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
  • 3740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 Gc 8  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 "   c  
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, rLKDeB  
WG}QLcP  
(u'/tNGS  
s+CXKb +  
  class filler LB{a&I LG  
  { 8 Zj>|u  
public : 6nq.~f2`  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ',&MYm\  
} ; !<X_XA  
?,8b-U#A1  
.A `:o  
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: blPC"3}3Vd  
Ol-'2l  
& {/ u>,  
fzio8m KVX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Fh/C{cX9g  
=H?Nb:s  
G? _,(  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 oaXD^ H\  
sO6t8)$b  
%4-pw|':  
hBqu,A  
二. 战前分析 plIx""a^h  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 'K"*4B^3  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 QA9vH'  
z"vgwOP su  
)I$Mh@F  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); S8cFD):q  
  /* --------------------------------------------- */ ixH7oWH#  
vector < int *> vp( 10 ); c]&VUWQ  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); W2B=%`sC  
/* --------------------------------------------- */ pxC5a i  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); f 0#V^[%Q  
/* --------------------------------------------- */ r 1a{Y8?  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); j,-7J*A~  
  /* --------------------------------------------- */ F>Oh)VL,Ev  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); e/3hb)#;  
/* --------------------------------------------- */ $.cGRz  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 0`thND)?O  
_ o(h]G1].  
#P@r[VZ{6  
{p\KB!Y-  
看了之后,我们可以思考一些问题: 24Tw1'mW  
1._1, _2是什么? n%0vQ;Z1  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 [eN{Ft0x  
2._1 = 1是在做什么? ,5?MRqCM  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 W!^=)Qs  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 w#$k$T)  
!58JK f  
~S6N'$^  
三. 动工 &ivIv[LV  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: y$"L`*W  
N{yZk"fq:6  
qprOxP r  
[P,nW/H  
template < typename T > {ULnQ 6@  
class assignment ]>,|v,i =  
  { ]z%9Q8q'  
T value; 9|m  L  
public : X[ (J!"+  
assignment( const T & v) : value(v) {} R}Y=!qjYE=  
template < typename T2 > :F\f}G3  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %G&v@R  
} ; <coCu0  
jdp:G  
Q!{Dw :7  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 )1,&YJM*6l  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment cOgtBEhn  
lTP02|eK  
]*h}sn=  
5b'S~Qj#r$  
  class holder qsRh ihPX  
  { Sx"I]N  
public :  gk#rA/x  
template < typename T > a40BisrD~6  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7KIQ)E'kG|  
  { &O,$l3 P  
  return assignment < T > (t); ZB%~>  
} D=vq<X'  
} ; 2cl~Va=  
t} M3F-NZ  
( -@>  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 6hq)yUvo4  
"!?bC#d#(  
  static holder _1; +bn w,B><  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 aB)DX  
Z(eSnV_RL  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); U*TN/6Qy.  
而不用手动写一个函数对象。 ~4<3`l=A  
Fm':sd)'X  
dFFqs&cQ  
k]iS3+nD  
四. 问题分析 ~=ktFuEa  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 bYc qscW  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 W|e>  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ($W 5fbu  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 gEsR-A!m  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 /f<(K-o]  
i#=X#_ +El  
五. 问题1:一致性 zY+Et.lg]^  
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?| 3(&F.&C$$  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 EYG E#C; d  
#^ #i]{g  
struct holder Rp*t"HSaAW  
  { |Ze}bM=N  
  // {eEWfMKIn  
  template < typename T > GcCs}(eo  
T &   operator ()( const T & r) const !.$P`wKr  
  { [#Vr)\n  
  return (T & )r; auW]rwY  
} $"{3i8$3mT  
} ; Q%2Lyt"(  
l)s+"C#  
这样的话assignment也必须相应改动: nj`q V  
9m4rNvb  
template < typename Left, typename Right > s= fKAxH  
class assignment Dys"|,F  
  { E|  
Left l; -Wk"o?} q  
Right r; V2%wb\_z  
public : #>B1$(@  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} pH%c7X/[3L  
template < typename T2 > =_J<thp  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } CD[=z)<z{  
} ; dRa<,@1"  
gDNW~?/  
同时,holder的operator=也需要改动: 1I_q3{  
B31-<w  
template < typename T > KBe {  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ! hr@{CD  
  { reJ?38(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); m0\}Cc  
} F@bCm+z-  
K<JP9t6Qd  
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。 ,{*fOpn  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 QvN <uxm  
L0  2~FT  
return l(rhs) = r; <h51KPo^P  
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。 R7c)C8/~  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *AR<DXE L  
"]Dzc[Vp  
template < typename Tp > F$ p*G][  
class constant_t z.HNb$;  
  { d}cJ5 !d  
  const Tp t; '|N4fbZd  
public : K0=E4>z,`q  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} rxp9B>~  
template < typename T > &(^u19TKl  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const X]"OW  
  { Q8cPKDB  
  return t; wg_CI,Kq  
} `f+g A  
} ; E*CQG;^=N  
1|w:xG^  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?Hxgx  
下面就可以修改holder的operator=了 z2V8NUn  
rOr1H!  
