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
  • 4756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 +jtA&1cf  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 rR]-RX(  
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, ;W0]66&  
\OcMiuw  
H>?F8R_iq  
_S"f_W  
  class filler Y;,Hzmbs6w  
  { l)Zs-V!M^\  
public : NY@"&p'Q  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} {]^2R>0Q  
} ; `@|w>8bMz{  
?vu_k 'io  
>Rt9xP  
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: t^.'>RwW|  
)Pli})   
vBNZ<L\|a  
}~Q5Y3]#~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 5[4Z=RP  
_UkmYZ/  
) r9b:c\  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 /BpxKh2p  
~GG?GB  
Gy!P,a)z  
55-D\n<  
二. 战前分析 9cQ_mgch  
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。 G;TsMq  
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 $}R$t-  
F}U5d^!2  
Fc8E Y*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); JDv-O&]  
  /* --------------------------------------------- */ B,_`btJh  
vector < int *> vp( 10 ); ''S&e  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); -#?<05/C>  
/* --------------------------------------------- */ . uR M{Bs  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); m=TJDr-  
/* --------------------------------------------- */ cS|VJWgTZ  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  i-W  
  /* --------------------------------------------- */ Fk1.iRVzi  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); |;u}sX1t9  
/* --------------------------------------------- */ s-k_d<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $%PVJs  
D|_V<'  
:.iyR  
S &JJIFftO  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3bs4mCq  
1._1, _2是什么? gLQ #4H  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ^7aN2o3{  
2._1 = 1是在做什么? wqD5d   
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 \iU]s\{).  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Y)XvlfJ,h?  
uLN[*D  
_8><| 3d  
三. 动工 )NT5yF,m  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: pm US F #u  
5]"SGP  
d TGA5c  
7zDiHac  
template < typename T > = .oHnMX2M  
class assignment *Oo &}oAj  
  { ?_q+&)4-o  
T value; (][LQ6Pc  
public : d~*TIN8Ke~  
assignment( const T & v) : value(v) {} {8@\Ij  
template < typename T2 > tNnyue{p  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } !e3YnlE  
} ; Q_zr\RM>  
x*}bo))hb  
4;KWG}~[o  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0JY WrPR  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment [VSU"AJY  
u3ZCT" !  
DQJG,?e{  
&mE?y%  
  class holder ](K0Fwo`;"  
  { &~-~5B|3"  
public : Q$ZHv_VLx  
template < typename T > V 0{tap}  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const w([$@1]  
  { sR=/%pVN  
  return assignment < T > (t);  k0H#:c}  
} )1F<6R  
} ; 'C?NJ~MN  
Qw)9r{f  
bJ3(ckhq  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: #c Kqnk  
R,Oe$J<  
  static holder _1; {6 .o=EyM{  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \cuS>G  
x<B'.3y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); *'ZN:5%H  
而不用手动写一个函数对象。 x5Zrz<Y$w  
hu5!ev2  
A^Cj1:,  
ohQAA h  
四. 问题分析 ]hTb@.  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 l@~LV}BI  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 3HiFISA*  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 .mxTfP=9  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 xiM&$<LpR  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 G&9#*<F$c  
I&]G   
五. 问题1:一致性 X-JV'KE}^z  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| w1|Hy2D`0  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 %_gho  
|M5-5)  
struct holder  Mm= Mz  
  { )\ 0F7Z  
  // H{fM%*w  
  template < typename T > 6)*xU|fU  
T &   operator ()( const T & r) const 8_we: 9A  
  { (P@Y36j>N  
  return (T & )r; I cF@F>>  
} 85]SC$  
} ; ;IZ?19Q  
g]$ 4~"|.  
这样的话assignment也必须相应改动: < {ru|-9  
>+9JD%]x]  
template < typename Left, typename Right > d"T Ht}  
class assignment ;")A{tX2  
  { `l]j#qshTm  
Left l; ~&VN_;j_  
Right r; v}uJtBG(  
public : F $yO  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} IazkdJX~  
template < typename T2 > CjL<RJR=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } BzbDZV  
} ; ,M6ZZ* ,e  
KCR N}`^  
同时,holder的operator=也需要改动: <$E6oZ  
<94G  
template < typename T > *\XH+/]+  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const RtV.d \  
  { FY#!N L  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); .y4&rF$n  
} ?nFO:N<  
e~\QE0Oe:  
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。 zlf} .  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Hi,t@!!  
