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
  • 8384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 5&94VQ$d  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Ti' GSL  
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, |Q:`:ODy`5  
/h2`?~k+  
W=)}=^N0  
/[EI0 ~P  
  class filler P$4?-AZ  
  { Wdy2;a<\{  
public : M>I}^Zp!  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 5gJQr%pS  
} ; $k!@e M/R  
HmX (= Y  
j@9nX4Z  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: (4c<0<"$  
{n1o)MZ]R  
s` S<BX7  
Z.R^@@RqJ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); -@#AQ\  
ied<1[~S  
X)uT-Fy  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 y5R6/*;N.  
e dD(s5  
O>k.sO <  
#vS>^OyP  
二. 战前分析 Pel3e ~?t  
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。 %|,j'V$  
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 f'%}{l: ss  
{=R=\Y?r&  
x3M`l|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); a{u)~:/G  
  /* --------------------------------------------- */ E26ZVFg  
vector < int *> vp( 10 ); ;CU3CLn  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); @P@t/  
/* --------------------------------------------- */ v4S|&m  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); '{Ywb@Bc  
/* --------------------------------------------- */ 'vCFT(C-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); N:&Gv'`  
  /* --------------------------------------------- */ W~7q&||;C  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 4Q!*h8O  
/* --------------------------------------------- */ 3[Z?`X  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 8taaBM`:  
]*v%(IGK  
.UJDn^@  
B6ys 5eQ  
看了之后,我们可以思考一些问题: n7Re@'N<  
1._1, _2是什么? <GR]A|P  
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。 & d~6MSk  
2._1 = 1是在做什么? `|]juc  
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。 7W 4[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。 6t@3 a?  
&0N 3 p  
[zY9"B<3  
三. 动工 t4 aa5@r  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: -lLq)  
%7hYl'83  
i  #8)ad  
&}*[-z  
template < typename T > :]?I|.a  
class assignment ON !1lS  
  { 0] 5QX/I  
T value; '{ C=vW  
public : V}Oxz04  
assignment( const T & v) : value(v) {} ! 5]/2  
template < typename T2 > Knn$<!>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } E?%rmdyhL!  
} ; V<(cW'zA/  
Y2Y/laD  
ky[FNgQ3n  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _jP]ifu`  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment +AXui|mn  
"-\I?k  
-k!UcMWP  
3M/kfy  
  class holder [9*+s  
  { &(irri_  
public : gh3_})8c  
template < typename T > 0(HUy`]>  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const vr2tMD  
  { ~#O nA1)  
  return assignment < T > (t); EtKy?]i  
} Ptn0;GC  
} ; {ge^&l  
 w8$8P  
5_0Eh!sx  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: 7'CdDB6&.  
mM!Gomp  
  static holder _1; f D2. Zh  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 8FU8E2zo  
3hGYNlQ^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); z'j4^Xz?%$  
而不用手动写一个函数对象。 42~tdD  
|!,;IoZ  
6||zfH  
V*}ft@GPD  
四. 问题分析 5$d>:" >  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 }k~ih?E^s  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。  l|j  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :[kfWai#(  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?^n),mR  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 `zw XfY,%  
Y;-$w|&P>  
五. 问题1:一致性 `-/-(v+ i  
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?| C6Lc   
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 SYkwM6  
gNUYHNzDM(  
struct holder u0zF::  
  { m}hEi  
  // #oW" 3L{,  
  template < typename T > X6 *4IE  
T &   operator ()( const T & r) const m Q4(<,F  
  { {bHUZen  
  return (T & )r; rP|~d}+I  
} xsu9DzPf&{  
} ; 0Un?[O  
0Q?)?8_  
这样的话assignment也必须相应改动: _t&` T  
=HMa<"-8  
template < typename Left, typename Right > '.EO+1{a  
class assignment Kv0V`}<Yc  
  { ,_iq$I;  
Left l; v;soJlxF~  
Right r; O,6Wdw3+-3  
public : e[ yN  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @,Z0u2WLl6  
template < typename T2 > 0vX4v)-^u  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } @<NuuYQ&  
} ; @`$'sU  
% IHIXncv[  
同时,holder的operator=也需要改动: [?%q,>F  
HS[($  
template < typename T > :of(wZa3Q  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const n{u\t+f  
  { G %'xEr0n  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); b9-IrR4h  
} ^/_Yk.w  
&&nbdu  
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。 Kv<f< >|L  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Kci. ,I  
]{oZn5F  
return l(rhs) = r; wBcoh~ (y  
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。 oNZ_7tU  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Z\?2"4H  
6<2H 7'  
template < typename Tp > ~w a6S?  