template < typename T > $!!=fFX*y  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const [<a%\:c m4  
  { \1C!,C  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); bk9~63tN+>  
} -f|^}j?  
B2qq C-hw?  
同时也要修改assignment的operator() .r%|RWs6W  
"gajBY  
template < typename T2 > 8A u<\~p  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } DB'KIw  
现在代码看起来就很一致了。 x0$:"68PW  
dS_)ll.6z  
六. 问题2:链式操作 {59VS Nl  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Mv`LF  
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。 7h&`BS  
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。 =1OAy`8  
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。 `4$Qv'X*  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct _m?(O/BTx  
tF g'RV{  
template < typename T > B5H&DqWzr  
struct result_1 )u/ ^aK53^  
  { AaC1 ||?R  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; NV(4wlh)y  
} ; eEGcio}_I9  
J K]tcP  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: IBNQmVRrI  
`$a gM@"^  
template < typename T > f%[ukMj&  
struct   ref o ]jP3 $t;  
  { IetGg{h.  
typedef T & reference; VD&3%G!  
} ; 9Y@?xn.\  
template < typename T > lF"(|n"R  
struct   ref < T &> ~nc([%!=  
  { {2gd4[:  
typedef T & reference; -Dq:Y,%q  
} ; =/QU$[7X(  
t:s q*d  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: S Ljf<.S  
7O9hn2?e  
template < typename T >  {%~4RZA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const C 3XZD4.2  
  { [xp,&  
  return l(t) = r(t); !5SQN5K  
} )Z]y.W)  
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。 UK_aqB  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 DcR}pQ(e  
>g"M.gW  
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 [gns8F#H\  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 3?Eoj95w!  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $gl<{{  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 \pD=Lv9  
最后的布局是: QUZQY`' @  
                Add N|O]z  
              /   \ ZIL| .<8I  
            Divide   5 n$|c{2]=  
            /   \ .0fh>kQ  
          _1     3 9}jq`xSL  
似乎一切都解决了?不。 !+DJhw&c,  
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。 SM#S/|.]  
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。 ]\ 2RV DC  
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: (p.3'j(  
;!JX-Jq  
template < typename Right > 3AQ>>)T~  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const X*9N[#wu6  
Right & rt) const } wOpPN[4  
  { $n#Bi.A j  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %::deV7  
} kAB+28A  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 *xo;pe)9  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 MjXE|3&  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 hN_f h J  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Am4^v?q  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 ,WB_C\.#XN  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? Z-h7  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: +5t bK  
Ds%&Mi  
template < class Action > sId(PT^  
class picker : public Action =1 BNCKT<  
  { G>w?9:V}  
public : ~'NpM#A  
picker( const Action & act) : Action(act) {} MYw8wwX0kJ  
  // all the operator overloaded \9(- /rE  
} ; ta4JWllf  
4`U0">gY  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 24jtJC,7  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: xBRh !w  
{`H<=h__  
template < typename Right > c@ZS|U*(  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const w*u{;v#  
  { 8 ih;#I=q  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ]C ~1]7vb  
} bH\C5zt6(  
7*>S;$  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > :`Uyn!w  
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。 oO#xx)b  
(\T0n[  
template < typename T >   struct picker_maker v"~Do+*+  
  { 46K&$6eN  
typedef picker < constant_t < T >   > result; sP?$G8-^  
} ; W[>iJJwz  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > '{0[&i*  
  {  &(1H!  
typedef picker < T > result; a%T -Z.rd  
} ; gM3]%L_  
2T@L{ql  
下面总的结构就有了: 1O7]3&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。 J}(6>iuQY?  
