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
  • 4906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 h#9X0u7j  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !(PAUW S@  
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,  V3WHp'1  
S6gg(nNe  
R]e?<,"X  
=$6z1] ;3  
  class filler dieGLA<5_X  
  { "ewSh<t  
public : 4QODuyl2H  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} X>^St&B}fC  
} ; VSa\X~  
:@zz5MB5@  
]6NpHDip1  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 4(>|f_$  
e[f}Lxln  
:,03)[u{8  
HV@ C@wmg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); iB1"aE3  
_oK*1#Rm8  
'{+5+ J  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?|LR@M!S7  
3B#qQ#  
9~i=Af@  
5hwe ul>S  
二. 战前分析 5 s3!{zT{  
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。 33dHTV  
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 4SRX@/ #8*  
ZYr6Wn  
?5(Cwy ?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Hd H,   
  /* --------------------------------------------- */ tQ=P.14>:  
vector < int *> vp( 10 ); "J|{'k`  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 4X tIMa28  
/* --------------------------------------------- */ /<7'[x<  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); yO\ .dp  
/* --------------------------------------------- */ hKo& ZWPq  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); [?z`XY_-  
  /* --------------------------------------------- */ *HiN:30DZ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); F(+,M~  
/* --------------------------------------------- */ 0;9X`z J  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); zf+jQ  
\\w<.\Yh  
XdS&s}J[I  
8NCu;s  
看了之后,我们可以思考一些问题: cQM_kV??!  
1._1, _2是什么? (R^X3  
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。 #Bu W  
2._1 = 1是在做什么? ndW]S7  
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。 aY:u-1  
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。 WBc,/lgZ  
'Lm\ r+$F  
tZ|0wPp  
三. 动工 ]J|]IP Xy  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,j3Yvn W  
Q8d-yJs&  
r xlKoa  
#Y|t,x;  
template < typename T > -d'swx2aZ!  
class assignment 'P'f`;'_DC  
  { 3Lg)237&j  
T value; nulLK28q  
public : e'nhP  
assignment( const T & v) : value(v) {} b { M'aV  
template < typename T2 > M%{,?a0V  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 4$W}6 v  
} ; GN0s`'#"3%  
~;)H |R5kV  
J_-K"T|f  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 QYB66g:  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment $0[t<4K`yn  
@O]v.<8  
,M?K3lG\g[  
OV>JmYe1{/  
  class holder 1@}s:  
  { a8w/#!^34  
public : yq6Gyoi<  
template < typename T > !_i;6UVG  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const q0t}  
  { 6B8g MO  
  return assignment < T > (t); B!j7vXM2  
} ]K0G!TR<  
} ; pB;8yz=  
hBRcI0R  
$:}sm0;  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: tX.fbL@ T  
hI6Tp>b*~  
  static holder _1; K| w\KX0  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 HSG7jC'_  
YJm64H,[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); goje4;  
而不用手动写一个函数对象。 -hU1wX%U  
e8,!x9%J  
YiGSFg  
Of gmJ(%  
四. 问题分析 ~TfN*0  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 |!6<L_31%  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 NK!#K>AO  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 1e)5D& njS  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 o,yZ1"  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *|*6 q/  
qe_qag9  
五. 问题1:一致性 BenUyv1d  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| |T+YC[T#v  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 _t-e.2a v  
6` 4,  
struct holder @.8FVF  
  { H[[#h=r0f  
  // /oC@:7  
  template < typename T > .T*89cEu  
T &   operator ()( const T & r) const XY)I~6$Y  
  { ZxoAf;U~  
  return (T & )r; /VHQ!Wi  
} <tI_u ~P  
} ; r"$~Gg.%(  
9Ac4'L  
这样的话assignment也必须相应改动: $*qQ/hi  
h { M=V  
template < typename Left, typename Right > +2JC**)I  
class assignment @p [ml m  
  { <d~IdK'\x  
Left l; a_(fqoW  
Right r; /D,<2>o  
public : ,tl(\4n  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} i:n1Di1~E  
template < typename T2 > 8Y P7'Fz  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } /7&WFCc)(  
} ; =y]F cxF  
 I#U)  
同时,holder的operator=也需要改动: JLh{>_Rr  
il~A(`+YO  
template < typename T > 4YyVh.x  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const |*y'H*  
  { 4O '%$6KR(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); NxrfRhaU3  
} LNOz.2fr>  
.9$ 7 +  