class constant_t ]?pQu'-(  
  { -Arsmo  
  const Tp t; DY -5(6X  
public : U.KQjBi  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} N+'j on}U  
template < typename T > B*N1)J\5  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const RWc<CQcL"  
  { yVII<ImqIH  
  return t; |~r-VV(=  
} d{"-iw)t  
} ; /M_$4O;*@  
@@)2 12  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 - 8p!,+Dk  
下面就可以修改holder的operator=了 5?lc%,-&  
)P$|9<_q7x  
template < typename T > 7 !$[XD  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ? 3=G'Ip5n  
  { CZ<T@k  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); {uj_4Ft  
} 9<6q(]U  
J#zr50@@  
同时也要修改assignment的operator() yd).}@  
.!x&d4;,q  
template < typename T2 > |;vQ"8J  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $@>0;i ::  
现在代码看起来就很一致了。 TIWR[r1!  
93>4n\  
六. 问题2:链式操作 c2y,zq|H  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 )h8}{*  
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。 %GHGd'KO&  
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。 U[@y 8yN6M  
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。 qhEv6Yxfw6  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct '+`[)w  
Cf 2@x  
template < typename T > zxbf h/=  
struct result_1 q`q;og `  
  { x4oWZEd  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; UFG_ZoD+  
} ; 9;E=w+  
c.ow4~>  
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: X\AH^I6S  
UEU/505  
template < typename T > |eqBCZn  
struct   ref Y;"k5 + q  
  { gc9R;B1  
typedef T & reference; 9a}9cMJ^"  
} ; Zt`Tg7m  
template < typename T > CKYg!\g(:  
struct   ref < T &> $ik*!om5  
  { CSO'``16  
typedef T & reference; , NSf  
} ; <+`%=r)4  
CU'JvVe3  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: tt"<1 z@  
2 !s&|lI  
template < typename T > szI7 I$Qb  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const f"Zl JVa  
  { z p E|  
  return l(t) = r(t); *'%V}R[>  
} 3k Ci5C  
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。 (}: s[cs  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Hiyg1  
!"rPSGK*  
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 ;cor\ R  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是:  is'V%q  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 yvAO"43  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 bSB%hFp=Cp  
最后的布局是: 2w 2Bc+#o  
                Add 2u"lc'9v  
              /   \ YR%iZ"`*+O  
            Divide   5 wP!X)p\  
            /   \ OQVrg2A%(  
          _1     3 T$4{fhV \  
似乎一切都解决了?不。 p_FM 2K7!  
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。 }A#IBqf5  
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。 Z_d"<k}I  
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: 8bIP"!=*W  
[a=exK  
template < typename Right > | f#wbw  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const SQKhht`M  
Right & rt) const Ve,g9I  
  { (3#PKfY+  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q;h.}N8W  
} =2Y;)wrF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 aeqz~z2~8s  
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。 9U8M|W|d  
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。  @/2Kfr  
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。 gP^2GnjHL8  
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。 e8m,q~%#/  
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? 7_0 p& 3  
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: 2*#|t: (c  
dC11kq qj  
template < class Action > |P|B"I<?  
class picker : public Action )^2eC<t  
  { >ohH4:  
public : ho]:)!|VY  
picker( const Action & act) : Action(act) {} g=*jKSZ  
  // all the operator overloaded lCi{v.  
} ; FpoH m%+  
IqOg{#sm  
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。 rfXxg^  
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: 4S_ -9&z  
~9X^3.nI  
template < typename Right > {#,<)wFV\  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const  Fr%#  
  { h`[$ Bp  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Ni$'# W?t  
} d} >Po%r:  
pYr"3BwG  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > f/Gx}x=  
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。 tgRj8 @  
}gp@0ri%5  
template < typename T >   struct picker_maker 9zaN fs  
  { O zAIz+`  
typedef picker < constant_t < T >   > result; exRw, Nk4  
} ; m</m9h8  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > `Sod]bO +U  
  { b)w cGBS  
typedef picker < T > result; j,IRUx13f  
} ; 3%WB?k c  
sdp&D@  
下面总的结构就有了: spK8^sh  
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。 uvys>]+  
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 ZdB6U0  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ZOK!SBn^?  
