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
  • 3305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 c@Br_ -  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 3n)$\aBE  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, ~_Fx2T:X  
_VVq&t}  
_",< at  
l i)6^f#  
  class filler L""ZI5J{F9  
  { ;S \s&.u  
public : W@ &a  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} j#~~_VA~  
} ; /Ry% K4$  
)z\#  
c BZ,"kp-  
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: tH4 q*\U  
-fXQ62:S  
1ANFhl(l  
}dpTR9j=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); !y B4;f$  
Li]96+C$}  
(' 7$K  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 df$.gP  
w%s];EE  
2]I l:>n,  
tcT =a@  
二. 战前分析 '(rD8 pc  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 r{^43g?  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 CgmAxcK  
D=mmBo  
pZ}B/j  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); n1{[CCee@  
  /* --------------------------------------------- */ i@.Tv.NZ  
vector < int *> vp( 10 ); 8toOdh  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); =\|,hg)c  
/* --------------------------------------------- */ %~x?C4L8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ah hl  
/* --------------------------------------------- */ "~0`4lo:Xo  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); -fk;Qq3O  
  /* --------------------------------------------- */ rR :ZTfJs"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); tT>LOI_z  
/* --------------------------------------------- */ %4),P(4N  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); }x\#ul)  
eA86~M?<o  
Rx&O}>"E>l  
E r%&y  
看了之后,我们可以思考一些问题: )ds]fvMW]N  
1._1, _2是什么? :ujpLIjvVG  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 2H}y1bkW  
2._1 = 1是在做什么? Vj9X6u}{  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 \c CH/  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 (;;ji!i  
;b*qunJ3L  
fs 2MYat  
三. 动工 l=p_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 5{k,/Z[L  
'E9{qPLk(  
h{iuk3G`h6  
P O 5Wi  
template < typename T > a`n)aXU l  
class assignment ! #_2 ![  
  { ~qj(&[U{c\  
T value; ,c|MB  
public : 't}\U&L.{  
assignment( const T & v) : value(v) {} .FHk1~\%z^  
template < typename T2 > _wK.n.,S~  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } On}1&!{1]  
} ; /uX*FZ  
D$ K'Qk  
/nQuM05*Z  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 6"* <0  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment OQ hQ!6  
T2S_> #."l  
PXYLL X\3  
cJaA*sg  
  class holder k:Y\i]#yP  
  { O^`EuaL  
public : 0S$k;q  
template < typename T > ];hqI O#nM  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const TLVsTM8 P  
  { t&?{+?p: 9  
  return assignment < T > (t); '*mZ/O-  
} qWheoyAB  
} ; k\ .9iI'6  
17Cb{Q  
uAeo&|&  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: u6Gqg(7hw  
FHQ`T\fC$@  
  static holder _1; Au'y(KB  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 %rG4X  
k3qQU)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vvv'!\'#  
而不用手动写一个函数对象。 v,ZYh w  
d-B+s%>D  
m6mGcbpn  
m%`YAD@2z  
四. 问题分析 jeWv~JA%L|  
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。 &|{1Ws  
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。 cl4z%qv*  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 {73V?#P4  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 F1stRZ1ZI  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 "ktuq\a@  
KJ'ID  
五. 问题1:一致性 qx5`lm~L  
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?| i`2SebDj'w  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >|A,rE^Ojt  
 C7ivA h  
struct holder g,._3.D  
  { YUEyGhkMV{  
  // 6/S. sj~  
  template < typename T > oYkd%N9P  
T &   operator ()( const T & r) const U_"!\lI_yg  
  { Pj <U|\-?  
  return (T & )r; d j\Z}[  
} c EYHB1*cT  
} ; ; zJb("n  
71R,R,  
这样的话assignment也必须相应改动: 9KU&M"Yq&i  
# -luE  
template < typename Left, typename Right > ^qR|lA@=\  
class assignment U<w8jVE  
  { t|>zke!'  
