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
  • 5779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 dptfIBYc+  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 WWC&-Ni  
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, n@6vCdk.  
p_vl dTIW  
"{kE#`c6<n  
Gl"hn  
  class filler 7}e5ac  
  {  smn~p/u  
public : 6n~)R  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Tp.:2[  
} ; TpI8mDO\W  
>v f-,B  
H?,Dv>.#*  
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: Jp|eKZ  
\.>7w 1p  
XN{WxcZ  
RJKi98xwJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); @pH6FXVGzt  
*!E~4z=  
d[  _@l  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?uU_N$x  
9EY`j,{4  
7SNdC8GZ~  
H@9QEj!Y  
二. 战前分析 u~>G8y)k9O  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 r^H,H'BohJ  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 qz2`%8}F)  
%I{>H%CjE  
i7cUp3  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); r;"D>IM\  
  /* --------------------------------------------- */ < Wp)Y  
vector < int *> vp( 10 ); E " >`  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Dr[;\/|#  
/* --------------------------------------------- */ g-B{K "z  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); s:_a.4&Y  
/* --------------------------------------------- */ u&[L!w  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 7U?#Xi5  
  /* --------------------------------------------- */ *j,bI Y&se  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); z]-m<#1  
/* --------------------------------------------- */ B}.:7,/0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); %d *0"<v  
`M{Ne:J  
;yyR_N S  
KUK.;gG*Z  
看了之后,我们可以思考一些问题: /xcXd+k]  
1._1, _2是什么? i$`o,m#  
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。 _}ii1fLv  
2._1 = 1是在做什么? R4P&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。 IG{Me  
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。 `#wEa'v6  
]$ Nhy8-  
RgJbM\`} ?  
三. 动工 Di27=_J  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: x DN u'  
@YQ*a4`  
I8% -ii  
w 4CcdpR  
template < typename T > z5 @i"%f  
class assignment 3$q#^UvD  
  { 9 nY|S{L  
T value; nw,.I [  
public : U<Qi`uoj!  
assignment( const T & v) : value(v) {} k;`1Ia  
template < typename T2 > (aC=,5N  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } esE!i0%  
} ; _9H]:]1QH  
DpeJx  
.VNz( s  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Y\WVkd(+G  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /W-ges  
`OgT"FdL!  
a^|9rho<  
oNw=O>v  
  class holder q~5zv4NX  
  { wIR"!C>LE  
public : ='w 2"4  
template < typename T > ,}@4@ >?K  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Mzg P@tB  
  { rNo/H<J%+j  
  return assignment < T > (t); +se OoTKR  
} ZzTkEz >  
} ; ]s^+/8d=  
iR./9}Ze  
KS$"Re$  
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: (~{Y}n]s  
,dK)I1"C  
  static holder _1; .{ljhE:  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 u/S>*E  
U{Oo@ztT  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D}X6I#U'/  
而不用手动写一个函数对象。 &0y` Gt  
R) dP=W*  
Z|N$qm}  
:aaX Y:<  
四. 问题分析 <]KQ$8dtD  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 yvzH}$!]  
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。 bE mN tp^  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 z,E`+a;  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 kRwUR34yc  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Sew*0S(  
0L8fpGJ  
五. 问题1:一致性 "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?| -ZSN0Xk  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ~CV.Ci.dG  
v{ohrpb0v  
struct holder rb4;@&  
  { Ly^bP>2i  
  // 46e?%0(  
  template < typename T > :2==7u7v?  
T &   operator ()( const T & r) const ,<#Rk 'y$  
  { ! M CV@5$  
  return (T & )r; zng.(]U/?H  
} g~.#.S ds  
} ; S#8)N`  
wf]?:'}  
这样的话assignment也必须相应改动: snfFRc(RE  
3~3tjhw;]9  
template < typename Left, typename Right > )~R[aXkvY  
class assignment K/N{F\  
  { yn]Sc<uK  
Left l; < B]qqqP  
Right r; u*=^>LD  
public : R59iuHQ[  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} SZ[?2z  
template < typename T2 > E%D.a=UX,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } inO;Uwlv  
} ; 7* Y*_cH5  
YQHpW>z  
同时,holder的operator=也需要改动: c,;VnZ 9wC  
+3-5\t`  
template < typename T > ~>9G\/u j  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const sPW :[  
  { >M{98NH  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); `{ >/'o  
} %RtL4"M2j  
FqbGT(QB0  
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。 ^ /G ;  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )6p6<y  
LFi* O&  
return l(rhs) = r; Lm`-q(!7w  
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。 :nb|WgEc  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 5ta;CG  
*?1\S^7R  
template < typename Tp > ,GVX1B?  