$H2GbZ-I  
return l(rhs) = r; h)x_zZ%>o  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 }ot"Sx\.  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: d@kc[WLD^  
wNQqfq Z  
template < typename Tp > G=d(*+& B  
class constant_t 5nLDj:C~  
  { 6Wf^0ok  
  const Tp t; zV.pol  
public : UTk r.T+2X  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} :jem~6i  
template < typename T > 4A.Q21s  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const (GU9p>2  
  { lAASV{s{  
  return t; 4tc:.  
} )ly ^Ox  
} ; <Gb %uny  
'Z8aPHD  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 B5=($?5^6%  
下面就可以修改holder的operator=了 TMj4w,g4  
fEnQE EU~P  
template < typename T > lF4u{B9DM  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const  i g71/'D  
  { |!*Xl) ]  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ^PqF<d6  
} vK$^y^  
2V gP  
同时也要修改assignment的operator() 8 %Sb+w07  
Y& {|Sw7?  
template < typename T2 > #Ob]]!y  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } T{Zwm!s  
现在代码看起来就很一致了。 vv5i? F  
=!.m GW-Q}  
六. 问题2:链式操作 : d' 5O8  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 6Z! y  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 'ZHdV,dd  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ; st\I  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 T[uDZYx  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct O.+9,4A(  
"^rNr_  
template < typename T > wyY*:{lZ  
struct result_1 !~ rt:Z  
  { 4u1KF:g  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ?9KGnOVu  
} ; *e4TSqC|  
t&RruwN_;  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: O!F]^'!  
*"9<TSU%m  
template < typename T > E_:QSy5G  
struct   ref ]T<^{jG  
  { Dn;p4T@  
typedef T & reference; hu@7?f_"L/  
} ; 9f+RAN(  
template < typename T > AFm1t2,+;  
struct   ref < T &> Y 62r  
  { AXW!]=?X  
typedef T & reference; nWgv~{,x  
} ; 7TWNB{ K_  
P]6}\ ]~  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: o$J6 ~dn  
([k7hUP  
template < typename T > 3LK%1+)4  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const $kz!zjC'  
  { Fb_S&!  
  return l(t) = r(t); (JZ".En#X  
} Zhi})d3l  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 o /p-!  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 F[E? A95W  
%$mjJw<|&  
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 {NQo S"  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 49h0^;xlo:  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ef]B9J~h  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 AU{:;%.g  
最后的布局是: '"xiS$b(  
                Add 8;zDg$ (  
              /   \ SG'JE}jzO  
            Divide   5 aG27%(@  
            /   \ wK*PD&nN  
          _1     3 ]0 ~qi@  
似乎一切都解决了?不。 bBE+jqi 2  
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。 Y1\K;;X  
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。 {B{i(6C(  
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: :pZ}*?\  
`gguip-C  
template < typename Right > Spj9H?m  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const kQIw/@WC  
Right & rt) const IN!02`H  
  { =*MR(b>  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vr IV%l=  
} Rlw3!]5+2  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Z^_>A)<s<  
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。 Ft-6m%  
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。 ElR)Gd_8  
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。 km 5E)_]  
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。 ]+%=@mWYs  
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? 77aX-e*=E  
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: +{-]P\oc  
6 =>G#  
template < class Action > T33|';k  
class picker : public Action u''BP.Y S  
  { ==9ZFdf  
public : !,bPe5?Ql  
picker( const Action & act) : Action(act) {} &]NZvqdj.]  
