@`  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 PsZ>L  
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: <`?%Cz AO  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 z0%tBgqY(  
  +-*/&|^等 hVl@7B~  
2. 返回引用。 DG}s`'  
  =,各种复合赋值等 VB`% u=  
3. 返回固定类型。 "ji+~%`^[t  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) JIsi  
4. 原样返回。 yq1 G6hw  
  operator, X]o"vx%C  
5. 返回解引用的类型。 '2UQN7@d  
  operator*(单目) cI&XsnY  
6. 返回地址。 Gzs$0Ki=  
  operator&(单目) Mcq!QaO}&  
7. 下表访问返回类型。 1vS-m x  
  operator[] [,{Nu EI  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ";/ogFi  
  operator<<和operator>> *U$%mZS]1  
]^Xj!01~  
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。 T=RabKVYP  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: "x nULQK  
Xkk 8#Y":  
template < typename Left > li{!Jp5]1b  
struct value_return C{+JrHV%h  
  { j6j4M,UI43  
template < typename T > #. 71O#!  
  struct result_1 `2]TPaWGh  
  { /} h"f5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #$]8WSl  
} ; ou{V/?rb  
(g&@E(@]?  
template < typename T1, typename T2 > T^{=cx9x9  
  struct result_2 ]u:_r)T  
  { C=IN "  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; s< Fp17  
} ; nPDoK!r'  
} ; %xKZ" #Z#K  
.gM6m8l9wp  
R&$fWV;'  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait C XNYWx  
ML0_Uc3en  
下面我们来剥离functor中的operator() 8n:N#4Dh^  
首先operator里面的代码全是下面的形式: m77 !i>V)  
G:@1.H`  
return l(t) op r(t) 73nM9  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) `sg W0Uf  
return op l(t) nwzyL`kF  
return op l(t1, t2) |>1#)cONW  
return l(t) op a8gOb6qF/H  
return l(t1, t2) op &C)97E  
return l(t)[r(t)] gGN 6Yqj0  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] bAy\Sr #/  
H/Rzs$pnv  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: mD|Q+~=|e  
单目: return f(l(t), r(t)); dK0H.|  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); i29a1nD4Hm  
双目: return f(l(t)); 9p1@Lfbj  
return f(l(t1, t2)); VDxF%!h(  
下面就是f的实现,以operator/为例 \;!7IIe#  
fn.;C  
struct meta_divide ~N7;. 3 7  
  { gVy`||z  
template < typename T1, typename T2 > 4#:C t* f  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) SBdd_Fn  
  { ; ), ,Hk  
  return t1 / t2; |68u4zK  
} z@ `u$D$n  
} ; hm k ~  
[_}8Vv&6  
这个工作可以让宏来做: *xITMi  
Xbrc_ V\_  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ WJ LqH<  
template < typename T1, typename T2 > \ #k[Y(_  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; yk(r R  
以后可以直接用 3(nnN[?N,5  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) JT=ax/%Mo  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 G]{^.5  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) |n^rI\ p%  
L"NfOST3'R  
lL 50PU  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 lR9uD9Dr  
gvD*^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kP5G}Bp  
class unary_op : public Rettype !w@i,zqu  
  { h%NM%;"H/  
    Left l; fVVD}GM=  
public : t OxH9  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} d0&  
FMhuCl2  
template < typename T > ^SW9J^9  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K4+|K:e  
      { 6eA)d#  
      return FuncType::execute(l(t)); Xr'b{&  
    } *-uzsq.W  
wh2E$b(-  
    template < typename T1, typename T2 > & JJ*?Dl  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _ n1:v~  
      { r. (}  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 7$t['2j3  
    } z.?slYe[  
} ; #0\* 8 6  
_OS,zZ0  
[7g-M/jvY  
同样还可以申明一个binary_op EJQT\c  
Azp!;+  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ULgp]IS  
class binary_op : public Rettype {"2CI^!/U.  