Left l; s;9Du|0f^  
Right r; r)5xS]  
public : <3{MS],<<  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >n09K8 A  
template < typename T2 > 6i[Ts0H%<!  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } UA8hYWRP  
} ; losqc *|  
(p%|F`  
同时,holder的operator=也需要改动: W]oD(eZ  
z)^|.  
template < typename T > a ~v$ bNu  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const G^ W0!u,@  
  { .U0Gm_c0  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); X!Z)V)@J8  
} tdH[e0x B  
}CBQdH&g;  
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。 ?z9!=A%<V~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 :Ph>\aG  
"V>}-G&  
return l(rhs) = r; !#)t<9]fv  
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。 =8T!ldVxES  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6]?%1HSi  
v]V N'Hs?  
template < typename Tp > JI-i7P  
class constant_t cpjwc@UMe  
  { G{} 2"/   
  const Tp t; zkRAul32|  
public : Z&n[6aV'F  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} t`H1]`c?  
template < typename T > _U^[h!  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ~9+01UU^  
  { GJ*IH9YR  
  return t; }i~k:kmV  
} juOStTq<  
} ; !Ap5Uwd  
OZxJDg  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 >)ekb7  
下面就可以修改holder的operator=了 q~R8<G%YK  
[;z\bV<S  
template < typename T > *<xu3){:c  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Qfm$q~`D^W  
  { ^Lgvey%  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); w{W+WJ  
} ,- AF8BP  
Czjb.c:a.Y  
同时也要修改assignment的operator() s=n4'`y1  
Qfn:5B]tI  
template < typename T2 > #<*.{"T  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } eG,x\  
现在代码看起来就很一致了。 Nbpn"*L,  
dBXiLrEbs  
六. 问题2:链式操作 G JRl{Y  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _X4Y1zh  
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。 S $p>sItO  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 1jg* DQ7L  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 4,sE{%vb  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct fY00  
0DicrnH8  
template < typename T > d{7ZO#E  
struct result_1 _aFe9+y  
  { RK!9(^Ja  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Mr)t>4  
} ; f7_( C0d  
?y-^Fq|h  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: k9x[( #  
x []ad"R  
template < typename T > "'z}oS  
struct   ref Fe0M2%e;|  
  { k77IXT_7u  
typedef T & reference; 0/su`  
} ; dC({B3#e{  
template < typename T > qf x*a88  
struct   ref < T &> 5IF5R#  
  { A'jvm@DvQI  
typedef T & reference; Lm4`O %  
} ;  +|LM"  
5C!zEI)  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: <,)R`90_X6  
bh.&vp.kP  
template < typename T > :PT{>r[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const =>;&M)+q  
  { ,JZ>)(@)  
  return l(t) = r(t); AO7[SHDZ  
} rE m/Q!  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 oy8jc];SO  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 `> %QCc\  
gE6'A  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Jo { :]:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ?/o 8f7Z  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 w,p'$WC*  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 T aS1%(  
最后的布局是: KkCGL*]K  
                Add @U_ CnhPQq  
              /   \ ef`_ n+`  
            Divide   5 `<nxXsLe  
            /   \ d=vuy   
          _1     3 G<7M;vRvP  
似乎一切都解决了?不。 M^Sa{S*?  
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。 D}?p>e|<D  
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。 SZKYq8ZA)V  
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: ~, }|~  
M(a%Qk?]/  
template < typename Right > Vc9rc}  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const lOt7 ij(,L  
Right & rt) const }nlS&gew^  
  { J%CCUl2  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); _qa]T'8  
} T [SK>z  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )$!b`u  
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。 *S}@DoXS  
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。  T01Iu  
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。 OIPY,cj~  
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。 x-[ItJ% l  
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? hS,&Nj+  
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: 1 sHjM %  
!i"zM}  
template < class Action > $9`#p/V  
class picker : public Action c& ;@i$X(  
  { ~q3O,bb{   
public : D6L+mTN  
picker( const Action & act) : Action(act) {} aZb\uMePK  
  // all the operator overloaded  >:-e  
} ; [#Qf#T%5h  
uN)c!='I  
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。 o-rX4=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: M{L- V  
s`$}xukT  
template < typename Right > *6?mZ*GYY  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ?0; 2ct  
  { TaRPMKk  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Z[nHo'  
} (,h2qP-;ud  
w1tM !4r  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > b=5w>*  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 VO0:4{-  
\E?3nQM  
template < typename T >   struct picker_maker nB`|VYmOP1  
  { /0/ouA>+  
typedef picker < constant_t < T >   > result; PZ|I3z  
} ; ;5ki$)v"  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > =Ydrct  
  { >=0]7k;  
typedef picker < T > result; gML8lu0)  
} ; gxl7j Y  
 v%:deaF  
下面总的结构就有了: E<jajYj  
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。 Lng. X8D  
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。 8m{e,o2.  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ;}E}N:A  
至此链式操作完美实现。 NF&Sv  
M G$+Blw>  
U 3< 3T  
七. 问题3 RB %+|@c  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 v Z9OJrF  
WK6,K92  
template < typename T1, typename T2 > G?}?>O  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8NfXYR#  
  { ?z.?(xZ 6  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ;O}%SCF7  
} v^JzbO~|gj  
=6~  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: :6Nb,Hh~  
1%v6d !  