至此链式操作完美实现。 OL'Ito  
 tV}!_  
.i0K-B  
七. 问题3 u{1R=ML  
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。 8|&,JdT  
(;NJ<x  
template < typename T1, typename T2 > UQVL)-Z  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4pmeu:26  
  { U,GSWMI/K  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Q*M#e  
} ,@$5,rNf  
n ]%2Kx  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 4jT6h9%  
mh+T!v$[n)  
template < typename T1, typename T2 > DP_b9o \5  
struct result_2 '|yxB')  
  { g)Z8WH$;H3  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; $QbJT`,mr  
} ; y<`5  
Y,L`WeQY.  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? K)SWM3r  
这个差事就留给了holder自己。 .:_'l)-  
    q~`hn(S  
lZzW- %K  
template < int Order > O>`k@X@9/  
class holder; 0aT:Gy;  
template <> ~DH 9iB  
class holder < 1 > _|~Dj)z  
  { ^sv|m"  
public : UiU/p  
template < typename T > #.8v[TkKq  
  struct result_1 jN6V`Wh_  
  { wm@m(ArE=  
  typedef T & result; Y7G sL7I  
} ; ;<~f-D,  
template < typename T1, typename T2 > 4*_jGw  
  struct result_2 Xj, %t}  
  { h!tpi`8\z  
  typedef T1 & result; 5(~Lr3v0  
} ; ?K$&|w%{3  
template < typename T > z+Xr2B  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5OM #_.p  
  { P9!awLM-  
  return (T & )r; . !1[I{KU  
} F .S^KK  
template < typename T1, typename T2 > #1dVp!?3T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6R :hsC$  
  { "#)|WVa=BM  
  return (T1 & )r1; }u#3hYa  
} RvG=GJJ9  
} ; ss-W[|cHU  
%??v?M*  
template <> fz=8"cDR  
class holder < 2 > Y:CX RU6eD  
  { I<}% L V  
public : ?j&hG|W9<z  
template < typename T > EIw] 9;'_  
  struct result_1 U\%r33L )  
  { DE.].FD'  
  typedef T & result; DN:| s+Lz  
} ; 5mam WPw  
template < typename T1, typename T2 > ge`GQ>  
  struct result_2 4?Y7. :x  
  { :E}y Pcw  
  typedef T2 & result; b |:Y3_>  
} ; Y. J!]|  
template < typename T > 4T@+gy^.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !aSj1 2J  
  { RB4n>&Y  
  return (T & )r; OUWK  
} s(py7{ ^K  
template < typename T1, typename T2 > *zUK3&n~I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const yH('Vl  
  { JDf>Qg{  
  return (T2 & )r2; 3;buC|ky  
} OPN\{<`*d  
} ; D\M"bf>q1  
~QSX 1w"  
7;+G)44  
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> >。 =?$~=1SL+  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: dQT[pNp:  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: o/3.U=px~  
X<5fn+{]S:  
return l(i, j) = r(i, j); tN<X3$aN  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) $y6 <2w%b  
N!c FUZ5]  
  return ( int & )i; 6 D Xja_lp  
  return ( int & )j; VwH|ed$  
最后执行i = j; ~1;M4K  
可见,参数被正确的选择了。 ^mn!;nu  
EMP|I^  
(o*YGYC  
^R:&c;&,  
^'[QCwY~  
八. 中期总结 _cvX$(Sg  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 0U~$u  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 tTBDb  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 "a].v 8l!  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ATqblU>D  
7LU^Xm8  
Xk.OyQ@  
]=t}8H  
.mfLHN%:  
mDK*LL5]W  
九. 简化 {[#)Q.2  
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。 8!|vp7/  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 rX)&U4#[m  
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: Bc.de&Bxz_  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |;NfH|43;  
  +-*/&|^等 4/~x+tdc  
2. 返回引用。 G+N1#0,q  
  =,各种复合赋值等 Hmr f\(x  
3. 返回固定类型。 nE u:& 4  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 6&0@k^7~  
4. 原样返回。 !O%!A<3  
  operator, !b_(|~7Lc  
5. 返回解引用的类型。 }?,YE5~  
  operator*(单目) lGr=I-=  
6. 返回地址。 r<fcZ)jt|  
  operator&(单目) 0F-{YQr>  
7. 下表访问返回类型。 ymxA<bICS8  
  operator[] F$\Da)Y  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ,2$<Pt;  
  operator<<和operator>> mP\V.^  
;+XrCy!.)L  
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。 :=y5713  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: z(A[xN@/W<  
2, )>F"R  
template < typename Left > T='uqKW\  
struct value_return T+nID@"36  
  { V5(_7b#z``  
template < typename T > Rm=p}  
  struct result_1 >\[]z^J  
  { [TOo 9W  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; .fJ8  
} ; Qpv#&nfUi6  
0]bt}rh  
template < typename T1, typename T2 > Op-z"inw  
  struct result_2 uX1;  
  { ,5v'hG  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; KV$&qM.  
