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
  • 3651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 /vqsp0e"H  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 p(yHB([8  
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, zB6&),[,v  
9"dZ4{\!  
%D ,(S-Uj  
1Nz#,IdQ  
  class filler $ \ I|6[P  
  { i>=y3x"  
public : x`K"1E{2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} '~xjaa;.  
} ; pQ`S%]k.<  
't475?bY  
I.1(qbPkF+  
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: @[;$R@M_3  
OuB [[L  
1+ V<-I@{  
Oz=!EG|N  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); I$f'BAw  
qITd.< k  
(>-(~7PR  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,(kaC.Em  
J^mm"2  
oho~?.F  
WAVEwA`r  
二. 战前分析 iv6bXV'N  
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。 %vU*4mH  
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 3`ze<K((  
_2xYDi  
^E3 HY@j  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); QhPpo#^  
  /* --------------------------------------------- */ :Lq=)'d;6  
vector < int *> vp( 10 ); NOtwgZ-  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Y_nlIcu  
/* --------------------------------------------- */ -M-y*P)  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); f/i[? gw  
/* --------------------------------------------- */  \>e>J\t:  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); deutY.7g  
  /* --------------------------------------------- */ U5j0i]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); v3]~*\!5  
/* --------------------------------------------- */ buxyZV@1  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); U,,rB(  
P}D5 j  
sV`XJ9e|  
Aoy=gK  
看了之后,我们可以思考一些问题: <##aD3)  
1._1, _2是什么? w6[$vib'  
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。 o q cu<]  
2._1 = 1是在做什么? ?$4CgN-  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 \6,Z<.I  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ypY7uYO^"  
%? z;'Y7D  
L$}'6y/@  
三. 动工 oRl@AhS  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @Hst-H.l<l  
+/Vzw  
BWsD~Ft  
$)7Af6xD  
template < typename T > |bjLmGb  
class assignment ,jMV # H[  
  { g)iw.M2  
T value; zfUkHL6  
public : xf8.PqVNo  
assignment( const T & v) : value(v) {} Jl89}Sf  
template < typename T2 > &3Mps[u:h  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } &sS]h|2Z5  
} ; Y\{lQMCy  
7 6S>xnN  
Jry643K>:;  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 H=5#cPI#(^  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment v0 |"[qGb  
"z|%V/2b3  
b/eo]Id]  
avH3{V  
  class holder Bh!J&SM:  
  { ^r~R]stE^  
public : i<{/r-w=E  
template < typename T >  SwmX_F#_  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A>}]=Ii/  
  { bqUQadDB  
  return assignment < T > (t); 0"=}d y  
} x`p3I*_HT5  
} ; .y~~[QF}8  
X]t *  
)jN fQ!?/  
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: edh<L/%D  
'5n=tRx  
  static holder _1; JLV?n,nF  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 NKw}VW'|  
OGU#%5"<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); lV2MRxI  
而不用手动写一个函数对象。 )1]LoEdm`  
O; <YLS^|6  
,5Tw5<S  
$a+)v#?,  
四. 问题分析 x8* @<]!  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 & A@ !g  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 m{sch`bP  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 74*iF'f?c  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Gh9dv|m=[;  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 *wfkjG  
ak;S Ie  
五. 问题1:一致性 .;~K*GC  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| .ZOyZnr Z  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ]ch=D  
W[j7Vi8v  
struct holder XY`2>7  
  { .Dg'MM BM  
  // x$tzq+N  
  template < typename T > JZrUl^8E  
T &   operator ()( const T & r) const v4wXa:CJ  
  { U HUO9h  
  return (T & )r; rzgzX  
} Zu%oIk  
} ; %uhhQ<zs%  
RlTVx :  
这样的话assignment也必须相应改动: )ur&Mnmm  
X+XbIbUuL  
template < typename Left, typename Right > nzORG  
class assignment ecy41y'~:  
  { &,@wLy^ T  
Left l; vR"<:r47?  