  // all the operator overloaded 36A;!1  
} ; EXbTCT}`x  
z`#_F}v,m/  
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。 5~}!@yzc  
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: nNR:cG fG  
3M N  
template < typename Right > 8hB.fau  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 80&D""  
  { "$)yB  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); lB:l)!]||=  
} Y5%;p33uFG  
p_6P`Yx^e  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > A*0*sZ0  
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。 p24.bLr  
e'~ Q@_D  
template < typename T >   struct picker_maker pxplWP,  
  { =K'L|QKF  
typedef picker < constant_t < T >   > result; s[V `e2O  
} ; l,y^HTc}7/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > x0G>ktWq<  
  { JlIS0hnv  
typedef picker < T > result; vttrKVA  
} ; _rjBc ;a  
%b<%w    
下面总的结构就有了: Zi1YZxF`Y  
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。 AbY;H  
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。 a4by^   
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 SIv[9G6  
至此链式操作完美实现。 JQT4N[rEE  
1t2cY;vJ  
:,YLx9i>  
七. 问题3 %ck`0JZAP  
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。 wAz,vq=x  
k?-S`o%Q  
template < typename T1, typename T2 > ?>?ZAr  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _85E=  
  { 3yMt1 fy  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 2np-Fc{S  
} RKk"  
&kx\W)  
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:  N|N/)  
.v l="<  
template < typename T1, typename T2 > p JX, n  
struct result_2 Sf/W9Jw  
  { rC rr"O#j  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Ar5JP_M`E  
} ; *a4 b  
:SeLkQC  
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? Y_lCcu#OA  
这个差事就留给了holder自己。 Wa/geQE1<  
    mxhW|}_-j  
0 r3N^_}  
template < int Order > jl@K!=q  
class holder; /Mx CvEE  
template <> h@Dw'w  
class holder < 1 > W_D%|Ub2X  
  { V*uEJ6T  
public : ee\Gl?VN  
template < typename T > _w%s(dzk  
  struct result_1 B>aEH b  
  { !vrnoFVu  
  typedef T & result; dw99FA6  
} ; !Iko0#4i  
template < typename T1, typename T2 >  p1?J  
  struct result_2 + 1f{_v  
  { f>4+,@G   
  typedef T1 & result; _<Vg[ -:1  
} ; b)y<.pS\  
template < typename T > 5W5pRd>Q  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )SD_}BY%k  
  { |nfH-JytV  
  return (T & )r; Nc:U4  
} 04[)qPPS  
template < typename T1, typename T2 > dcR6KG8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const G`WzJS*}v  
  { #nDL  
  return (T1 & )r1; yEnKUo[  
} 2}@*Ki7  
} ; KK .cDAR  
WMA*.$Zi  
template <> `|NevpXY1  
class holder < 2 > "mG!L$  
  { z22N7W=7  
public : X)Ocn`|  
template < typename T > ~Gwas0e Na  
  struct result_1 :.C)7( 8S  
  { s'2y%E#  
  typedef T & result; -MsuBf  
} ; @US '{hO1p  
template < typename T1, typename T2 > ~.!?5(AH8z  
  struct result_2 /$<JCNGv  
  { +Hi{ /{k0N  
  typedef T2 & result; uk1v7# p  
} ; " gwm23Rpj  
template < typename T > 0sY#MHPT&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const P[6dTZ!\s  
  { #C'o'%!(  
  return (T & )r; Q0_M-^~WT  
} ^M"HSewo  
template < typename T1, typename T2 > b^;N>zx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }v,W-gA  
  { yqC+P  
  return (T2 & )r2; WMRYT"J?N]  
} 8UlB~fVg  
} ; .Wd.) ^?  