} ; h,R Isq;`  
} ; v|(]u3=1_  
3`yO&upk  
*@''OyL  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait :W0p3 6"  
7*uN[g#p  
下面我们来剥离functor中的operator() pL1ABvBB  
首先operator里面的代码全是下面的形式: t9U6\ru  
5(ZOm|3ix  
return l(t) op r(t) : |s;2Y  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) D/Ki^E  
return op l(t) _jG|kjFTc  
return op l(t1, t2) Kj4BVs  
return l(t) op 3XlQ4  
return l(t1, t2) op 0RA#Y(IR  
return l(t)[r(t)] Hi={(Z5tC4  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] YCiG~y/~  
g7]S  
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: g ZtQtFi  
单目: return f(l(t), r(t)); UxNn5(:sM@  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); K9EHT-  
双目: return f(l(t)); \)/qCeiZ  
return f(l(t1, t2)); <8 <P,  
下面就是f的实现,以operator/为例 +pqbl*W;1  
+h"i6`g  
struct meta_divide &*OwoTgk+  
  { w3,KqF  
template < typename T1, typename T2 > P?V+<c{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) zNX=V!$  
  { o4p5`jOG@  
  return t1 / t2; ,JdBVt  
} KX~ uE6rX  
} ; Pr} l y  
gS<p~LPf  
这个工作可以让宏来做: 3iw3:1RZUZ  
V]--d33/a  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ u W,J5!  
template < typename T1, typename T2 > \ ]\fHc"/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };  it H  
以后可以直接用 }Q: CZ  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 9ad)=3A&L  
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 T%%EWa<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。。。)  dHx4yFS  
poafGoH-Y  
]zj#X\  
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 Ag0 6M U  
]vf_4QW=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T^^7@\vDI  
class unary_op : public Rettype k^d]EF  
  { $MDmY4\  
    Left l; Y`22DFO  
public : | t:UpP  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} m<j;f  
3L==p`   
template < typename T > @:w^j0+h  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u^SInanw  
      { vWmt<E|e  
      return FuncType::execute(l(t)); uzQj+Po  
    } O\Y*s  
=A,T:!}'  
    template < typename T1, typename T2 > wq.'8Y~BE  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {=?[:5  
      { r ts2Jk7f  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Y!]a*==  
    } d1.@v;  
} ; z4D)Xy"/  
0 J"g"=  
yqx!{8=V  
同样还可以申明一个binary_op U= GJuixy  
t|V5[n!  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pFMJG<W9,  
class binary_op : public Rettype sE]z.Po=  
  { vO?sHh  
    Left l; ._p2"<  
Right r; +(Hp ".gU  
public : i,~(_|-r  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} uUp>N^mmVH  
a'HHUii=  
template < typename T > (ZF~   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^3vI NF  
      { 1k"t[^  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); $[HCetaqV  
    } 07qjWo/t  
0;1O;JRw  
    template < typename T1, typename T2 > FDF DB  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const {gEz;:!):  
      { Zd)LVc[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); RI'}C`%v  
    } Qg1kF^=  
} ; k=d _{2 ~  
n|.eL8lX.<  
V?T&>s  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 evE:FiDm(j  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 F{ 4k2Izr  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 0ZD)(ps|  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 0%rE*h9+  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! It'kO jx]  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 2b\ h@VJt  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 j/wQ2"@a  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) @~=d4Wj6  
下面是修改过的unary_op 0"\js:-$  
Tsu\4 cL]  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > asvM/ 9  