Right r; hTbot^/  
public : t9 m],aH  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} esQRg~aCGy  
template < typename T2 > tc<t%]c  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } )?PRG=  
} ; UQ 'U 4q  
@Ao E>  
同时,holder的operator=也需要改动: 4lfJc9J  
},LW@Z}  
template < typename T > K1>(Fs$  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Vl+,OBy  
  { cZXra(AD  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); !4G<&hvb  
} H=k*;'  
v;@-bED(Qs  
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。 `+0)dTA(g$  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ;F<)BEXC<  
+,$"%C  
return l(rhs) = r; mg^\"GC*8  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 #`H^8/!e  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: wh;E\^',n  
in6iJ*E@'  
template < typename Tp > L)ry!BuHI  
class constant_t #FV(a~  
  { o<-+y\J8K  
  const Tp t; v{2 Vg  
public : ^~dvA)bH  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} i@ avm7  
template < typename T > "i_}\p.,X  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 8h2!8'  
  { I:aG(8Bi)H  
  return t; wfrWpz=FO  
} ?RD)a`y51  
} ; e?D,=A4mV"  
%C[ ;&  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 z[wk-a+w  
下面就可以修改holder的operator=了 Kv:ih=?  
E qva] 4  
template < typename T > a JDu_  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const RFu]vFff  
  { qqYH}%0dz  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); BDg6Z I<n  
} o*u A+7n  
,uP1U@Cas  
同时也要修改assignment的operator() uv[e0,@  
G#4cWn'  
template < typename T2 > %j=,c{`Q  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 7>m#Y'ppl@  
现在代码看起来就很一致了。 9bT,=b;  
U)p P^:|  
六. 问题2:链式操作 oB$D&  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 rkl/5z??  
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。 '4A8\&lQO  
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。 cZ7b$MZ%9  
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。 -j9R%+YW<  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Q'^]lVY  
!lF|90=  
template < typename T > 6X:- Z 3  
struct result_1 #| 8!0]n'  
  { !m1pL0  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; T`=N^Ca1!`  
} ; )N2yhdcqI  
`#X{.  
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: ";e0-t6:  
$sO}l  
template < typename T > 7j& l2Z  
struct   ref %;PPu$8K9  
  { W3K"5E0ck  
typedef T & reference; ^dP@QMly6  
} ; R#bg{|  
template < typename T > o=_4v ^  
struct   ref < T &> Nu{RF  
  { |[ |X  
typedef T & reference; 0p$?-81BJ  
} ; q#PGcCtu  
^dYLB.'=  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: MnsnW{VGX  
f K^FD&sF  
template < typename T > ki^[~JS>'  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const N2tvP+Z6D  
  { i\rI j0+  
  return l(t) = r(t); M42D5|tZc  
} ~eL7=G@{  
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。 | _~BV&g,N  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 $zz=>BOk  
.?S#DS )  
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 W9V%Xc`LQ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: AJ:@c7:eS  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $b$r,mc  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 #D+Fq^="P  
最后的布局是: 6M$.gX G.  
                Add &H5 6mL{  
              /   \ bTHa;* `  
            Divide   5 ^ I,1kl~i  
            /   \ &TWO/F+Y  
          _1     3 XW]|Mv[M  
似乎一切都解决了?不。 kZGhE2np  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 3g2t{ %  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ZLKS4  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: <WBGPzVZE  
YQX>)'  
template < typename Right > D?5W1m]E,s  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const o(~JZi k  
Right & rt) const P!YT{}  
  { G';oM;~/|  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~`_nw5y  
} q}BQu@'H  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ~w[zX4@  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ^Z:x poz,  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 NnHM$hEI"U  
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。 7@tr^JykO  
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。 ~P6K)V|@<  
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? L1C' V/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: [TO:- 8$.  
3y 3 U`Mo  
template < class Action > ~T4 =Id  
class picker : public Action ]P<&CEk  
  { /e{Oqhf[n  
public : cS ];?tqrA  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 4N` MY8',  
  // all the operator overloaded <!OP b(g2  
} ; p-KuCobz]  
_9 Gy`  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 y'yaCf  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ha8do^x  
;-]f4O8  
template < typename Right > )s=z i"  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const tfv]AC7x  
  { Tu/JhP/g,`  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B~PF<8h5  
} "F[VqqD  
=C3l:pGMB;  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > x-Mp6  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 6gR=e+  
Vj?.'(  
template < typename T >   struct picker_maker \v-> '  
  { zRE7 w:  
typedef picker < constant_t < T >   > result; !&'xkw`  
} ; b$Uwj<v  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > %W&=]&L  
  { F~l3?3ZV  
typedef picker < T > result; %] #; ~I%  
} ; Yaa M-o  
;_Rx|~!!  