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。 ;;?vgrz  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Z%+BWS3YqY  
至此链式操作完美实现。 C1T=O  
AUxM)H  
(/SGT$#8  
七. 问题3 i>Fvmw  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 P1i*u0a  
?jri!]ux#  
template < typename T1, typename T2 > *!g 24  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /BMtcCPG!  
  { Ts(t:^  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); j1puB  
} 3duG.iUlL  
zUs~V`0  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: l@N;sI<O-  
OQ(D5GR:4  
template < typename T1, typename T2 > ok`]:gf  
struct result_2 T0`"kjE  
  { 69C8-fF0[I  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; hI|/>4<  
} ; ,{?q^"  
,\o<y|+`S  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? n$XdSh/   
这个差事就留给了holder自己。 SPkKiEdM  
    20UqJM8 Ot  
aXdf>2c{JD  
template < int Order > dU]i-NF  
class holder; K4!P'  
template <> <t{?7_ 8  
class holder < 1 > s) Cpi  
  { E &7@#'l  
public :  c6Lif)4  
template < typename T > Q !9HA[Ly  
  struct result_1 ,Z>wbMJig  
  { e=t<H"&  
  typedef T & result; P_p6GT:5  
} ; 4!l sk:R  
template < typename T1, typename T2 > ?fK^&6pI  
  struct result_2 +7Yu^&  
  { hCzjC|EO~  
  typedef T1 & result; _i3i HR?  
} ; ,0!uem}1i  
template < typename T > |l|_dn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9W*.lf  
  { V43nws "4  
  return (T & )r; 3{<R5wUo"  
} D@8jGcz62  
template < typename T1, typename T2 > +w"_$Tj@;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *Ph]F$ZP  
  { V: ^JC>6  
  return (T1 & )r1; aje^Z=]  
} ;rd6ko  
} ; \bhOPK>w  
9~@<-6jE3b  
template <> J &!B|TS  
class holder < 2 > S|"Fgoj r  
  { fNkuX-om  
public : C"6 Amnj  
template < typename T > L@w0N)P<!{  
  struct result_1 )`w=qCn1Y  
  { q0&Wk"X%rr  
  typedef T & result; a{h%DpG  
} ; ZjqA30!  
template < typename T1, typename T2 > NuU'0_")/  
  struct result_2 _u> t3RUA  
  { h4f ~5- Y  
  typedef T2 & result; ZP"yq6!i  
} ; ]Ap`   
template < typename T > z@zD .  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $[,l-[-+  
  { vXephR'  
  return (T & )r; W1v CN31  
} KiQ(XNx  
template < typename T1, typename T2 > q"S(7xWS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9"~9hOEct  
  { (]2<?x*  
  return (T2 & )r2; Hk,lX r  
} j"5Pe  
} ; (@ "=F6P  
v"rl5x  
!g8*r"[UJ  
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> >。 \M9 h&I\7  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [*Q-nZ/L  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ! ,@ZQS  
UxyY<H~Wx  
return l(i, j) = r(i, j); [FGgkd}  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Y;} 2'"  
yz ?q(]  
  return ( int & )i; @r F/]UJ  
  return ( int & )j; MEEAQd<*  
最后执行i = j; e#.\^   
可见,参数被正确的选择了。 `\!X}xiWd  
[OzzL\)3l  
c15r':.5  
"3SWO3-x  
AM'gnP>  
八. 中期总结 *8PN!^  
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: q/$ GE,"  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 \^LWCp,C"  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 tw=K&/@^O  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor m4@MxQm  
/}=a{J  
4d0#86l~J/  
=L"^.c@  
ibXe"X/_  
H'EY)s Hi  
九. 简化 ZRnL_ z~  
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。 pYt/378w  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Nsn~@.UuSW  
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: b$Ln} <  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 fD{II+T  
  +-*/&|^等 tjj^O%SV<  
2. 返回引用。 CZY7S*fL  
  =,各种复合赋值等 [![ G7H%f  
3. 返回固定类型。 EWA;L?g|A  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) J*j5#V];  
4. 原样返回。 =h|wwQE  
  operator, K#!X><B'  
5. 返回解引用的类型。 +dw!:P &  
  operator*(单目) %hc'dZ  
6. 返回地址。 1* ^'\W.  