  { )[r=(6?n  
    Left l; lV$#>2Hh5  
Right r; qZ +K4H  
public : 4S[)5su  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }T AG7U*  
-_eG/o=M  
template < typename T > RCxwiZaf33  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E H%hL5(  
      { 5h Dy62PRr  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); [N}QCy  
    } 25j\p{*  
B@VAXmCaoV  
    template < typename T1, typename T2 > 6`bR' 0D  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g+c%J#F=  
      { <P6d-+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); AT1{D!b  
    } ;:+2.//  
} ; xU6dRjYhH9  
TeO'E<@  
hE$3l+  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 UO!} 0'  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 e$JCak=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) t}?-ao  
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。 bR~5 :A^  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  Zy8tI#  
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。。。 5zkj ;?s  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ]VE3u_kR  
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) o~q.j_Sa  
下面是修改过的unary_op ~C>Q+tR8  
_-^mxC|M  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > U@{>+G[  
class unary_op 7^mQfQv  
  { F- u"zox  
Left l;  -T-yt2h(  
  H*P+>j&  
public : Zk>m!F>,p  
6A}tA$*s7  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} JnIG;/  
`PvS+>q  
template < typename T > XW@C_@*J  
  struct result_1 `D$^SHfyz  
  { o_[~{@RoR  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; H@~tJ\L  
} ; gs0`nysM#  
p~""1m01,D  
template < typename T1, typename T2 > Sm?|,C3V  
  struct result_2 YI> xxWA  
  { HDKY7Yr  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Fp [49  
} ; W tHJG5  
q5@Nd3~h  
template < typename T1, typename T2 > MpvGF7H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _@gg,2 u-  
  { _x#y   
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); bAuiMw7!  
} 3>73s}3  
L~by`q N_  
template < typename T > VM\\.L  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const SW+;%+`  
  { JO&RuAq  
  return OpClass::execute(lt(t)); w'VuC82SZ  
} DIWyv-  
,j\uvi(Y  
} ; s*Z yr%R  
!|]k2=+I  
,Mi'NO   
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 /BvMNKb$$  
好啦,现在才真正完美了。 D`X<b4e8/  
现在在picker里面就可以这么添加了: #F2DEo^0  
jsr)  
template < typename Right > ! r/~D |  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const G\,B*$3   
  { ,# .12Q!  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 61OlnmvE  
} g}K/ba'  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 /h`gQyGuY  
]n<B a7Y  
oWi#?'  
X%fLV(  
S1'?"zAmd  
十. bind _^zs(  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 IB 4L(n1  
先来分析一下一段例子 1p&=tN  
t}pYSSTz  
QR8]d1+GV  
int foo( int x, int y) { return x - y;} )`\Q/TMl5  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ^T1caVb|>  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Us2> 5 :\  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ,1JQjsR   
我们来写个简单的。 B9cWxe4R#  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: t7xJ "  
对于函数对象类的版本: /d Ua  
KbK!4  
template < typename Func > <mTo54g  
struct functor_trait YN:Sn\`D 8  
  { Zu4CFX-4  
typedef typename Func::result_type result_type; P 6ka'!z  
} ; ]~f-8!$$R  
对于无参数函数的版本: TeR bW  
MTgf.  
template < typename Ret > [z= !OFdE  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ZC<EPUV(  
  { Sz')1<  
typedef Ret result_type; p:{L fQ  
} ; @KLX,1K  
对于单参数函数的版本: ncOl}\Q9  
l 6aD3?8LN  
template < typename Ret, typename V1 > /7,@q?v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > `_ZbA#R,  
  { 48G^$T{  
typedef Ret result_type; BC1smSlJ  
} ; :6EX-Xyj  
对于双参数函数的版本: pm i[M)D  
/~fu,2=7  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > erTly2-SJ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > %(POC=b#[  
  { TM_bu  
typedef Ret result_type; -O/[c  
} ; US9@/V*2  
等等。。。  w+5OI9  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy iXXaB +w  
,+gtr.  
template < typename Func > K]7[|qf&   
struct func_return r~fnK%|  
  { <8Zs; >YuK  
template < typename T > * 0JF|'  
  struct result_1 w( @QRd{  
  { Fy$ C._C$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \Ov~ t  
} ; c5O8,sT  
kXUJlLod  
template < typename T1, typename T2 > F* Yx1vj  
  struct result_2  dBN:  
  { {`J!DFfur  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (r}StR+  
} ; \RFA?PuY  
} ; +#(GU9_i+M  
)fS6H<*  
EKsOj&ZiJ  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 HAs/f#zAk6  
1L\r:mx3  
template < typename Func, typename aPicker > |N 2r?b/g  
class binder_1 q$}J/w(,  
  { ~=oCou`XF  
Func fn; Ip8:~Fl]  
aPicker pk; @j%@Z  
public : ;>X;cZMd  
_)3C_G1!  
template < typename T > fJ\ u8  
  struct result_1 q%/.+g2-\  
  { JPgFTr  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; JlEfUg#*  
} ; uz=9L<$  
UalwK  
template < typename T1, typename T2 > Jiru~Vo+  
  struct result_2 YX3NZW2i  
  { U56g|V  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Bw[IW[(~!  