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。 _5H0<%\  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ueLdjASJ  
J{r3y&:  
return l(rhs) = r; ij&T \):d  
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。 _Eus7  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ^-g-]?q  
bq"dKN`  
template < typename Tp > d 6zfP1lQ  
class constant_t  `s~[q  
  { C7_nA:Rc  
  const Tp t; u69fYoB'  
public : Ybp';8V  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} [_1K1i"m  
template < typename T > XpT+xv1`;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const C o,"  
  { #OVS]Asn}  
  return t; ]?UK98uS\A  
} cb`ik)=K%  
} ; 9k3RC}dEr  
Ct9dV7SH  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 f!13Ob<8r  
下面就可以修改holder的operator=了 qV:TuR-|w  
3u&)6C?YM  
template < typename T > 8~:s$~&r  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const _g%h:G&^  
  { e<duD W$X  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); k@9CDwh*s  
} Vy@0Got5=  
s E0ldN"  
同时也要修改assignment的operator() jI45X22j  
`+5,=S  
template < typename T2 > rk< 3QXv  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } \KkAU6  
现在代码看起来就很一致了。 :za:gs0  
gbjql+Mx+  
六. 问题2:链式操作 -b'a-?  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 c-=z<:Kf  
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。 /YD2F  
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。 {7d\du&G  
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。 <gjA(xT5  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct VD+y4t'^  
4j}uVGi{e  
template < typename T > 0%;y'd**Ck  
struct result_1 i~uoK7o|G  
  { H\<^p",`  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; D0 ,t,,L  
} ; 1 2J#}|  
!z |a+{  
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: u8Oo@xf0Fr  
U_ *K%h\m  
template < typename T > 3#~w#Q0%  
struct   ref W'f)W4D$6  
  { |$sMzPCxOk  
typedef T & reference; /=~o|-n8@  
} ; qL/XGIxL?  
template < typename T > ILMXWw  
struct   ref < T &> ??h4qJ  
  { g<jgR*TE`  
typedef T & reference; $pfN0/`(  
} ; *;Gnod<  
~v^I*/uY  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: wSIfqf+y  
u>h|A(<  
template < typename T > zj UT:#(k  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const &]P1IQ  
  { v8NoD_  
  return l(t) = r(t); 0qhSV B5  
} e2vL UlL8  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 vz}_^8O  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。  ];hK5  
a@niig  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Fv2U@n6'v  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 0uwe,;   
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 *?s"~ XVs  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 *;X,yEK[  
最后的布局是: ~pve;(e=  
                Add &N\4/'wV  
              /   \ oV=~ Q#v  
            Divide   5 Lk:Sju  
            /   \ oC >l|?h,  
          _1     3 *8#]3M]  
似乎一切都解决了?不。 Yo a|.2f  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 j  hr pS  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 }S}9Pm,:  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: X+;{&Efrl  
ddG5g  
template < typename Right > Ct\n1T }  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const X9/]< Y<!  
Right & rt) const '?j,oRz^T  
  { J'4V_Kjg-  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); bZ_vb? n  
} rIo)'L$uU  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 J4>k9~q  
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。 \o=YsJ8U  
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。 jO+#$=C  
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。 HVkq{W|w  
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。 m* JbZT  
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? i.Jk(%c  
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: Q~S3d  
#Y;tobB  
template < class Action > fqQ(EVpQ  
class picker : public Action ~ $QNp#dq  
  { M<VZISu)dy  
public : !3T,{:gyrI  
picker( const Action & act) : Action(act) {} KQv97#n1  
  // all the operator overloaded ?K/N{GK%{  
} ; HDV$y=oHh  
xXn2M*g  
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。 _7qGo7bpN  
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: ,)](h+zl_6  
|\iJ6m;a  
template < typename Right > .W1i3Z6g  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const B jsF5~+\  
  { IolKe:'>@  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $(JB"%S8c  
} :jU u_s}  
"{Jq6):mp  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 3D*vNVI  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 P@pJ^5Jf  
Q\k|pg?  