class constant_t '9.@r\g  
  { JSju4TQ4  
  const Tp t; mUP!jTF  
public : U.~G{H`G,u  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J`[jub  
template < typename T > pl@K"PRE  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const o@360#njF  
  { #=y)Wuo=  
  return t; <aaT,J8%[  
} !'# D~   
} ; ^}vf  
0 !%G #~th  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 *mj=kJ7(  
下面就可以修改holder的operator=了  ^ b5+A6?  
IOxtuR  
template < typename T > _0^>^he  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const alzdYiGf  
  { qk^/ &j  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); gx^!&>eIb#  
} DEkv,e  
*wJz0ex7R/  
同时也要修改assignment的operator() !9r%d8!z  
L;?h)8  
template < typename T2 > ]57Ef'N  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } K@[Hej6d  
现在代码看起来就很一致了。 sxuP"4  
sb_/FE5e  
六. 问题2:链式操作 E%8uQ2p(  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 r~QE}00@^  
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。 ,2FI?}+R  
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。 :,qvqh][  
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。 Hq>hnCT  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct YE*|KL^  
7J6Z?  
template < typename T > ppLLX1S  
struct result_1 wmR~e  
  { zHNBX Rx  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; nW\W<[O9  
} ; K3=0D!Dq  
t(6i4c>  
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: qG~6YCqii  
hD?6RVfG  
template < typename T > sieC7raO  
struct   ref Ax=)J{4v  
  { %}~(%@qB>+  
typedef T & reference; OA}; pQ9QN  
} ; ='1hvv/  
template < typename T > e9Gu`$K  
struct   ref < T &> y>h9:q|  
  { hiV!/}'7  
typedef T & reference; GCr]x '  
} ; xf7YIhL^*  
aEa+?6;D  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: M5:*aCN6P  
?D9iCP~~  
template < typename T > y|0/;SjV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ;;CNr_  
  { km^ZF<.@  
  return l(t) = r(t); @6R6.i5d  
} H)&iFq  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 : #n>Q1}x  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 !OPHS^L  
C+`V?rp=s  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 EX, {1^h  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 8D?$@!-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 L>7@!/ 9L  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  ZpBP#Y*  
最后的布局是: |tLD^`bt  
                Add pAA)?/&oKV  
              /   \ yQ<h>J>  
            Divide   5 eMV8`&c'  
            /   \ `*kl>}$  
          _1     3 8~RJnwF^  
似乎一切都解决了?不。 y | I9"R  
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。 v7#|%  
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。 ~mK +Q%G5  
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: bBo>Y7%  
x`IWo:j  
template < typename Right > 9OY ao  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Y2dml!QM  
Right & rt) const @}{uibLD\  
  { D8Mq '$-  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Sx0{]1J  
} o"A)t=  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ,D<U PtPQ  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 KPjAk  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 6zNWDUf  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 WT1y7+_g(d  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 kFyp;=d:K  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? Nvh& =%{g  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: z> DQ  
(mI590`f  
template < class Action > L8 NZU*"  
class picker : public Action GY0OVAW6'c  
  { m9&%A0  
public : Lz:FR*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Q0x?OL]A  
  // all the operator overloaded =d:3]M^  
} ; eT(X Ri0  
E_Y!in 70  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 "sY}@Q7  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 8?: 2<  
'}bmDb*  
template < typename Right > R1<$VR  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const )ZrB-(u~k  
  { mieyL9*n7  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); #qD[dC$[t  
} C|3cQ{  
$4)L~g|  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > \n^[!e"`  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 UA ]fKi  