  operator&(单目) 0z7L+2#b^  
7. 下表访问返回类型。 dv , C6t2  
  operator[] ?g3 ]~;#  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 fywvJ$HD]L  
  operator<<和operator>> k9mi5Oc  
*_1[[~Aw  
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。 @uM EXP  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \0ov[T N.>  
!,Nwts>m  
template < typename Left > R"3 M[^  
struct value_return v0#*X5C1'  
  { {oUAP1V^  
template < typename T > JO=1ivZl  
  struct result_1 b}@(m$W  
  { RPH1''*!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; \3zp)J  
} ; vX;HC'%n  
 8gC)5Y  
template < typename T1, typename T2 > OR4!YVVQ  
  struct result_2 j)by}}  
  { J R$r!hX  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; %ucjMa>t  
} ; M4KWN'  
} ; (?3[3 w~  
SdJ/ 4&{ !  
)DT|(^  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 9JnY$e<&  
=X-Tcj?3g  
下面我们来剥离functor中的operator() 26L~X[F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: MR$>!Nlp  
O> c$sL0g  
return l(t) op r(t) $*\L4<(  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) R?pRxY  
return op l(t) j1q[c,  
return op l(t1, t2) `#Kx|x6  
return l(t) op ^aF8wbuZ  
return l(t1, t2) op \?Mf_  
return l(t)[r(t)] [h&BAR/ 2  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] c*;7yh&%  
c0ez/q1S  
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: v+=k-;-  
单目: return f(l(t), r(t)); <&<,l58[c  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); [ohBPQO  
双目: return f(l(t)); \.#p_U5In  
return f(l(t1, t2)); A&,,9G<  
下面就是f的实现,以operator/为例 1ibnx2^YB  
R^n@.^8s  
struct meta_divide T6M+|"92  
  { XIAeCU  
template < typename T1, typename T2 > LA%bq_> f  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) VK:8 Nk_y  
  { AIRr{Y  
  return t1 / t2; FT89*C)oD  
} &|Np0R  
} ; jb[!E^'&>  
;%!B[+ut"  
这个工作可以让宏来做: DCQ^fZ/  
*5V Xyt2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ %gd(wzco  
template < typename T1, typename T2 > \ > cN~U3  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; VDGCWg6z  
以后可以直接用 "i&"* ~  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) u~1o(Zn =  
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 <rIz Z'D  
(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。。。) LL*mgTQ  
@|\R}k%(  
@=Fi7M  
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 %o w^dzW  
p fT60W[m  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > x\\~SGd  
class unary_op : public Rettype $uj(G7_  
  { 4 !#a3=_  
    Left l; p$E8Bn%[  
public : #VVr"*7$  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} -\,zRIOK  
+&|S'7&{  
template < typename T > xV\5<7qk5g  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  dy>!KO  
      { bh p5<N  
      return FuncType::execute(l(t)); nFRsc'VT  
    } :5fAPK2r<  
%|"g/2sF[G  
    template < typename T1, typename T2 > k\`S lb1  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const NbRn*nb/T  
      { *G5c|Y  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); )C hqATKg  
    } kA wNly  
} ; i38[hQR9a  
[I;^^#'P  
5W? v'"  
同样还可以申明一个binary_op %~xGkk"I  
kAA>FI6  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ++-{]wB3=.  