template < typename T1, typename T2 > Oo :Dt~Ib  
struct result_2 d3c.lD)L9  
  { A&M_ J  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; `0qjaC  
} ; A1prYD  
"kP,v&n  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? uP* kvi:e  
这个差事就留给了holder自己。 RxqNgun@  
    vQ}ZfP  
x#`p.sfVo  
template < int Order > Z9DfwWI2nu  
class holder; N)"8CvQL  
template <> :Dt y([  
class holder < 1 > n0lOq  
  { 84WD R?  
public : O z6$u  
template < typename T > 9I/l+IS"X  
  struct result_1 PRU&y/zZmG  
  { (?Mn_FNE|  
  typedef T & result; 1L*[!QT4  
} ; ]`)5 Qe4  
template < typename T1, typename T2 > /F;2wT;  
  struct result_2 &ww-t..  
  { , Wd=!if  
  typedef T1 & result; @MOQk  
} ; AAQ!8!  
template < typename T > ee? d ?:L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >8"(go+02  
  { zb{79Os[B  
  return (T & )r; A M[f  
} HXU#Ux  
template < typename T1, typename T2 > 8lM=v> Xc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const i6WPf:#wr  
  { rp4D_80q  
  return (T1 & )r1; R0qZxoo  
} 8r(a wp  
} ; \oWpyT _  
zwV!6xG  
template <> \ UrD%;sq  
class holder < 2 > I$.lFQ%(  
  { 7dY_b  
public : UDI\o1Rbp  
template < typename T > nod&^%O"  
  struct result_1 IVPN=jg?  
  { q'8*bu_  
  typedef T & result; Rj";?.R*e  
} ; 71@ eJQ  
template < typename T1, typename T2 > @ ;!IPiU  
  struct result_2 HX2u{2$  
  { *F%1~  
  typedef T2 & result;  ?^Aj\z>  
} ; yz K<yvN  
template < typename T > %Lh%bqGz  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const  ijOp{  
  { , ~ 1+MZ=  
  return (T & )r; O5r8Ghf )  
} [ iTP:8  
template < typename T1, typename T2 > <OEIG 0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4,;*sc6*  
  { LVg#E*J  
  return (T2 & )r2; /[_aK0U3  
} )IcSdS0@M  
} ; 9>4#I3  
lC#wh2B6  
Q!q6R^5!K  
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> >。 d'W2I*Zc<  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: F9eEQ{L  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: uMDd Zj&  
$=.%IJ_MAz  
return l(i, j) = r(i, j); T{ @@V  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .L^*9Y0)  
Pp } Z"  
  return ( int & )i; 9;LjM ~Ct  
  return ( int & )j; 2FuV%\p  
最后执行i = j; =W7-;&  
可见,参数被正确的选择了。 gfK_g)'2U  
+\Vw:~e  
:j`f%Vg~x  
h"ZIh= j@  
`R2Iw I&  
八. 中期总结 "BT M,CB  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: FXo.f<U  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 z@VL?A(3  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 "9P @bA  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ^5s7mls  
HK :K~h  
/!0&b?  