E)RI!0Ra  
:v''"+\  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 ,!8*g[^O  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 4bFv"b  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: EPR(i#xU  
Qdh"X^^  
return l(i, j) = r(i, j); GF9ZL  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) moZ)|y  
|ORmS& 7  
  return ( int & )i; v] W1F,u  
  return ( int & )j; ~x9 W{B]  
最后执行i = j; 01UqDdoj  
可见,参数被正确的选择了。 oR4fK td  
iRkOH]+K  
0<6rU  
(4E.Li<O  
2OA8 R}  
八. 中期总结 ^ON-#  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: (0O`A~M3  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 R4[. n@  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 MM/BJ  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor /5a$@%  
U+I3P  
&8IWDx.7}  
K[`4vsE  
-zkW\O[  
4UkP:Vz:  
九. 简化 ?Aj\1y4L1  
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。 ]J GKL5~p  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 IiYuUN1D  
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: j&o/X7I=  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 =<Zwv\U  
  +-*/&|^等 >MBn2(\B;  
2. 返回引用。 uKaf{=*  
  =,各种复合赋值等 4Xa.r6T_N=  
3. 返回固定类型。 @#G6z`,  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) '33Yl+h  
4. 原样返回。  oaH+c9v  
  operator, !W(/Y9g#  
5. 返回解引用的类型。 "E4i >g  
  operator*(单目) \emT:Frb  
6. 返回地址。 ;D %5 nnr  
  operator&(单目) [)T$91 6I  
7. 下表访问返回类型。 7 UB8N vo  
  operator[] i2`.#YJ&v  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 R.^Bxi-UG:  
  operator<<和operator>> P\Pc/[ Z7  
~2;&pZ$  
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。 ,.1&Ff)S  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: S5YDS|K  
A`+(VzZgJ  
template < typename Left > 7%~VOB  
struct value_return B h.6:9{  
  { WVBE>TB  
template < typename T > b{9HooQ{  
  struct result_1 $j$\ccG  
  { vQ9 xG))  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #8WR{  
} ; >TH-Q[  
c +"O\j'  
template < typename T1, typename T2 > {VrAh*#h  
  struct result_2 .q~,.yI&j  
  { #b<lt'gC  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; T-<>)N5y  
} ; uv_P{%TK  
} ; s%0[DO3NV  
g,{Ei]$>I  
: .UX[!^  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait k;AV;KWI'  
U)T/.L{0i  
下面我们来剥离functor中的operator() JXRmu~W~l  
首先operator里面的代码全是下面的形式: :IOn`mRYu  
o i,g  
return l(t) op r(t) & Q|f*T  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 0t/z "  
return op l(t) e!L sc3@  
return op l(t1, t2) )PLc+J.I  
return l(t) op l[x`*+ON:2  
return l(t1, t2) op 1^Y:XJ73  
return l(t)[r(t)] 7J)Hwl  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %\s#e  
tjc5>T[Es8  
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: 0B!mEg  
单目: return f(l(t), r(t)); d}^ :E  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); e[|p0 ,Q  
双目: return f(l(t)); qH}62DP3  
return f(l(t1, t2)); oM? C62g\  
下面就是f的实现,以operator/为例 $`+~QR!h  
F".IB^} $  
struct meta_divide joSr,'x  
  { 1)c=15^  
template < typename T1, typename T2 > Vq;{+j(  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) JUUF^/J  
  { Qnu&GBM  
  return t1 / t2; c]:J/'vc  
} "S:NU .c?  
} ; LTlC}3c28f  
RQ$o'U9A  
这个工作可以让宏来做: -`ys pE0?  
d}6AHS[  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ rym\5 `)  
template < typename T1, typename T2 > \ L_CEY  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 3YZ3fhpw  
以后可以直接用 NVM2\fs  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) @'G ( k;  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 (B?xq1Q  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) &VBD2_T  
`HZHVV$~  
hdNZ":1s  
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 pC?1gc1G  
2L{:H  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > C#u)$Ds  
class unary_op : public Rettype p~{%f#V  
  { 2 3XAkpzp$  
    Left l; ;*$8iwBQ_  
public : ef1N#z%gt  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} GE|^ryh  
<@;xV_`X+  
template < typename T > d .lu  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ZkV vL4yIK  
      { -uY:2  
      return FuncType::execute(l(t)); sn T4X  
    } ]ge^J3az$u  
:_[cT,3  
    template < typename T1, typename T2 > '| Q*~Lh  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5a/ A_..+I  
      { AFF>r#e  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); }5c'ui!3H  
    } eVNBhR}HS  
} ; 8 ~L.6c5U  
=dw*B  
nr9#3 Lb  
同样还可以申明一个binary_op B0?@k  
gT\y&   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _xZb;PbFE  
class binary_op : public Rettype 0kr& c;~  
  { -*{(#k$  
    Left l; w<^2h}5  
Right r; @'| 6lG  
public : E/Gs',Y  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} n<(5B|~y  
Kd|l\k!  