下面总的结构就有了: 7L-%5:1%  
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。 x6)   
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。 [Z5x_.k"I  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ZA9']u%EJ  
至此链式操作完美实现。 W>DpDrO4ml  
giu~"#0/F  
nev*TYY?A  
七. 问题3 }lxvXVc{I  
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。 @$nI\ n?*  
Gg.w-&  
template < typename T1, typename T2 > v"F0$c  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r 2   
  { ^c(PZ,/#JB  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); G0(c@FBK  
} E$ngmm[  
O5=ggG  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: +tV(8h4  
UxS;m4  
template < typename T1, typename T2 > /t9w%Y  
struct result_2 4 ^+hw;  
  { ASYUKh,h  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; PZ ogN  
} ; j{;3+LCo*  
?&GMp[  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? f^%E]ki  
这个差事就留给了holder自己。 -91l"sI  
    {X =\  
?D\%ZXo  
template < int Order > _$bx4a  
class holder; Q[b({Vj;tG  
template <>  q?^0 o\  
class holder < 1 > "pWdz}!  
  { AQiP2`?  
public : TAAsV#l  
template < typename T > eLC&f}  
  struct result_1 Z956S$gS  
  { Qrt8O7&('  
  typedef T & result; iZSSd{jO  
} ; R/Y/#X^b  
template < typename T1, typename T2 > zhCI+u4/qz  
  struct result_2 yCkm|  
  { iP!Y4F  
  typedef T1 & result; G/8xS=  
} ; 9Y4N  
template < typename T > asq/_`  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Hwc{%.%ae  
  { k0YsAa#6V  
  return (T & )r; ~o%-\^oc  
} O)5PUyC:H  
template < typename T1, typename T2 > 3w9 ]@kU  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const sTA/2d  
  { =3zn Ta }  
  return (T1 & )r1; @NH Ruk+  
} &=?`;K  
} ; ]8_h9ziz  
z\E "={P&  
template <> QhG-1P3#  
class holder < 2 > Gzir>'d2'V  
  { V%0.%/<#5  
public : rgYuF,BT.  
template < typename T > $HXB !$d  
  struct result_1 0%qUTGj  
  { (En\odbvt  
  typedef T & result; #VOjnc/rW  
} ; (wlsn6h  
template < typename T1, typename T2 > _eQ P0N  
  struct result_2 a?Y1G3U'  
  { rqFs[1wr>R  
  typedef T2 & result; vl5n%m H>^  
} ; Ad,r(0a LZ  
template < typename T > qbEj\ b[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >4ct[fW+  
  { Ds G *  
  return (T & )r; Me}TW!GC  
} eTF8B<?  
template < typename T1, typename T2 > PD}R7[".>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const rq1kj 8%2  
  { %)/f; T6  
  return (T2 & )r2; *3/7wSV:  
} IP'igX  
} ; @gqw]_W  
`es($7}P_W  
@*DIB+K  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 p-pw*wH0  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:  (v`;ym  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #8z,'~\  
&1p8#i  
return l(i, j) = r(i, j); bNROXiX  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) bS<@Rd{g  
K7hf m%`N  
  return ( int & )i; }K>H S\e  
  return ( int & )j; rEhf_[Dv  
最后执行i = j; j&/.[?K  
可见,参数被正确的选择了。 99!{[gOv  
y^AA#kk  
'!-?  