_b<;n|^  
KyrZ&E.`  
qfXt%6L  
九. 简化 {{G3^ysa  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 AM=,:k$  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 )ItABl[{  
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: [ifw}(  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 0JtM|Mg  
  +-*/&|^等 DU6j0lz  
2. 返回引用。 .bY>++CAPA  
  =,各种复合赋值等 LC]0c)v#  
3. 返回固定类型。 zI[<uvxzW`  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) /lR*ab  
4. 原样返回。 f~W+Rt7o  
  operator, 9_wDh0b~p  
5. 返回解引用的类型。 O^!ds  
  operator*(单目) SLEOc OAmD  
6. 返回地址。 Evj%$7H1L1  
  operator&(单目) SAq .W"ri  
7. 下表访问返回类型。 8TpYt)]S  
  operator[] ((`\i=-o5  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 )&T 5 /+  
  operator<<和operator>> FDgo6x   
?jz\[0)s  
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。 WD\Yx~o  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: m4~ |z  
'1DY5`i{  
template < typename Left > Ml c_w19C9  
struct value_return a0)w/A&  
  { O\f`+Q`0  
template < typename T > }IWt\a<d  
  struct result_1 Yr{hJGw[  
  { E+i(p+=4  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Zq&'a_  
} ; K 3\a~_0  
+%TgX&a  
template < typename T1, typename T2 > _'w:Sx?d7  
  struct result_2 ,EHLW4v  
  { 0?ab'vYcp  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Jvc<j:{^w  
} ; vWmp ?m  
} ; tW~kn9glZ  
+pgHCzwJE  
{Y5@SI yE  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait } O+xs3Uv  
iPl,KjGk  
下面我们来剥离functor中的operator() <xSh13<  
首先operator里面的代码全是下面的形式: &-FG}|*4M  
=c \(]xX  
return l(t) op r(t) f|(9+~K/7&  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) kntY2FM  
return op l(t) J>#hu3&UOQ  
return op l(t1, t2) ~x(|'`  
return l(t) op iLv -*%%  
return l(t1, t2) op ]h1.1@>xc  
return l(t)[r(t)] :%9R&p:'ar  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] P7W|e~]Yq  
517"x@6Q  
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: cZ)JvU9]  
单目: return f(l(t), r(t)); ]v}W9{sY  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); vfn[&WN]  
双目: return f(l(t)); FVkl# Qy~  
return f(l(t1, t2)); !S&/Zp  
下面就是f的实现,以operator/为例 ?@PSD\  
P9m  
struct meta_divide a$?d_BX  
  { z\<,}x}V  
template < typename T1, typename T2 > ma-GvWD2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Lk]|;F-2i  
  { 9h+Hd&=  
  return t1 / t2; ,j>FC j>  
} @7"n X  
} ; p>pN?53S  
' *XIp:  
这个工作可以让宏来做: l?"^2in .  
0`.&U^dG  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ |WS@q'  
template < typename T1, typename T2 > \ l8(9?!C  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; #Tzs9Bkaca  
以后可以直接用 ~Y f8,m  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) c;/vzIJj  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 kF'9@*?J  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) qbSI98r w  
g$C]ln>"9m  
|APOTQV  
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 n;. M5}O  
c.1gQy$}|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > JE{ cZ<NNH  
class unary_op : public Rettype Z] r9lC  
  { +JG05h%'  
    Left l; WFc4(Kl  
public : $-]G6r  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} .9Oj+:n  
d , g~.iS~  
template < typename T > %pWJ2J@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }R}M>^(R4  
      { 6oQ7u90z*  
      return FuncType::execute(l(t)); y`$qcEw  
    } 'LG\]h>+)  
kuBtPZ  
    template < typename T1, typename T2 > 2{WZ?H93a  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vv)w@A:Vn)  
      { y|B HSc3  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); uPcx6X3]  
    } p q?# X0  
} ; yqK_|7I+  
$X:,Q,?  