template < typename T > !gH.st  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const wQ/@+$>  
      { /)OO)B-r  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); mDt",#g  
    } { 'mY>s 7  
)-Sl/ G  
    template < typename T1, typename T2 > vkauX :M  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 7-0twq   
      { !/ q&0a  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Q9'V&jm  
    } l\l]9Z6%  
} ; L08;z  
5~rY=0t  
d4=u`2w  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 .Y Frb+6  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ofhZ@3  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `0gK;D8t  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 WOTu" Yj  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! w5JC2   
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。  C(Gb  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 l4.@YYzbp.  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 0JWD] "  
下面是修改过的unary_op YyBq+6nq5  
x?& xz;  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > i{RS/,h4  
class unary_op T{J`t*Ym  
  { )RKhEm%Vr2  
Left l; 2o7C2)YT$  
  U=?"j-wN  
public : $">NW& i(  
g,]5&C T3v  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -VT?/=Y s  
zpQ/E  
template < typename T > fi@+swfc  
  struct result_1 *:\9 T#h  
  { -`1L[-<d=/  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; BGYm]b\j[  
} ; K`83C`w.  
xB]v  
template < typename T1, typename T2 > ?d`+vHK]>  
  struct result_2 Vt2=rD4oJk  
  { lcJumV=%>  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +OP:"Q_#  
} ; ,]N%(>ot  
ee?M o`  
template < typename T1, typename T2 > P VW9iT+c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hl~F1"q )  
  { HbVV]y  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); o8pe07n(W  
} Qvg"5_26v  
[5d][1=  
template < typename T > 2Ab#uPBn  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Qy,qQA/   
  { ?{Z0g+B1  
  return OpClass::execute(lt(t)); I%WK*AORM  
} l\y*wr`  
H ?:#Ui(p  
} ; 8WQ%rN={8  
SJr:  
90v18k  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug O lIH0  
好啦,现在才真正完美了。 cf3c+.o  
现在在picker里面就可以这么添加了: ;|%JvptwW%  
(:muxby%  
template < typename Right > tB?S0;yXjd  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const :QSW^x  
  {  -KiS6$-  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); uk/+ i`=  
} +Y[+2=lO  
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。 0'}?3/u-  
E%:zE Q  
NX",e=  
!\ukb  
6-YR'ikU  
十. bind Wm&f+{LO+K  
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。 +# >%bq x  
先来分析一下一段例子 AWNd(B2o  
. +?lID  
;MI<J>s  
int foo( int x, int y) { return x - y;} X'4 Yofs  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 b(Xg6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 3?(p;  
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。 !AHm+C_=Lg  
我们来写个简单的。 _q$ fw&  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: jU~%5R  
对于函数对象类的版本: KYW1<Wcp  
Q~{@3<yEI  
template < typename Func > F'*&-l  
struct functor_trait DNe^_v)]|  
  { E e&$9 )t  
typedef typename Func::result_type result_type; O waXG/z~  
} ; %%[TM(z  
对于无参数函数的版本: o$ k$  
wQ^a2$Z  
template < typename Ret > .).<L`q  
struct functor_trait < Ret ( * )() > zghm2{:`?g  
  { qm8RRDG  
typedef Ret result_type; d2C:3-4  
} ; d(Ou\7  
对于单参数函数的版本: NR@Tj]`k  
uHCgIR l>  
template < typename Ret, typename V1 > `s$@6r$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > S8,06/#  
  { ISmnZ@  
typedef Ret result_type; <,C})H?  
} ; (?[cDw/{J:  
对于双参数函数的版本: '3->G/Pu  
N~d]}J8}gx  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > P|U>(9;P,  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > U?{j  
  { O=/Tx2i;  
typedef Ret result_type; )Cl&"bX  
} ; Vba}RF[b  
等等。。。 rl=_ "sd=  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @~ L.m}GF  
Y."[k&P-  
template < typename Func > ja2]VbB  
struct func_return  &i!]  