class unary_op ] -C*d$z  
  { w?fq%-6f*  
Left l; H2g#'SK@  
  ~r})&`5  
public : q2Sc{E>[  
n|.>41bJ  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Xa'b @*o&  
J8@bPS27q  
template < typename T > ~}D"8[ABj  
  struct result_1 j}}as  
  { 2xy{g&G  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; S}/ZHo  
} ; Wb^g{F!W  
PEtr8J$uB  
template < typename T1, typename T2 > F CfU=4O  
  struct result_2 }lx'NY~(W  
  { m aQDD*  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {oo(HD;5  
} ; Hnvs{KC`  
?[5_/0L,=  
template < typename T1, typename T2 > cKwmtmwB  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Hs.5@l  
  { !r*JGv=  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); uF*tlaV6  
} l2!ztK1^  
do< N+iK  
template < typename T > kkT=g^D9j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !1+!;R@&H>  
  { Oh1a'&  
  return OpClass::execute(lt(t)); 2DBFY1[Pk  
} ^S(["6OJ(  
V\%s)kq  
} ; "? 5@j/ e`  
Zr!CT5C5  
\T`iq[+6  
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 q+67Wc=  
好啦,现在才真正完美了。 >$A,B  
现在在picker里面就可以这么添加了: Eds{-x|10  
/T<,vR  
template < typename Right > N!af1zj  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const H#I%6k*\a  
  { 6~8X/ -02  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); K./L'Me  
} \v.YP19  
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。 ='.G,aJ9  
==W] 1@s  
u6p nO  
Si[xyG6=  
sC RmLUD  
十. bind nTXM/  
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。 x4S0C[k  
先来分析一下一段例子 @{^6_n+gT%  
( |Xc_nC  
^Ea^t.c}_  
int foo( int x, int y) { return x - y;} !p e!Z-,  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Z= /bD*\g  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~f!iz~  
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。 VTJ,;p_UH  
我们来写个简单的。 c9xc@G!  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: `n`aA)|<  
对于函数对象类的版本: h*X u/aOg  
hQDZ%>  
template < typename Func > T! fF1cpF\  
struct functor_trait y@Ga9bI7  
  { /M8&`  
typedef typename Func::result_type result_type; E6y ?DXW H  
} ; &o*f*(C2  
对于无参数函数的版本: 095Z Z20  
n42XqR  
template < typename Ret > l?LP:;S  
struct functor_trait < Ret ( * )() > M%Dv-D{  
  { j; )-K 3Ia  
typedef Ret result_type; V9i[ dF  
} ; LTc= D  
对于单参数函数的版本: ZQPv@6+oY  
Z3]ut #`  
template < typename Ret, typename V1 > Oe*+pReSD  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > aI0}E O  
  { ~%o?J"y  
typedef Ret result_type; G_UxR9Qo  
} ; $x %VUms  
对于双参数函数的版本: #4<Rs|K  
92HxZ*t7km  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > cfEi]  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <rs"$JJV  
  { /_G^d1T1?L  
typedef Ret result_type; zS##YR  
} ; 0au\X$)Q  
等等。。。 QjlwT2o'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy j3`"9bY  
'YcoF;&[C  
template < typename Func > iB,Nqs3 i*  
struct func_return Kqt,sJ  
  { ` E2@GX+,  
template < typename T > ch%-Cg~%  
  struct result_1 9"YOj_z  
  { mnM!^[|z  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,!RbFME&H  
} ; T]%:+_,  
k*8 ld-O  
template < typename T1, typename T2 > 8[|RsM   
  struct result_2 >dW~o_u'QN  
  { 7EKQE>xj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 7]~65@%R-&  
} ; p/a)vN+*x'  
} ; XY;cz  
9aE!! (E  
"c6(=FFq  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 b'N(eka  
, LP |M:  
template < typename Func, typename aPicker > CR-6}T   
class binder_1 )PU?`yLTr  
  { OI9V'W$  
Func fn; uV:;q>XM'%  
aPicker pk; F~cvob{  
public : DJv;ed%x  
cj:!uhZp7  
template < typename T > Q_bF^4gt  
  struct result_1 eJB !|  
  { =?} t7}#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; d5zF9;[  
} ; S1<mO-  