fl"y@;;#h  
9 <KtI7  
八. 中期总结 O$Vm#|$sq  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Su"_1~/2S  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 x}.d`=  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 CJ?gjV6  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor m"G N^V7  
"k-ov9yK  
q~J oGTv  
z}1xy+  
}o^A^  
g&4~nEp  
九. 简化 %;Z bQ9  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 |)q K g  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 kP)o=\|W{z  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ~RXpz-Ye  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 B Z?W>'B%$  
  +-*/&|^等 p? ?/r  
2. 返回引用。 O|Ic[XfLx  
  =,各种复合赋值等 C|f7L>qe  
3. 返回固定类型。 "rGOw'!q>  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) /Tj"Fl\h  
4. 原样返回。 <M,H9^&#l3  
  operator, r.W,-%=bL  
5. 返回解引用的类型。 rh`.$/^  
  operator*(单目) ?4ILl>*  
6. 返回地址。 B#aH\$_U  
  operator&(单目) h_~|O [5|)  
7. 下表访问返回类型。 R*@[P g*  
  operator[] F4rKFMr  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ^ 6.lb\  
  operator<<和operator>> ^v!im\ r  
ay(!H~q_U  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 )E:,V~< 8  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Iz )hz9k  
QP%kL*=8  
template < typename Left > 5)yOw|Bd  
struct value_return "PyWo  
  { @%<?GNSO  
template < typename T > yvz?4m"_yB  
  struct result_1 u5Ny=Xm  
  { 5w3ZUmjO  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ^$IZLM?E~  
} ; 14D 7U/zer  
irsfJUr[V  
template < typename T1, typename T2 > _;:rkC fj  
  struct result_2 8rwYNb.P  
  { R|1xXDLm*E  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ~pevU`}Uqc  
} ; ^5]u BOv  
} ; gKN}Of@^1  
L"foL  
XY{:tR_al  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait VI24+h'J  
d;~ 3P  
下面我们来剥离functor中的operator() =dM.7$6) R  
首先operator里面的代码全是下面的形式: -+}5ma  
jJVT_8J  
return l(t) op r(t) &$c5~9p\B  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 7':f_]  
return op l(t) +~d1 ;0l|  
return op l(t1, t2) |qlS6Aln  
return l(t) op 8lOI\-  
return l(t1, t2) op w,Z" W;|  
return l(t)[r(t)] kT^*>=1  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] )4ilCS&  
k(EMp1[:nN  
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: \&iil =H8!  
单目: return f(l(t), r(t)); ]jc_=I6)  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); j u*fyt  
双目: return f(l(t)); A)hhnb0o  
return f(l(t1, t2)); !7*(!as  
下面就是f的实现,以operator/为例 efjO8J[uk-  
.Z=Ce!  
struct meta_divide 8geek$FY x  
  { YOV :  
template < typename T1, typename T2 > st?gA"5w  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) dk_,YU'z  
  { $;Vc@mYGW;  
  return t1 / t2; i3Hz"Qs;  
} [q-;/ed  
} ; dTN$y\   
*bA+]&dj\  
这个工作可以让宏来做: R-pH Quu3  
gg-};0P-  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ?MC(}dF0  
template < typename T1, typename T2 > \ h2wN<dJCM  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; \+k, :8s/  
以后可以直接用 r<*O  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) l"J*)P  
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 6F`qi:a+  
(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。。。) #JA}LA"l  
5"JU?e59M  
2{ o0@  
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 [ -ISR7D  
LJGJ|P  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > r C_d$Jv  
class unary_op : public Rettype  hq<5lE^  
  { TDlZ!$g(  
    Left l; e?V,fzg  
public : ~G>jw"r  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} bj@xqAGl  
Q,.By&  
template < typename T > 3;*z3;#}  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?7 #7:  
      { 6b?`:$Cw3)  
      return FuncType::execute(l(t)); P:sAqvH6  
    } +z\\VD  
 I>A^I  
    template < typename T1, typename T2 > ]gu1#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6Rcu a<;2P  
      { ~TDzq -U)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ; XG]Q<S\  
    } ?6i;)eIOI  
} ; L=,OZ9aA  
}YQ:6I  
S%kS#U${|  
同样还可以申明一个binary_op D(Qa>B"1  
.nEs:yn  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Is13:  
class binary_op : public Rettype nv"G;W  
  { p8=|5.  
    Left l; 91u p^   
Right r; x;u~NKy  
public : 4O!E|/`wO  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} F>N+<Z  
t5paY w-b  
template < typename T > R"*R99  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :BZMnCfA  
      { cw;co@!$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); GR%{T'ZD`  
    } b,dr+RB  
~%s}S  
    template < typename T1, typename T2 > QY@u}&m%o  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {I{3(M#"  
      { d$K=c1  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); I"1CgKYK^+  
    } e*:}$u8 a  
} ; J A`H@qE  
f&ytK  
FI{AZb_'  
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 HT"gT2U+  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 xW>ySEf  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) SK+@HnKd  
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。  \~>e_;  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ExCM<$,  
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。。。 WL l_'2h  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 T~X41d\  
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#N R32byF  
下面是修改过的unary_op aG! *WHt  
mc ZGg;3  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > D{p5/#|r  
class unary_op dQ9 ah  
  { \ZS TKi?  