template < typename T >   struct picker_maker JC}oc M j0  
  { wjnQK  
typedef picker < constant_t < T >   > result; gHe%N? '  
} ; ^ua8Ya  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > @/yJTMcf  
  { i!+Wv-  
typedef picker < T > result; U{%N.4:   
} ; x;L.j7lzA;  
O2 sAt3'  
下面总的结构就有了: \yNe5  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 oGa8#>  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 1`z^Xk8vt  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 A(dWA e,  
至此链式操作完美实现。 _b(y"+k  
=SqI# v  
M);@XcS  
七. 问题3  XBF]|}%  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 }W)c-91  
{u4=*> ?G  
template < typename T1, typename T2 > h..D1(M  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X5`#da  
  { rs?"pGz;  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); yw3E$~k  
} Fs|aH-9\  
7UzbS,$x  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: FsdxLMwk1  
E"{2R>mU~  
template < typename T1, typename T2 > 0>KW94  
struct result_2 +_h1JE_}D  
  { 2A^>>Q/,u  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; (ev(~Wc  
} ; KNZN2N)wR  
*#n?6KqZ  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? yu>DVD  
这个差事就留给了holder自己。 Ous_269cM  
    )n&@`>vm  
{vL4:K  
template < int Order > 6JYVC>i  
class holder; /v^1/i  
template <> N-g=_86C"  
class holder < 1 > !gm;g}]szG  
  { %1Pn;bUU!  
public : OB{d^e}  
template < typename T > >,V~-Tp  
  struct result_1 %Gk?f=e  
  { }#3'72  
  typedef T & result; v|r=}`k=  
} ; I2R" Y<  
template < typename T1, typename T2 > hCcAAF*I;5  
  struct result_2 & 1:_+  
  { (6*CORE   
  typedef T1 & result; M-Tjp'=*  
} ; Q{~WWv  
template < typename T > v[O}~E7'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 9Un3La8PX  
  { `qnNEJL,  
  return (T & )r; s$,gM,|cK  
} I!L`W _  
template < typename T1, typename T2 > jBO/1h=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {vf"`#Q9  
  { Wt%+q{  
  return (T1 & )r1; Hlr[x  
} ~_ 8X%ut y  
} ; %}nNwuJ  
D[NJ{E.{  
template <> 8?> #  
class holder < 2 > z~S(OM@olJ  
  { :U}.  
public : ^4\h Z  
template < typename T > ~'[0-_]=f  
  struct result_1 c89+}]mGq  
  { )5479Eb_  
  typedef T & result; Hj>(kL9H  
} ; sr=~U q{g  
template < typename T1, typename T2 > =u5a'bp0;;  
  struct result_2 *K<|E15 ,  
  { \x,q(npHi  
  typedef T2 & result; @&AUbxoj  
} ; gtV^6(Y  
template < typename T > cQ?eL,z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Z/r=4  
  { TspuZR@2  
  return (T & )r; 8$+mST'4N  
}  MYD`P2F  
template < typename T1, typename T2 > bI_6';hq!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const %a_ rYrL  
  { 8R) 0|v&;  
  return (T2 & )r2; LR:v$3 G(  
} /Vg=+FEO  
} ; &tAhRMa  
S[2uez`  
[dQL6k";b  
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> >。 kXfTNMb  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: U/W<Sa\`  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fbG+.'  
5Hli@:B2s  
return l(i, j) = r(i, j); pdz_qj!Z  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) b-d{)-G{(  
1[; 7Ay  
  return ( int & )i; Cggu#//Z}Q  
  return ( int & )j; }f~:>N#  
最后执行i = j; k3HPY}-  
可见,参数被正确的选择了。 @%oHt*u  
JJHfg)  
EO_:C9=d{  
<WHu</  
hLv~N}  
八. 中期总结 kE8\\}B7  
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: xF#'+Y  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 QGR}`n2D  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ^5MPK@)c,/  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor W<QMUu  
kK,Ne%}a2K  
oc^j<!Rh  
nQtp4  
B2R^oL' }  
/.1yxb#Z?,  
九. 简化 !LunoC>B  
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。 xy^t_];X  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 KBe\)Vs  
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: UdiogXZ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 RZ6[+Ygn  
  +-*/&|^等 ]52.nxs~  
2. 返回引用。 T"b'T>Y  
  =,各种复合赋值等 7K5D,"D;1  
3. 返回固定类型。 @MoBR.  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @U 6jd4?)  