s.E}xv  
template < typename T1, typename T2 > Zjz< Q-  
  struct result_2 .cTK\  
  { g9fS|T  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \@6nRs8b|N  
} ; G &'eP  
H*DWDJxmV  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} mr+J#  
2l)J,z  
template < typename T > ?qeBgkL(B^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const KKR@u(+"a  
  { *RQkL'tRf  
  return fn(pk(t)); :wJ=t/ho  
} "#4p#dM0e  
template < typename T1, typename T2 > "x. |'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1sL#XB$@N  
  { D:9/;9V  
  return fn(pk(t1, t2)); `.f {V  
} S~QL x  
} ; } PD]e*z{Z  
EK^B=)q6:W  
pSQ)DqW  
一目了然不是么? a1;P2ikuK  
最后实现bind -_bHLoI  
"T/ vE  
-9XB.)\#  
template < typename Func, typename aPicker > ({#9gTP2b  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) x.rOP_rs  
  { oT7=  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;\@co5.=  
} 3:Aw.-,i\  
=&QC&CqEi  
2个以上参数的bind可以同理实现。  rO]7 g  
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。 ew(CfW2  
4Gl0h'!(  
十一. phoenix En:.U9?X  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: re9*q   
cqzd9L6=  
for_each(v.begin(), v.end(), MS~c  $  
( 2s{PE  
do_ E|ce[|2  
[ " gB.  
  cout << _1 <<   " , " 9Foo8e  
] 74VN3m  
.while_( -- _1), *Mf;  
cout << var( " \n " ) W=v4dy]B  
) :DP%>H|  
); 6fvzTd},  
VvuwgJX  
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: 6iwIEb  
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 R u^v!l`!7  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Qp{gV Ys  
那么我们就照着这个思路来实现吧: |oq27*ix~m  
uJz<:/rwZ-  
s#,~Zb=  
template < typename Cond, typename Actor > F+A"-k_\T#  
class do_while }."3&u't  
  { {R[FwB^7wJ  
Cond cd; oQgd]| v  
Actor act; Bl5*sfjG  
public : K~"J<798{  
template < typename T > 0-H!\IB  
  struct result_1 kt8P\/~*i  
  { (are2!Oq  
  typedef int result_type; (lwrk(  
} ; QUL^]6$  
BIf E+L(  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} BZy&;P  
;SAurG$  
template < typename T > ,1'9l)zP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qms+s~oA  
  { I`"8}d@Jm  
  do Fj\}&H*+  
    { 7a_pO1MBL  
  act(t); _{CMWo"l  
  } 2Y_ `&  
  while (cd(t)); zx"'WM*  
  return   0 ; #:0dq D=  
} F&US-ce:M  
} ; Bw-<xwD  
=[%ge{,t  
s BP.P7u  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). '>[l1<d!G  
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。 %2Q:+6)  
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。 ~ZeF5  
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。 s(*L V2fa  
下面就是产生这个functor的类: 7%?2>t3~  
O+I\Q?   
USz |Rh  
template < typename Actor > {~.~ b+v  
class do_while_actor T^LpoN/T  
  { XMb]&VvH  
Actor act; @y%4BU&>0  
public : WP,Ll\K)7  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} P3|_R HIb  
i oX [g  
template < typename Cond > ;J|sH>i  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; &phers  
} ; #m_3l s}W$  
Jy&O4g/'5  
lSv?!2  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 WP)r5;Hv`  
最后,是那个do_ *Ag</g@ h  
C^ngdba\  
ZH8O%>!  
class do_while_invoker S a5+_TW  
  { lej-,HX  
public : r':wq   
template < typename Actor > d-e6hI4b  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const DG& ({vy  
  { :1h1+b@,  
  return do_while_actor < Actor > (act); *^j'G^n  
} b~;gj^  
} do_; L ]HtmI  
yuyI)ebC  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? VO#x+u]/  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 r{y&}gA  
最后来说说怎么处理break和continue USgZ%xk2  
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。 Rf*we+  
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 或 注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八