#)[.Xz:U  
template < typename T >   struct picker_maker  y}|E)  
  { A^LS^!Jz  
typedef picker < constant_t < T >   > result; c813NHW  
} ; Q&^\YgkCf  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > y c 8 h}`  
  { |k%1mE(+=s  
typedef picker < T > result; e+4Eiv  
} ; ~%f$}{  
Km,o+9?1gF  
下面总的结构就有了: ^=1u2YdVw  
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。 iDhC_F|  
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。 LXhR"PWZM\  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 g#7Q-n3^  
至此链式操作完美实现。 _9p79S<+  
_G'A]O/BZD  
[/VpvQ'  
七. 问题3 ^Qn:#O9  
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。 %.l={B,i  
"bWx<  
template < typename T1, typename T2 > n~}[/ly  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J]{<Z?%  
  { v2p0EOS  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); kN8B,  
} l(}L-:@A  
V3r)u\ o'  
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: ~w|h;*Bj  
I.T?A9Z  
template < typename T1, typename T2 > Fu5Y<*x  
struct result_2 .y3E @0a  
  { 0chpC)#Q3;  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; n]D io  
} ; N}ND()bf  
c_M[>#`  
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? #)twk `!^  
这个差事就留给了holder自己。 Yg,b ;H  
    7wPI)]$  
q1x[hv3 pP  
template < int Order > Nq8 3 6HL  
class holder; [6JDS;MIN  
template <> L%Rw]=v}v  
class holder < 1 > bu_@A^ys  
  { !X~NL+  
public : ZeU){CB  
template < typename T > ~ho,bwJM[T  
  struct result_1 :l!sKT?:d!  
  { !t"/w6X1I  
  typedef T & result; @SiV3k  
} ; E QU@';~8  
template < typename T1, typename T2 > GIcq|Pe  
  struct result_2 &|ne!wu  
  { A%F8w'8(  
  typedef T1 & result; 1hgIR^;[b  
} ; Q<;EQb#  
template < typename T > .PVYYhrt  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const vN],9 q  
  { 9< 07# 8c.  
  return (T & )r; z _\L@b  
} 24? _k]Y  
template < typename T1, typename T2 > )V[j~uOU)]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r0lI&25w  
  { \ moLQ  
  return (T1 & )r1; [7gz?9VyLF  
} "N=$ =Dy >  
} ; Kb<c||2Nh5  
&&P9T/Zks  
template <> S|k@D2k=  
class holder < 2 > ?&eS}skL  
  { |^UQVNJ  
public : )z@ +|A  
template < typename T > #I0FWZ>W  
  struct result_1 ~( XaXu  
  { *K$a;2WjzG  
  typedef T & result; bF_0',W  
} ; &`n:AR`  
template < typename T1, typename T2 > R$ +RTG:E  
  struct result_2 ?;`GCE  
  { KO#kIM-  
  typedef T2 & result; ^$O(oE(D  
} ; /ZabY  
template < typename T > dO1 m  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5~DKx7P!Z  
  { _zM?"16I}  
  return (T & )r; HP[B%  
} K\xM%O?  
template < typename T1, typename T2 > ]f &]E ~i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const uIO,9> ee  
  { IO8 @u;&  
  return (T2 & )r2; Qfy_@w]  
} 9H4"=!AAgD  
} ; #'%ii,;w Q  
,JK0N_=  
Ar/P%$Zfq  
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> >。 7i xG{yu  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: sB *dv06b0  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 4+ d(d  
t6KKfb  
return l(i, j) = r(i, j); *lLCH,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) B\rY\  
e> 9X  
  return ( int & )i; CckfoJ 9  
  return ( int & )j; ]Bf1p  
最后执行i = j; LXby(|< j  
可见,参数被正确的选择了。 Gd\/n*j  
['\R4H!x  
jmq^98jB  
oP56f"BE(  
jA:'P~`Hj  
八. 中期总结 p.(+L^-=  
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: *: FS/ir  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 oO?+2pTQV  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 W%^!<bFk}m  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 1:T"jsWw  
mk~CE  
R-ek O7z  
Fng  
ERK{smL  
_,K[kVn  
九. 简化 xh#_K@8  
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。 !WlL RkwO  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 6 A]a@,PC  
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: R|qNyNXo[  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 4NaT@68p  
  +-*/&|^等 1qn/*9W}=  
2. 返回引用。 M8 Bp-_  
  =,各种复合赋值等 Q-R?y+| x  
3. 返回固定类型。 z$m(@Q  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) hUvA;E(qD  
4. 原样返回。 PEjd  
  operator, o(54 A['  
5. 返回解引用的类型。 SbL7e#!!  