4. 原样返回。 Mur)'  
  operator, d :a*;F  
5. 返回解引用的类型。 `<"@&N^d  
  operator*(单目) Fu z'!  
6. 返回地址。 xa=Lu?t%<  
  operator&(单目) Fad.!%[  
7. 下表访问返回类型。 J [k,S(Y  
  operator[] '1 }ybSG  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 w YEkWB^  
  operator<<和operator>> oy _DYop  
(\I9eBm  
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。 Rs +),  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Qvx[F:#Tk  
"KiTjl`M,  
template < typename Left > , S }  
struct value_return ROWI.|  
  { 4#D<#!]^  
template < typename T > (v)/h>vS  
  struct result_1 %3:[0o={d  
  { e!B>M{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; }#<mK3MBe  
} ; vT&) 5nN  
gB)Cmw*  
template < typename T1, typename T2 > .,9e~6}  
  struct result_2 <b,oF]+;z  
  { #$^vP/"$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 7;i [  
} ; gic!yhsS_  
} ; (>R   
z|k0${iu#  
qk *b,`;  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait |b+ZKRW  
>* )fmfY  
下面我们来剥离functor中的operator() %S$+ 3q%F  
首先operator里面的代码全是下面的形式: b;5&V_  
;_oJGII?br  
return l(t) op r(t) G &QGQ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) K-2oSS56  
return op l(t) )s~szmJoVD  
return op l(t1, t2) NRI @M5  
return l(t) op A0l-H/l7  
return l(t1, t2) op J P1XH k  
return l(t)[r(t)] f =MP1q[  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]  v[+ ]  
4c'F.0^  
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: ec sQshR  
单目: return f(l(t), r(t)); nSr_sD6"  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); z4iTf8  
双目: return f(l(t)); &~K4I  
return f(l(t1, t2)); l8~s#:v6X  
下面就是f的实现,以operator/为例 H 2JKQm_  
v1VH&~e  
struct meta_divide *Tum(wWZ  
  { xa[)fk$6  
template < typename T1, typename T2 > 53<.Knw5a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ]pq(Q:"P,5  
  { @QO^3%b8  
  return t1 / t2; :lBw0{fP  
} $V\Dl]a1  
} ; QF4)@ r{2x  
^iqy|zNtn  
这个工作可以让宏来做: { u %xc"0y  
Ial"nV0>0  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ I&wJK'GM`  
template < typename T1, typename T2 > \ ,.z?=]'en  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; )qua0'y]@  
以后可以直接用 i?:#lbw_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) N#p%^GH  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 AaLbJYuKd  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) k!"6mo@rd  
yXT.]%)  
JI[{n~bhGD  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 n/ZX$?tKAK  
\gFV6 H?`  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'm TQ=1  
class unary_op : public Rettype Y3JIDT^  
  { ?3y>K!D(A  
    Left l; gx.\&W b  
public : &>xz  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} `d}t?qWS;F  
hplxs#  
template < typename T >  OK(xG3T  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &,tj.?NCn  
      { j;J`P H  
      return FuncType::execute(l(t)); 4YgO1}%G  
    } g=$nNQ \6=  
nyL$z-I)  
    template < typename T1, typename T2 > &N*l?7(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const AAF']z<4_"  
      { *G8Z[ht%r  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); +y^'\KN  
    } ~(`&hYE  
} ; +E']&v$  
E(_lm&,4+  
`$MO;Fv,G  
同样还可以申明一个binary_op Pa'N)s<  
{s0!hp  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pf&U$oR4  
class binary_op : public Rettype SB`xr!~A]  
  { >*EJ6FPO  
    Left l; 7AF6aog  
Right r; u%5 ,U-  
public : 6OR)97  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ( 6ucA  
%@8#+#@J0  
template < typename T > 'vV+Wu#[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uR.`8s|  
      { M5 P3;  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); }l&y8,[:  
    } -b)3+#f  
:1;"{=Yx}  
    template < typename T1, typename T2 > %' /^[j#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :o:Z   
      { r::0\{{r"p  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); f?TS#jG4}  
    } xwj{4fzpk{  
} ; o7^0Lo5Z?  