} ; I_`NjJ;61  
Gs04)KJm<  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} $h=v ;1"  
vJx( lU`Y  
template < typename T > 8Vt'X2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const PBiA/dG[;  
  { N1vA>(2A  
  return fn(pk(t)); < 5ULu(b&$  
} 7v.O Lp  
template < typename T1, typename T2 > evVxzU&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8S[bt@v  
  { 9c{ ~$zJW  
  return fn(pk(t1, t2)); o{mVXidE  
} ^ b=;  
} ; lx?v .:zl\  
#}tdA( -  
dWhqu68_  
一目了然不是么? hOdU%  
最后实现bind 2G3Hi;q18  
Wm)Id_  
I: MrX  
template < typename Func, typename aPicker > Un5 AStG  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Ak O-PL  
  { a,fcR<  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); }XCh>LvX  
}  8#1o  
cnG>EG  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Sm|TDH  
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。 $!\L6;:  
n+vv %  
十一. phoenix -Wre4 ^,v  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 7.kH="@  
$8[JL \  
for_each(v.begin(), v.end(), C 8d9 (u  
( PdRDUG{Jy  
do_ rj1%IzaXU^  
[ |0_5iFAB|  
  cout << _1 <<   " , " E?Qg'|+_  
] YnCuF0>  
.while_( -- _1), lfR}cx  
cout << var( " \n " ) l)EtK&er(}  
) 4>N ig.#   
); _C'VC#Sy  
]/[@.   
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: r& :v(  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor yK_$d0ZGE~  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 kmu7~&75  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 2mO9  
'3E25BsL  
'P%&*%  
template < typename Cond, typename Actor > iqsR]mab  
class do_while mQK3YoC)  
  { nwDGzC~y<  
Cond cd; $)=`Iai  
Actor act; AD6 b  
public : H87k1^}HV  
template < typename T > G('UF1F  
  struct result_1 v|3mbApv  
  {  (8 /&  
  typedef int result_type; !!~r1)zN  
} ; z`]:\j'O3"  
N Zwi3  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} MOuEsm;  
O8LIKD_I[  
template < typename T > b,(<74!#8  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v~YGef;D  
  { .9<euPrz  
  do 6/Z_r0^O  
    { IhK%.B{dZ  
  act(t); /-=h|A#Kh  
  } V.ae 5@;  
  while (cd(t)); K_qA[n  
  return   0 ; UHIXy#+o5  
} 8Qkwg]X  
} ; OY!WEP$F-C  
tC7 4=  
zIU6bMMT3u  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). A "'h0D  
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。 bGlr>@;-r  
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。 (!Fu5m=<8  
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。 ~P*{%=a  
下面就是产生这个functor的类: aQj6XG u  
H*",'`|-  
l o- 42)  
template < typename Actor > j& L@L.d  
class do_while_actor 1h{7dLA  
  { 5/HkhT yj  
Actor act; e :@PI(P!  
public : [ o 6  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} J@ 8OU  
g}*p(Tp9:  
template < typename Cond > )k4&S{=  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ~!/agLwY  
} ;  ?H8dyQ5"  
KJt6d`ZN  
(:}}p}u  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 X0LC:0+  
最后,是那个do_ q3GkfgY  
,lb}&uZo  
]Z [0xs  
class do_while_invoker hE4qs~YB!  
  { ^Qxv5HS2  
public : )X8N|W>vh  
template < typename Actor > /?}2OCq  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const aT BFF  
  { i\o * =+{r  
  return do_while_actor < Actor > (act); CH5>u  
} 1_M}Dc+J  
} do_; [4;G^{ bX  
iY5V4Gbo  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? !3z ;u8W  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Mh}vr%0;)  
最后来说说怎么处理break和continue _93:_L  
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。 7~L_>7 ;  
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