  operator*(单目) yCkc3s|DA;  
6. 返回地址。 8#A4B2  
  operator&(单目) pQ7elv]  
7. 下表访问返回类型。 "X?Zw$gRud  
  operator[] SufM ~9Ll  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Z&H_+u3j  
  operator<<和operator>> Snmv  
P>~Usuf4  
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。 CcV@YST?  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: V{>;Z vj1R  
GYJ j$'  
template < typename Left > Kt]vTn7!9  
struct value_return ZK2&l8  
  { 5HbJE'  
template < typename T > O<>+l*bk  
  struct result_1 D2 o|.e<r  
  { W95q1f# 7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; bqF?!t<B  
} ; }4c$_  
5?(dI9A"K  
template < typename T1, typename T2 > T51oNO%^  
  struct result_2 @sd{V  
  { 6b` Jq>v  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; w*@9:+  
} ; ib]<;t  
} ; Q>w)b]d~c  
Ut1s~b1  
:m'(8s8  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait :=q9ay   
I%j]pY4  
下面我们来剥离functor中的operator() T{#=A$vu  
首先operator里面的代码全是下面的形式: l:#'i`;   
'}>8+vU`  
return l(t) op r(t) y^{ 4}^u-^  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Mj19;nc0I  
return op l(t) GV9pet89yu  
return op l(t1, t2) xA n|OSe  
return l(t) op xw1,Wbu]  
return l(t1, t2) op &s\,+d0  
return l(t)[r(t)] <`A!9+  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] t#]VR7]  
jM'Fb.>~  
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: sJg3WN  
单目: return f(l(t), r(t)); QX(t@VP  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8h|~>v  
双目: return f(l(t)); Z3Xgi~c  
return f(l(t1, t2)); diw5h};W  
下面就是f的实现,以operator/为例 Y$3liDeL=  
yW_goS0  
struct meta_divide K<u~[^R  
  { yN}<l%  
template < typename T1, typename T2 > 1<M~ #  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ` -<S13  
  { `3UvKqe  
  return t1 / t2; @c,=c+-  
} /-3)^R2H  
} ; -r{]9v2j  
 $)(Zt^  
这个工作可以让宏来做: Fi+,omB&  
/Dk`?  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &gvX<X4e  
template < typename T1, typename T2 > \ 8O^z{Yh7  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 16N`xw+{  
以后可以直接用 q +c~Bd  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) d8f S79  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 sJLJVSv8c  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) <UJ5n) }"\  
DTx>^<Tk  
}/.b@`Dh;  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 XZPq4(,9}  
<$'FTv  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > fAeq(tI=  
class unary_op : public Rettype Cx`?}A\%  
  { xTdh/}  
    Left l; W#<ZaGsq  
public : ]P(_ d'}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} lem\P_V)  
/ =:X,^"P  
template < typename T > uTUkRqtD!  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?|we.{  
      { 6imQjtI  
      return FuncType::execute(l(t)); sZ7BBJX2K  
    } J$i5A9IUr  
x-s]3'!L  
    template < typename T1, typename T2 > kA<58 ,!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >I.X]<jI  
      { Zo36jSrCL  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); *.NVc  
    } {3=]cLtt  
} ; `zOQ*Y&  
"EC,#$e%ev  
'>5W`lZ  
同样还可以申明一个binary_op elm]e2)F  
go$zi5{h#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2q.J1:lW  
class binary_op : public Rettype 'I roQ M  
  { -XtDGNH F  
    Left l; |cCrLa2*-  
Right r; 0SLS;s.GX  
public : Kr'5iFK7  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Y5Jrkr)k  
Qyoly"b@  
template < typename T > !r*Ogv[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0(!D1G{ul  
      { V/}g'_E  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); #^fDKM  
    } yb:Xjg7   
*^q%b /f  
    template < typename T1, typename T2 > 1FiFP5  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |+Fko8-  
      { y BwgLn  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Oy^)lF/  
    } Z;bg;@r|  
} ; <k0$3&D  
fH/J8<  
#PpmR _IX  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 ir%?J&C+t  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 2}P?N  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) E6  2{sA^  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 O%.c%)4Xo  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! D@5AI ](  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Rh:edQ #  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 &xG>"sJ  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) INFbj8T  
下面是修改过的unary_op %\5d?;   
l H@hV  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 9K\A4F}  
class unary_op 4ACL|RF)A  
  {  *TEgV  
Left l; E{m\LUd^ :  
  j~d<n_   
public : ([y2x.kd  
G{,X_MZ%  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 2`XG"[@  
lC8DhRd0_  
template < typename T > bF5mCR:  
  struct result_1 .]_ (>^6  
  { =@F1J7  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; p<w2e  
} ; &QaFX,N"  
Lc<v4Bp  
template < typename T1, typename T2 >  Hy _ (  
  struct result_2 UQmdm$.  