class binary_op : public Rettype  #^#HuDH  
  { %A/_5;PZ/  
    Left l; 1|r,dE2k9  
Right r; fbvbz3N  
public : @Xp~2@I=ls  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tBATZ0nK`Q  
Gi2$B76<  
template < typename T > ,u9M<B<F  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V5f9]D  
      { XT>.`, sv  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); lB91An  
    } bM,1f/^  
2";SJF'5\  
    template < typename T1, typename T2 > a2 +~;{?g  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ro(Zmk\t  
      { 9=X)ung9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); LE6.nmvS  
    } ^' M>r (t  
} ; q`NXJf=sc  
{'En\e  
)\uO9PB[O  
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 *hLQ  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 {LHR!~d}5f  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ?:{sH#ua  
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。 RDqFL.-S  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! . #lsic8]  
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。。。 a|7a_s4(  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Kf tgOG f  
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) 8T)&`dM6P~  
下面是修改过的unary_op T:]L/wCj  
u+H ; @  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > !TM*o+;  
class unary_op =3ioQZ^Vz  
  { _5 ^I.5Z3  
Left l; %V9ZyQg%*  
  <_Z:'~Zp  
public : 7Z ;?b0W  
) rW&c- '  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} :r#)z4d5  
U6E\AvbRn  
template < typename T > 0& >H^  
  struct result_1 66x?A0P  
  { Y6i _!z[V[  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; G7!W{;@I  
} ; m %;D  
DGW+>\G  
template < typename T1, typename T2 > NA3 \  
  struct result_2 05yZad*  
  { )SryDRT  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; xv{O^Ie+S  
} ; Yim<>. !  
>_OYhgs1w  
template < typename T1, typename T2 > 7 >iU1zy  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g V5zSudW  
  { ;Gx)Noo/>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); g_5QA)4x  
} gz2\H}  
5DOBs f8Jo  
template < typename T > i%e7LJ@5AW  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const n Ox4<Wk&  
  { nJ4pTOc  
  return OpClass::execute(lt(t)); .itw04Uru  
} QrO\jAZ{Ag  
cdqB,]"  
} ; X\EVTd)@  
^7zu<lX  
}Sy=My89r  
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 n  -(  
好啦,现在才真正完美了。 Hbv6_H  
现在在picker里面就可以这么添加了: qW:HNEiir  
T91moRv  
template < typename Right > K\"R&{+=  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const u:0aM}9A  
  {  w 4[{2  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); !*- >;:9B  
} 4DZ-bt'  
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。 *5w{8  
4_Dp+^JF  
()&~@1U  
^B8b%'\  
CLvX!O(~  
十. bind {uzf"%VtP  
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。 pTIf@n6I  
先来分析一下一段例子 )95f*wte  
`+6R0Ch  
W9NX=gE4  
int foo( int x, int y) { return x - y;} lHgs;>U$  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 rE@T79"  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 =zQN[  
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。 ;WR,eI..  
我们来写个简单的。 Ft}@ 1w5  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9tF9T\jW  
对于函数对象类的版本:  H"A7Zo  
%|s+jeUDn|  
template < typename Func > (vT+IZEI  
struct functor_trait Ua!aaq&  
  { 6@DF  
typedef typename Func::result_type result_type; fb^fVSh>  
} ; J:V?EE,\-  
对于无参数函数的版本: jy-{~xdg[  
>/|q:b^2r  
template < typename Ret > /SYw;<=  
struct functor_trait < Ret ( * )() > @)J+,tg/7  
  { U&O: _>~  
typedef Ret result_type; N-lkYL-%\j  
} ; sr8cYLm5R  
对于单参数函数的版本: j?'GZ d"B  
.Wjs~0c  
template < typename Ret, typename V1 > H;RwO@v  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > !47n[Zs  
  { <[w=TdCPs  
typedef Ret result_type; #%DE;  
} ; ):iA\A5q[  
对于双参数函数的版本: -GxaV #{  
m*JaXa  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > g+z1  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > UX7t`l2R  
  { |1j["u1  
typedef Ret result_type; 5oAK8I  
} ; | Bi!  
等等。。。 G^ :C+/)  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy l\i)$=d&g  
;^Dpl'v%\  
template < typename Func > gEjdN.  