Left l; *| YU]b;W  
  sqpGrW.  
public : ! _{d)J  
\jyjQ,v)  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} =&Xdm(  
0|XKd24BN  
template < typename T > b`CWp;6Y  
  struct result_1 q[ ULG v  
  { .:y5U}vR  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^s{hs(8%R  
} ; 6Y1J2n"  
:CaTP%GW  
template < typename T1, typename T2 > ZenPw1-  
  struct result_2 )eYDQA>J  
  { ewnfeg1  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; rbyY8 bX  
} ; "MnSJ 2  
)KY:m |Z  
template < typename T1, typename T2 > g9KTn4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aMTFW_w  
  { ^Kqf ~yS%  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Au.:OeJm  
} eA=WGy@IcN  
YEv Lhh  
template < typename T > k_aW  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const DM),|Nq"  
  { {.CMD9F[  
  return OpClass::execute(lt(t)); Ei5wel6!  
} i#W*'   
 s;Y<BD  
} ; ^.go O]  
Izo!rC  
Zx{96G+1  
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 bik*ZC?E  
好啦,现在才真正完美了。 >(3\k iYS  
现在在picker里面就可以这么添加了: cp6WMHLj   
U O<:.6"  
template < typename Right > g97]Y1g  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const r:&|vP  
  { xA h xD|4_  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); pQWHG#?7  
} 8TWTbQ  
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。 CQ^3v09N;~  
^jD1vUL 2:  
E0l _--  
\+nGOvM  
3`F) AWzdr  
十. bind A\$ >>Z  
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。 =X(%Svnp  
先来分析一下一段例子 H&4~Uo.5  
Rc[0aj:  
\9:wfLF8!  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~/-eyxLTm  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 9}P"^N  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Gy"%R-j7  
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。 U BZ9A  
我们来写个简单的。 >#(n"RCHf  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: g|%L"-%gJ  
对于函数对象类的版本: C#Bz >2;#  
|< qs  
template < typename Func > +dW|^I{H}  
struct functor_trait "y;bsZBd"  
  { UMMB0(0D  
typedef typename Func::result_type result_type; `bG7"o`  
} ; @ -:]P8  
对于无参数函数的版本: E D"!n-Hq  
{1-V]h.<J  
template < typename Ret > iwF9[wAft  
struct functor_trait < Ret ( * )() > iL]'y\?lv  
  { 6'C2SihYp  
typedef Ret result_type; Y[ zZw~yx  
} ; r&3pM2Da}  
对于单参数函数的版本: y\c"b-lQX  
`BY&>WY[  
template < typename Ret, typename V1 > _\8qwDg"#e  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > aP-<4uGx  
  { S* R,FKg  
typedef Ret result_type; 7 s Fz?` -  
} ; 9X}I>  
对于双参数函数的版本: G"dS+,Q  
J CGC  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Y&.UIosWb  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > {b)~V3rsY  
  { )2e#HBnH  
typedef Ret result_type; Vb|#MNf)  
} ; ZC0-wr \  
等等。。。 g"_C,XN  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <skajQQ  
HMGB>  
template < typename Func > ,IHb+K  
struct func_return FnFb[I@eu  
  { 'LE"#2Hu  
template < typename T > ';B#Gx  
  struct result_1 ,&^3Z  
  { iw9Q18:I}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5F"|E-;  
} ; B4Y(?JTx  
- y AQ  
template < typename T1, typename T2 > vH[47CvG5  
  struct result_2 Nw_@A8-r  
  { G}d-(X  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; m#!=3P7T  
} ; YB(Gk;]  
} ; |N/G'>TS  
BUZ _)  
H^%lDz  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 L1{GL #qV  
*fMpZ+;[m  
template < typename Func, typename aPicker > AyKMhac  
class binder_1 NAC_pM&B  
  { p=Q0!!_r  
Func fn; 7- d.ZG  
aPicker pk; wK_]/Q-L  
public : Z8O n%Mx{"  
`)iY}Iu  
template < typename T > &[Xu!LP  
  struct result_1 fV>CZ^=G  
  { \nNXxTxX!  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; dihjpI_  
} ; Uz7oL8  