EP;ts  
同样还可以申明一个binary_op c{to9Lk.#  
 Q'cWqr  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > KXx;~HtO  
class binary_op : public Rettype gktlwiCZ  
  { X ]&`"Z]  
    Left l; 82r{V:NCK)  
Right r; !7~4`D c6U  
public : %.Btf3y~  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 20 $Tky_  
ik?IC$*n3i  
template < typename T > ^y ', l  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Ow1+zltgj-  
      { "i&n;8?Y  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); f#AuZ]h  
    } :T PG~`k(  
SF:{PgGMi  
    template < typename T1, typename T2 >  w<!&%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SkipPEhA  
      { COW lsca  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); xzz@Wc^_  
    } M@q)\UQ'  
} ; $A74V [1^  
kz1Z K  
qooTRqc#,  
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 7o+VhW<|5  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 M7Z&t'=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) (?uK  
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。 aH%tD!%,o  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Dz.kJ_"Ro  
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。。。 NI:OL  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 |9 *$6Y  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) yTbtS-  
下面是修改过的unary_op K; hP0J  
}Dcpe M?  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > OmK0-fa/  
class unary_op O*/Utl  
  { 2y$DTMu  
Left l; uU$/4{  
  ](-[ I#  
public : v{lDEF@2^N  
v(O@~8(I  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} @DM NL sQ  
ZFX}=?+  
template < typename T > : +^`VLIf  
  struct result_1 N8r+Q%ov  
  { `.VkR5/  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; PMQ31f/zf  
} ; c}=[r1M*  
&,XPMT  
template < typename T1, typename T2 > |M<R{Tt}nf  
  struct result_2 } -hH2  
  { \sVzBHy d  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; EG=U](8T  
} ; },5LrX`L  
[A!=Hv_$  
template < typename T1, typename T2 > H lFVc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k ;vOPcw  
  { [daR)C  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); LWM& k#i  
} 86&r;c:  
`i!-@WN"  
template < typename T > Q3)[ *61e  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E9 #o0Di  
  { 1U~'8=-   
  return OpClass::execute(lt(t)); hoPh#? G  
} 0j#$Swa  
/xA`VyHO  
} ; h*[sV  
W89J]#v)k  
.d)H2X  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug wE <PXBl\b  
好啦,现在才真正完美了。 M@.?l=1X  
现在在picker里面就可以这么添加了: :e_yOT}}  
lQ.3_{"s  
template < typename Right > /KJWo0zo  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const : SD3  
  { 6Vu??qBy  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); @yPI$"Ma  
} V3pn@'pr  
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。 =8qhK=&]  
Mr K?,7*Xi  
{\!@ k\__  
ol4!#4Y&{  
'(($dT  
十. bind U@:iN..  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 BS3BJwf; f  
先来分析一下一段例子 T:j!a{_|  
pHDPj,lu  
uUpOa+t  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~65lDFY/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 );F /P0P  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 @(tiPV  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ==7=1QfP  
我们来写个简单的。 8\Z/mU*4  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: O~#OVFJ9=  
对于函数对象类的版本: 5Ul=Nv]  
9c@\-Z'  
template < typename Func > lFM'F[-?-  
struct functor_trait U &W}c^#  
  { Cd'SPaR  
typedef typename Func::result_type result_type; BtWm ZaKi  
} ; j\@|oW0  
对于无参数函数的版本: hRN>]e,!  
f['pHR%l2$  
template < typename Ret > +@oo8io  
struct functor_trait < Ret ( * )() > x(88Y7o.t  
  { 2! bE|  
typedef Ret result_type; &_c5C  
} ; {7q +3f <  
对于单参数函数的版本: pe@/tO&I  
] i\a[3  
template < typename Ret, typename V1 > ;6zp,t0  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ? #;zB  
  { @)wNINvD  
typedef Ret result_type; i_;]UvP  
} ; x~O_v  
对于双参数函数的版本: n1)m(,{  
9ev " BO  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > d`+cNKf  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > >*mLbp"  
  { bPdbKi{j@  
typedef Ret result_type; ut^^,w{o>  
} ; ViT$]Nv  
等等。。。 VlFDMw.4.+  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy e_pyjaY!s  
M}6? |ir  
template < typename Func > B\!.o=<h  
struct func_return u>-!5=D8  
  { 'xp&)g L  
template < typename T > |2~fOyA+  
  struct result_1 >;@hA*<  
  { eqE%ofW  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \=/^H  
} ; Me*]Bh  
KI Ua  
template < typename T1, typename T2 > wKAc ;!  