2J (nJT"  
,hZ?]P&  
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 bc;?O`I<  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 2Z?l,M~  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) jhkX U+4  
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。 y,K> Wb9e  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  pLM?m  
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。。。 Lj/  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 u $B24Cy.  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) q. j$]?PQ  
下面是修改过的unary_op pb G5y7  
xZ(d*/6E  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > g1 =>u  
class unary_op Q n.3 B  
  { 03_M+lv  
Left l; >Bu _NoM  
  \odns  
public : !}sF#  
!3{. V\P)  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ge1U1o  
mex@~VK  
template < typename T > { R/e1-;  
  struct result_1 IJC]Al,df  
  { o6:@j#b  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; v^;vH$B  
} ; Qwp2h"t`  
?A04qk  
template < typename T1, typename T2 > ~6+Um_A_L  
  struct result_2 u$X =2u:P  
  { JSx[V<7m  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; FEX67A8 /;  
} ; nU0##  
V;Q@' <w  
template < typename T1, typename T2 > J(A+mYr{:  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 16Jjf|]j  
  { m)]|mYjju  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); d[*NDMO  
} "ZA`Lp;%w  
.-[]po  
template < typename T > s>[Oe|`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :a:m>S<~  
  { Z_7TD)  
  return OpClass::execute(lt(t)); WI.+9$1:P  
} eLbh1L  
AP8J28I  
} ; Yv2L0bUo:  
kBY#= e).  
_Y$v=!fY&  
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 %e_){28 n  
好啦,现在才真正完美了。 BqdGU-Q  
现在在picker里面就可以这么添加了: uax kGEXr  
1_StgFu u  
template < typename Right > aC<fzUD;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const )Y"t$Iw"  
  { K6@ %@v  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); (a~V<v"  
} E.-2 /'i  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ~ H"-km"@  
*OHjw;xm+  
}.=@^-JBA5  
;!OME*?m<  
5d}bl{  
十. bind T b*Q4:r"  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 y+ izC+  
先来分析一下一段例子 |HPb$#i  
Zc*#LsQh.`  
o[S Mt  
int foo( int x, int y) { return x - y;} r4iT 9 D  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 %WYveY  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 EJJ&`,q  
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。 B74]hgK  
我们来写个简单的。 5 RYrAzQo  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: h*sL' fJ]  
对于函数对象类的版本: h(^[WSa  
U;gy4rj  
template < typename Func > 6c}nP[6|  
struct functor_trait Wck WX]};S  
  { :z$+leNH\  
typedef typename Func::result_type result_type; 'o7V6KG  
} ; 7'@~TM  
对于无参数函数的版本: q@Zeu\T,*#  
5o0H7k]  
template < typename Ret > Yof ]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 4hn' b[  
  { QR$m i1Vv\  
typedef Ret result_type; j'UW gwB  
} ; ?Uhjyi  
对于单参数函数的版本: w" A{R  
&*~_ "WyU  
template < typename Ret, typename V1 > ZZ>(o d!B  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > #O7phjzgD  
  { kQrby\F(<  
typedef Ret result_type; @X_)%Y-^O  
} ; <_4'So>  
对于双参数函数的版本: w}x&wWM  
F5\{`  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > \u6/nvZ]N  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  f^[m~  
  { Gk|T1%  
typedef Ret result_type; D5!I{hp"  
} ; ''.\DC~K  
等等。。。 MhN 8'y(  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Angt=q  
3[%n@i4H|  
template < typename Func > e ,A9N%M  
struct func_return M|7{ZE`Y  
  { PxJvE*6^H  
template < typename T > ~B`H5#  
  struct result_1 H8!lSRq  
  { VQpwHzh  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,){WK|_  
} ; u"kB`||(  
2c5)pIVEy  
template < typename T1, typename T2 > 4& 9V  
  struct result_2 IZZ $p{  
  { ^i17MvT'  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \~""<*Hz  
} ; g=S|lVQm  
} ; CrX1qyR  
w#;y  
E_K32) J-  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 < z{,@Z}  
wPpern05  