struct func_return KCs[/]  
  { ]\|VpIg  
template < typename T > -B +4+&{T  
  struct result_1 0Vx.nUQ  
  { a\r\PBi  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {.XEL  
} ; .SWlp2!M5  
_*f`iu:`  
template < typename T1, typename T2 > (!:,+*YY  
  struct result_2 YOcO4   
  { 7Op>i,HZk\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; >7 ="8  
} ; CB^U6ZS  
} ; @{2 5xTt  
0)gdB'9V_  
\kZ?  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 |:gf lseE  
ff^=Ruf$  
template < typename Func, typename aPicker > W)bLSL]`E  
class binder_1 +U3DG$  
  { hv?9*tLh0  
Func fn; 'tH_p  
aPicker pk;  qi^7  
public : > ;*b|Ik  
y+NN< EY@  
template < typename T > `x*Pof!Io  
  struct result_1 +{oG|r3L  
  { tS6qWtE  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; g%=z_  
} ; iUN Ib  
qv!2MUw\j  
template < typename T1, typename T2 > cz8T  
  struct result_2 p^w;kN  
  { lN Yt`xp  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; JJN.ugT}1  
} ; 9P+-#B  
vQ 6^xvk]  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} xA$XT[D  
4\iOeZRf  
template < typename T > U2W|:~KM  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _z|65H  
  { C&(N I  
  return fn(pk(t)); Tw-;7Ae  
} ``hf=`We  
template < typename T1, typename T2 > gtppv6<Mj4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;@oN s-  
  { &OH={Au  
  return fn(pk(t1, t2)); Li4zTR|U  
} K  &N  
} ; pOIJH =#  
cQ R]le %(  
k5'Vy8q  
一目了然不是么? s;ls qQk  
最后实现bind o6.^*%kM'  
:74y!  
u0 `S5?  
template < typename Func, typename aPicker > T4Pgbop  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) {8W'%\!=  
  { m;GCc8  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); wfLaRP  
} ?^al9D[:lz  
*Q "wwpl?  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Mh]Gw(?w  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 -lY6|79bF  
4O^xY 6m  
十一. phoenix *RJG!t*t  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: qm/22:&v5  
hcsP2 0s  
for_each(v.begin(), v.end(), )vE~'W  
( t.i 8 2Q  
do_ EM(gmWHij  
[ tEvut=k'  
  cout << _1 <<   " , " u04kF^  
] vN;N/mL  
.while_( -- _1), 2K/4Rf0;  
cout << var( " \n " ) nAsh:6${  
) 4V)kx[j  
); TNe l/   
KJ)k =mJ  
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: ,is3&9  
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 rZ}:Z'`  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 X^wt3<Kbf  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 2} /aFR  
a%JuC2  
f<d`B]$(  
template < typename Cond, typename Actor > / *#r`A  
class do_while ];[}:f  
  { dO! kk"qn  
Cond cd; ^BikV  
Actor act; *av<E  
public : *&^Pj%DX  
template < typename T > /NI;P]s.  
  struct result_1 |4;Fd9q^m  
  { ctZ uA+  
  typedef int result_type; FrGgga$  
} ; m$>H u@Va  
Rq'S>#e  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} PR#exm&  
nv|NQ Tk  
template < typename T > 7rc0yB  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &[?\k>  
  { X!TpYUZ '  
  do Tztu}t]N  
    { [ )Iv^ U9  
  act(t); ;u_X)  
  } l*Gvf_UH  
  while (cd(t)); @zW]2 c  
  return   0 ; -A^_{4X  
} +SR+gE\s0  
} ; P^ ~yzI  
_7Ju  
] vHF~|/-  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). > PRFWO  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 JE "x  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 q$d>(vb q  
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。 AUG#_HE]k  
下面就是产生这个functor的类: c<:-T  
t6 "%3#s  
X:"i4i[}{9  
template < typename Actor > Cn34b_Sbd  
class do_while_actor |.: q  
  { RB7tmJ c  
Actor act; ^,TO#%$iE  
public : MS~(D.@ZS  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Y8~"vuIE5  
V(I8=rVH  
template < typename Cond > $Vg>I>i  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; EU/C@B2*Dl  
} ; C_}]`[  
nV|EQs4(  
mp1@|*Sn  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Uiw2oi&_  
最后,是那个do_ HAdg/3Hw  
nfbR P t  
l ^0@86  
class do_while_invoker @Md/Q~>  
  { hR?{3d#x2  
public : Mq156TL  
template < typename Actor > hn G Z=  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const e'NJnPO  
  { me$Z~/Akm  
  return do_while_actor < Actor > (act); AlaW=leTe  
} ZPLm]I\]  
} do_; AofKw  
I5 p ? [  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Mk 6(UXY  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Qz1E 2yJ  
最后来说说怎么处理break和continue PO: {t  
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。 UcHJR"M~c  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八