  { )f rtvN7  
template < typename T > A9gl|II  
  struct result_1 iz(+(M  
  { 1<"kN^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; f7s.\  
} ; Dn?L   
jGCW^#GE  
template < typename T1, typename T2 > cD6o8v4] ]  
  struct result_2 =3p h:t  
  { bJD"&h5  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; HvTQycG  
} ; d6VKUAk'7>  
} ; |T%/d#b~  
|&Q=9H*e  
5sE}B8 mF  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 vrGNiGIi[  
K3^2R-3:8  
template < typename Func, typename aPicker > CmZ?uo+Y  
class binder_1 s>X;m.<  
  { ngjbE+  
Func fn; m.*+0NG  
aPicker pk; M ~IiJ9{  
public : .y!Hw{cq  
uJ$,e5q  
template < typename T > z4goa2@Z  
  struct result_1 G`z48  
  { Su7?-vY  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ;`+,gVrp  
} ; 'Bx7b(xqk  
{TNAK%'v  
template < typename T1, typename T2 > "=;&{N~8U  
  struct result_2 A UK7a  
  { Mi/_hzZ\  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )C@,mgh  
} ; Nvi14,q/  
4 C:YEX~  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Yq_zlxd%F  
~gc)Ww0(Q  
template < typename T > h(sD]N  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const itU01  
  { l O^h)hrR  
  return fn(pk(t)); V4H+m,R  
} @b zrJ 7$  
template < typename T1, typename T2 > :FSkXe2yy0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `dK\VK^  
  { '9)@U+yfQ  
  return fn(pk(t1, t2)); 3kMiC$  
} LtQy(F%8/  
} ; u+9Mc u"  
|]Xw1.S.L  
d~8Q)"6 [  
一目了然不是么? [I9d  
最后实现bind }bVyvH  
K02./ut-  
2gGJ:,RC$  
template < typename Func, typename aPicker > uP$K{ )  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ]V_9[=%  
  { SXL6)pX  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); pV!(#45~W  
} 8yo9$~u;  
'e)t+  
2个以上参数的bind可以同理实现。 m3D'7*U  
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。  0c{N)  
Km?i{TW  
十一. phoenix #/:[ho{JQ  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Rl~Tw9  
 xOT3>$  
for_each(v.begin(), v.end(), ,y.0 Cb0  
( JnZxP> 2B  
do_ G\ofg  
[ sDiYm}W  
  cout << _1 <<   " , " .UcS4JU  
] !>tXib]:  
.while_( -- _1), .^uu* S_  
cout << var( " \n " ) (<CLftQKg  
) ~(8A&!#,!  
); ?aCR>AY5X  
(GV6%l#I  
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: !EFd- fk  
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 ;kbz(:wA  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 "hvw2lyp3  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ZFzOW  
S:d` z'  
/vMpSN|3  
template < typename Cond, typename Actor > b?$3jOtW  
class do_while P'K')]D=!  
  { 4q[r KNl  
Cond cd; V= _8G3  
Actor act; efh wbn  
public : $Z j.  
template < typename T > EPI*~=Z.U  
  struct result_1 MS b{ve_  
  { LF0~H}S;6B  
  typedef int result_type; vV|egmw01  
} ; T:ck/:ZH  
5HU>o|.  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 2{& " 3dq  
$=bN=hE  
template < typename T > pUmB h  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yE7pCgXt  
  { Np<Aak  
  do l|K8+5L  
    { |J\/U,nh  
  act(t); B}(YD;7vJ  
  } !xvPG  
  while (cd(t)); >Cf`F{X' U  
  return   0 ; zQ [mO  
} GA|q[<U  
} ; SbZk{lWcq  
SXT/9FteZ  
SlZu-4J.-  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). =$'Zmb [D  
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。 /b*@dy  
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。 kC+A7k6  
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。 X;1q1X)K  
下面就是产生这个functor的类: ;2iZX=P`n  
$5A XE;~{  
vfjIpg%i  
template < typename Actor > L?P8/]DGp  
class do_while_actor Zy#r<j]T  
  { MMf6QxYf  
Actor act; z TK  
public : <.<Nw6  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} >GcFk&x  
\yy!?UlaI  
template < typename Cond > 1w5nBVC*$V  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Ip4~qGJ  
} ; LP\ Qwj{  
T/3UF  
U*b SM8)L*  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 HDaec`j  
最后,是那个do_ ]oY~8HW  
k\[2o  
56 )B/0=  
class do_while_invoker iZ:-V8{  
  { <7zpHSFBq  
public : V_~wWuZ-  
template < typename Actor > r*g _  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;)kBJ @  
  { 9\xw}ph  
  return do_while_actor < Actor > (act); yG_#>3sD+%  
} s:_5p`w>  
} do_; J7xZo=@k  
x:2_FoQ  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? BgRiJFa.d[  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ''6"Xi|5  
最后来说说怎么处理break和continue 6!'yU=Z`  
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。 A +p}oY '  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八