%r\n%$@_  
template < typename T1, typename T2 > 21X`h3+=  
  struct result_2 eV^d6T$  
  { "r4AY  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; N2r/ho}8  
} ; uN*KHE+h  
;bzX% f?|G  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2F{hg%  
Ex amD">T  
template < typename T > 9m2, qr|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M9\#Aq&\i  
  { }|OaL*|u  
  return fn(pk(t)); >SF Uy\3  
} =ac_,]z  
template < typename T1, typename T2 > &F *' B|n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 82{&# Vc  
  { 5 |0,X<&  
  return fn(pk(t1, t2)); MM_k ]-7  
} #p(h]T32  
} ;  fE f_F r  
$``1PJoi  
+j_ ;(Gw7  
一目了然不是么? |y;}zQB-dH  
最后实现bind GYxM0~:$k  
8H,4kY?Z  
]B"'}%>ez  
template < typename Func, typename aPicker > jdZ~z#`(!:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) !)"%),>}o  
  { RcG0 8p.)  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -H^oXeN  
} mYN7kYR}<`  
e1(Q(3  
2个以上参数的bind可以同理实现。 f ),TO  
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。 Ei}/iBG@  
:K`ESq!8u  
十一. phoenix +CH},@j  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: K;?,FlH  
<~ad:[  
for_each(v.begin(), v.end(), 6fH@wQ"wN  
( q\Q{sv_  
do_ TNCgaTJ{h  
[ #4MBoN(3  
  cout << _1 <<   " , " <9E0iz+j  
] ptatzp]c#  
.while_( -- _1), 5Wyz=+?m|  
cout << var( " \n " ) 6vuq1  
) [Aj Q#;#Q  
); j Uv!9Y}F  
Ee)[\Qjn  
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: =L%DX#8  
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 FMNm,O]  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ~CB[9D=  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .7'kw]{/  
_It,%<3  
_\Q^x)w6  
template < typename Cond, typename Actor > t"hYcnC  
class do_while }I|u'#n_  
  { T{V/+RM  
Cond cd; 8`4<R6]LKB  
Actor act; M` q?Fk  
public : H gTUy[(  
template < typename T > HX'FYt/?t  
  struct result_1 9I1tN  
  { 8h3=b[  
  typedef int result_type; P 71(  
} ; *Do/+[Ae  
ur :i)~wXn  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} +4[^!q* H  
s2?T5oWU  
template < typename T >  Q~R ~xz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Q9I j\HbA"  
  { &PkLp4mQ  
  do p raaY}}  
    { }I 3gU  
  act(t); G+B~Ix-  
  } M02uO`Y9  
  while (cd(t)); a#mNE*Dg  
  return   0 ; F'g Vzf  
} ,yd MU\so(  
} ; ]| N3eu  
^~{$wVGa  
:[ k4Z]t8  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +k dT(7  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 (P&4d~) m  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 rl9. ]~  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ?$f)&O  
下面就是产生这个functor的类: x~.:64  
wi9DhVvc 0  
0ye!R   
template < typename Actor > u0P)7~%  
class do_while_actor .sQ=;w/ZA  
  { R[ 49(>7H4  
Actor act; d,8mY/S>w  
public : "ZTTg>r  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} | 8qBm  
bSVlk`  
template < typename Cond > 'V8N  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; +?p.?I  
} ; 4w#``UY)'  
Yvn\x ph3  
+C1QY'>I  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 {]"]uT#  
最后,是那个do_ Pnd `=%w%]  
f;}EhG'  
!"e5~7  
class do_while_invoker Vy_2.  
  { gM [w1^lj  
public : ]f]<4HD=i  
template < typename Actor > Ed9Z9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }I@L}f5N  
  { )DYI .  
  return do_while_actor < Actor > (act); "t^URp3  
} hJzxbr <  
} do_; <hwy*uBrD  
e</$ s  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ,gL9?Wz  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 1? FrJ6 V  
最后来说说怎么处理break和continue s7oT G!  
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。 *^([ ~[  
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