  { H B}!Lf#*P  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [ &cCE   
} ; /1F5khN  
8.S&J6  
template < typename T1, typename T2 > 9ZbT41  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IUt/V^  
  { 5C}1iZEJ  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); IkzY   
} ^W&qTSjh  
F|,_k%QP  
template < typename T > Z2HH&3HA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {$,t^hd  
  { f@3?kM(  
  return OpClass::execute(lt(t)); w}wABO  
} nH6Ny  
Q{s9{  
} ; .c+NsI9}  
4'Svio  
k[{h$  
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 =l7@YCj5c  
好啦,现在才真正完美了。 2pKkg>/S  
现在在picker里面就可以这么添加了: U3R;'80 f  
8`QbUQ6  
template < typename Right > |ia#Elavo  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 4=BIYC"Lu  
  { d) i:-#Q  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); >bwB+-lyL  
} S!'Y:AeD&  
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。 `%%/`Qpj;  
t)!(s,;T  
 I&m C  
Yo 0wufbfV  
XLu Y  
十. bind zl a^j,  
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。 n(#|  
先来分析一下一段例子 ECZ`I Z.  
& xAwk-{W  
v(|Arm?  
int foo( int x, int y) { return x - y;} tsYBZaH  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 8@$`'h^6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 f ye=8 r  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 | e? :Uq  
我们来写个简单的。 \LN!k-c  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: PVCFh$pnw  
对于函数对象类的版本: yi29+T7j4S  
3A`|$So  
template < typename Func > jTeHI|b  
struct functor_trait (dH "b *  
  { Y8%bk2  
typedef typename Func::result_type result_type; 3Fu5,H EJ  
} ; 8q}955Nl  
对于无参数函数的版本: QWncKE,O$  
^MXW,xqb  
template < typename Ret > a3f- 9LN  
struct functor_trait < Ret ( * )() > >bLhCgF:"  
  { :{g;J  
typedef Ret result_type; iAl.(j  
} ; 6T9?C|q  
对于单参数函数的版本: ]jB`"to*}  
"hbCP4  
template < typename Ret, typename V1 > ;%ng])w=;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > (zmL MG(R  
  { =$w QA  
typedef Ret result_type; +I <^w)  
} ; O30eq 7(  
对于双参数函数的版本: )8JfBzR  
Y 9SaYSX  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > l:.q1UV  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > HOr.(gL!  
  { k^{}p8;3  
typedef Ret result_type; N0V`xrS  
} ; N|3a(mtiZ'  
等等。。。 c!ul9Cw  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy J5zKwt  
TB%NHq-!  
template < typename Func > mD_sf_2>  
struct func_return p6&6^v\  
  { :5-t$^R  
template < typename T > !CUy{nV  
  struct result_1 5{|tE!  
  { KLpFW}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [KW9J}]  
} ; NcyE_T  
)~{8C:  
template < typename T1, typename T2 > Qm)c!  
  struct result_2 mcb|N_#n/  
  { 6[3>[ej:x  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Yc-gJI*1  
} ; W5(.Hub}  
} ; l}XnCOIT,  
-uhg7N[3  
om1D}irKT  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 '"9Wt@ .  