  struct result_2 (Sg52zv  
  { ^E8eW  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ~\m|pxcj  
} ; ` 5Qo*qx  
} ; 4 p(KdYc  
@v,qfT*k7  
d<v>C-nk%  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ]jS+ItL@  
k/#& ]8(  
template < typename Func, typename aPicker > =w!14@W  
class binder_1 BqKh&m  
  { C[O \aW  
Func fn; P1 `-OM  
aPicker pk; Gv}h/zu-  
public : 9m fYB  
e$^O_e  
template < typename T > Ci ? +Sl  
  struct result_1 ^CwzA B  
  { )#dP:  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 93d ht  
} ; Y<S,Xr;J:  
@kLpK  
template < typename T1, typename T2 > ?9801Da#/  
  struct result_2 `jb?6;15  
  { $u9y H Z  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; <3>Ou(F  
} ; xCV3HnZ  
=ITMAC\  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} \TrhJ  
~WJEH#  
template < typename T > B/Lx,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'I_\ELb_  
  { {^bs }($J  
  return fn(pk(t)); +'x`rk  
} xla9:*pPn  
template < typename T1, typename T2 > "rr,P0lgX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |!)3[<.  
  { g9;}?h  
  return fn(pk(t1, t2)); }_L@CpG  
} v:<UbuJw  
} ; U:E:"  
0%^m  
4+`<'t]Q  
一目了然不是么? +S:(cz80V  
最后实现bind SL/ FMYdd  
O(otI-Lc  
#IP<4"Hf  
template < typename Func, typename aPicker > xxm1Nog6  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 4 |N&Y  
  { lfKrd3KS_  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Dg@>d0FW  
} 3D k W  
Px}#{fkS  
2个以上参数的bind可以同理实现。 mMw&{7b:  
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。 U&/Jh^Yy  
9\i,3:Qc  
十一. phoenix Tc`LY/%Od  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: w8(qiU  
_~DFZt@T  
for_each(v.begin(), v.end(), y?M99Vo4?  
( 928szUo:  
do_ M#d_kDMw  
[ R/iw#.Yy  
  cout << _1 <<   " , " `W8GfbL  
] =1%3". "n@  
.while_( -- _1), l\*}  
cout << var( " \n " ) 1HBch]J  
) '@Y@H,  
); 5_nkN`x  
b'^ -$  
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: UPPDs"  
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 y2^r.6"O  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 pWB)N7x&  
那么我们就照着这个思路来实现吧: l0b Y  
R{+ Rvk  
3Cwqy#X#8  
template < typename Cond, typename Actor > VWmZ|9Ri  
class do_while o;\0xuM@  
  { 2HMlh.R(C  
Cond cd; Srz.-,2PF  
Actor act; .)B_~tct  
public : yU*j{>%RsK  
template < typename T > lyx p:  
  struct result_1 lvb0dOmY  
  { V D.p"F(]  
  typedef int result_type; !w98 [BE7  
} ; +tOBt("5/  
s%J|r{F6  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} abCcZ<=|b  
aIZ@5w"7  
template < typename T > z8= Gc$w!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >OwVNG  
  { ID5?x8o#k  
  do * KFsO1j  
    { !/['wv@  
  act(t); W<B8PS$  
  } /U6G?3b  
  while (cd(t)); 5 8p_b  
  return   0 ; _pKW($\  
} -";'l @D=  
} ; VA)3=82n  
M:nXn7)+  
|z|5j!Nfh  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). l0u6nGkh  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 +vLuzM-  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 'sY>(D*CQ  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 7 4aap2^  
下面就是产生这个functor的类: ?'$=G4y&?  
P~i^V;g  
>RBq&'f  
template < typename Actor > OcMd'fwO  
class do_while_actor fh )QX  
  { IJ o`O  
Actor act; ?a~=CC@  
public : PQXyu1  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} [FC7+ Ey^  
7|T5N[3?l,  
template < typename Cond > @C7S^|eo  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; m^O:k"+!  
} ; rr*",a"}m  
)~O{jd  
wQp,RpM  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 z>&Py(  
最后,是那个do_ #:vosVqG  
WMZa6cH  
=q^o6{d0"  
class do_while_invoker =5%jKHo+9z  
  { ~5`rv1$  
public : g 6>R yjN  
template < typename Actor > }`IN5NdYp  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const c$?qN&X_K  
  { eP'e_E  
  return do_while_actor < Actor > (act); nPfVZGt  
} <hdR:k@ #  
} do_; //e.p6"8h  
_w^p~To^  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? C\.?3  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ?;|$R   
最后来说说怎么处理break和continue s:R>uGYOd  
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。 }o=R7n%  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五