template < typename Func, typename aPicker > alZ83^YN'  
class binder_1 h ?+vH{}j  
  { V_T~5%9Fy  
Func fn; ?O/!pUAu  
aPicker pk; Gk<6+.c~  
public : u:\DqdlU`  
6+yA4pRSd  
template < typename T > oF5~|&C  
  struct result_1 *0%G`Q  
  { nkz^^q`5l7  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; [3(lk_t  
} ; +InFv" wt  
P? LpI`f  
template < typename T1, typename T2 > E^V4O l<  
  struct result_2 'k9 1;T[  
  { 1zY" Uxp  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; k)S'@>n{u  
} ; U p: M[S  
h=ko_/<  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Yf x'7gj  
h7>`:~  
template < typename T > ((]Sy,rdk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O@,9a~Ghd  
  { @%$<,$=  
  return fn(pk(t)); 6ieP` bct  
} >3y:cPTM5  
template < typename T1, typename T2 > 7.C~ OrGR  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'E1m-kJz  
  { }%k 3  
  return fn(pk(t1, t2)); DsGtc<l%  
} T3^(I~03  
} ; R(DlJ  
$jv/00:&  
IHNl`\Le  
一目了然不是么? nSh}1Arp/  
最后实现bind =^gZJ@  
" IC0v9  
"TePO7^m  
template < typename Func, typename aPicker > Y+_t50 S  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) PkxhR;4  
  { kY`L[1G$  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); I0C$  
} @(LEuYq}  
<>^otb,e$  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ~!TRR .  
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。 i?CXDuL  
H6]z98  
十一. phoenix uOprA`3  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Tjza3M  
\*6Ld %:h$  
for_each(v.begin(), v.end(), haIH `S Y  
( m8<l2O=m  
do_ YCEdt>5PA  
[ TSAVXng  
  cout << _1 <<   " , " $&[}+??  
] UBve a(z-#  
.while_( -- _1), ;]xJC j  
cout << var( " \n " ) #&ZwQw  
) V.Ki$0>  
); E]j2%}6Z%  
]-G10p}Ph-  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Id;YIycXe  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor i$!-mYi+Q!  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Q7@.WG5  
那么我们就照着这个思路来实现吧: a}MSA/K(  
*FrlzIAom  
1dahVc1W  
template < typename Cond, typename Actor > [<p7'n3x  
class do_while E;Sb e9]   
  { LU4k/  
Cond cd; 3G)Wmmh"a  
Actor act; R#UcwX}o  
public : |VRzIA4M\  
template < typename T > 7BDRA},o  
  struct result_1 _.y0 QkwV  
  { &E&e5(&$  
  typedef int result_type; WYklS<B[  
} ; l.Qv9Ll|b  
ypK1 sw  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 1hn4YcHb  
N ?mTAF'M  
template < typename T > "]M]pR/j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1^4z/<ZWm  
  { 8V$:th('  
  do aOH$}QnS  
    { Y}pCBw  
  act(t); ZfYva(zP{Q  
  } 39(]UO6^;  
  while (cd(t)); xF4>G0  
  return   0 ; H=j&uv8  
} - s,M+Q(<  
} ; sw'?&:<"Ow  
tgPx!5U  
gI SP .  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). _z$lg]q  
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。 "+6:vhP5  
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。 0*F{=X~L  
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。 :DlgNR`bq  
下面就是产生这个functor的类: }yfSF|\  
dMnJ)R  
P~5[.6gW  
template < typename Actor >  '9Hah  
class do_while_actor jeM/8~^4-  
  { Q8kdX6NMd&  
Actor act; cx(aMcX6  
public : t'@qb~sf  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} cCoa3U/  
Xo{|m[,  
template < typename Cond > X(Wd  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 0 =2D 90  
} ; ;;2Yfn'`9  
IU8/B+hM~  
JIl<4 %A  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 7eh<>X!TX  
最后,是那个do_ *P#okwp  
gdu8O!9)  
Z*}5M4  
class do_while_invoker .%D9leiRe  
  { T w!]N%E  
public : 9D2}heTN  
template < typename Actor > *h`%u8/{  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const kXmnLxhS/  
  { ]5+db0  
  return do_while_actor < Actor > (act); Jv|uI1V  
} Iq@:n_~  
} do_; {g:I5 A#  
-gWqq7O  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? meHnT9a^  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 &: i|;^^2  
最后来说说怎么处理break和continue J;K-Pv +  
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。 +wAH?q8f  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八