%&M*G@j  
template < typename Func, typename aPicker > ,H@ x.  
class binder_1 a/gr1  
  { yhxZ^ (I  
Func fn; 9D @}(t !  
aPicker pk; PX5U)  
public : )dF`L  
0GcOI}  
template < typename T > RX ,c4;  
  struct result_1 n=%D}W  
  { b/&{:g!B  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; S<Uv/pn  
} ; N3&n"w _d  
DC,]FmWs!+  
template < typename T1, typename T2 > T%@qlEmf  
  struct result_2 D)J'xG_<O  
  { 7DB!s@"  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; dRXdV7-!  
} ; 7s2e> 6Q[  
s AlOX`t  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} I#:,!vjn  
vU!<-T#  
template < typename T > K~jN"ev  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )B5(V5-!|  
  { b-)3MR:4  
  return fn(pk(t)); z{G@t0q  
} cQ`+ A|q  
template < typename T1, typename T2 > \:_!!   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const RRJN@|"  
  { m^Rf6O^  
  return fn(pk(t1, t2)); Yf[GpSej  
} T`r\yl}  
} ; Q=.j>aM+_  
XFcIBWS  
U66zm9 3&  
一目了然不是么? \t+q1S1  
最后实现bind YhJ*(oWL  
~e R6[;  
I cz) Qtg|  
template < typename Func, typename aPicker > ^|h})OHV  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ,?>:Cdz4  
  { w@\quy:  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); \:d|'r8OCM  
} gj<Y+Dv>  
N!#TK9  
2个以上参数的bind可以同理实现。 G ~|Z (}H  
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。 J3#  
H:&|q+K=#  
十一. phoenix L?p,Sy<RI  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Bi|XdS$G  
)4/227b/(  
for_each(v.begin(), v.end(), 7SpF&  
( iPoDesp  
do_ En]+mIEo  
[ 6Y(Vs>  
  cout << _1 <<   " , " "lJ [H=\  
] H3Z"u  
.while_( -- _1), h(VF  
cout << var( " \n " ) CUo %i/R  
) }v?_.MtS  
); D/=  AU  
4,pSC  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 235wl  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 56R)631]p  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 L_WVTz?`  
那么我们就照着这个思路来实现吧: sTALOL<  
t6H9Q>*  
0Zv<]xO  
template < typename Cond, typename Actor > &\0V*5tI  
class do_while (}C%g{8  
  { xRx8E;Q@h?  
Cond cd; #r4S%  
Actor act; ^?3e?Q?  
public : }4n?k'_s?  
template < typename T > 5wws8w  
  struct result_1  `xpU  
  { FOU^Wcop%  
  typedef int result_type; @9!,]n  
} ; 4l~0LdYXKm  
zkt+"P{az[  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 8VwByk8  
) !!xvyc  
template < typename T > {,|J?>{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ){.J`X5r  
  { \5wC&|WEB  
  do .7HnWKUV  
    { Z~-A*{u?  
  act(t); y ~ A]  
  } tilL7  
  while (cd(t)); =v$H8w  
  return   0 ; ^'|\8  
} m_7)r  
} ; U-$ B"w&  
Y(D@B|"'m  
c !ybz{L  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). S;"7d  
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。 A|BvRZd  
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。 l/BE~gdl  
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。 HgwL~vG  
下面就是产生这个functor的类: I499 Rrw#E  
&pZUe`3  
NC 0H5  
template < typename Actor > -L/5Nbup  
class do_while_actor 0;-S){  
  { W`C&$v#  
Actor act; 89B1\ff  
public : A#mf*]'  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Kt%`]Wp  
#![i {7  
template < typename Cond > >9f-zv(n  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; I3xx}^V  
} ; - v9V/LJ  
Kfc(GL?  
A"V3g`dP  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 p&F=<<C  
最后,是那个do_ xA nAW  
G! uQ|<(  
V#W(c_g  
class do_while_invoker L4aT=of-  
  { [IxZweK  
public : t-SGG{  
template < typename Actor > kImGSIJ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const J4te!,  
  { ]"^GRFK5  
  return do_while_actor < Actor > (act); |pr~Ohz  
} =,I,K=+_x  
} do_; &l%#OI}OE  
?x]T &S{  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? KhZ'Ic[vw  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 +v&+8S`+  
最后来说说怎么处理break和continue !.iA^D//]  
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。 _y`'T;~OY  
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