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
  • 4514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 ZsGJ[  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 %/RT}CBBsW  
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, }L>0}H  
Q1x=@lXR  
wLo<gA6;  
IC-W[~  
  class filler BuS[(  
  { kM3#[#6$!  
public : Jv~^hN2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} s_U--y.2r(  
} ; %\!@$]3q  
{Vf].l:kn  
xxpzz(S ]A  
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: I1JF2" {c  
A9LVS&52  
mh#_lbe'  
7M$cIWe$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 'Ge8l%p  
SI7r `'7A'  
JY$;m3h  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 yRt7&,}zL  
H)5"<=]  
?F|F~A8dr  
C%"aj^u  
二. 战前分析 Om2w+yU  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 Y\E7nll:.  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ~FnY'F<35  
;V84Dy#b  
 `dIwBfg_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); aO* v"^oF  
  /* --------------------------------------------- */ tQ`|MO&o  
vector < int *> vp( 10 ); H1$n6J  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <,Jx3y q  
/* --------------------------------------------- */ 24 RD  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 5]2 p>%G  
/* --------------------------------------------- */ Dc0CQGx9b  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); eU\_m5xl"  
  /* --------------------------------------------- */ &PFK0tY  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); TmJXkR.5  
/* --------------------------------------------- */ fj[Kbo 7!h  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); M} Mgz  
ZN!<!"~  
{}BAQ9|q  
S4 s#EDs  
看了之后,我们可以思考一些问题: </_.+c [  
1._1, _2是什么? 0Q[;{}W}  
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。 2 e&M/{  
2._1 = 1是在做什么? "1rT> ASWI  
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。 mnU8i=v0 A  
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。 p+${_w>pl{  
'>t'U?7w<  
5`q#~fJ2  
三. 动工 9yj'->dL  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: XjTu`?Na;  
NBA`@K~4  
MaZS|Zei[  
)oZ2,]us!  
template < typename T > iK8jX?  
class assignment Myh?=:1~(c  
  { f\H1$q\p\  
T value; -f"{%<Q  
public : /?*ut&hwv  
assignment( const T & v) : value(v) {} &a'LOq+r'  
template < typename T2 > Twk<<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } br*PB]dU  
} ; &5hs W1`  
Uv!VzkPfo  
rv2;)3/*  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 v(P <_}G  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment uS! V_]  
T5wVJgN>  
*O7PH1G  
@IOl0db  
  class holder i\=I` Yn+  
  { Op hD_^  
public : -:Bgp*S  
template < typename T > qpq(<  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A| y U'k  
  { \ !IEZ  
  return assignment < T > (t); 9G4os!x)  
} xp*d:  
} ; =)J<R;  
l/A!ofc#)  
fP llN8n  
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: qf{HGn_9~1  
wcGv#J],  
  static holder _1; n/YnISt  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #It!D5A  
lLI%J>b@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Jv!f6*&<  
而不用手动写一个函数对象。 gwFW+*h  
JY3!jtv  
n D}<zj$D2  
!wKiMgLS  
四. 问题分析 ;Pvnhy  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 18]Q4s8E  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 8tzL.P^  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 a>k9& w  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 yGH')TsjD  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 \8USFN~(Y  
Is9.A_0h  
五. 问题1:一致性 Y\F4  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| CiTWjE?|7  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 <eZrb6a'  
)M@^Z(W/a  
struct holder SBY0L.  
  { ^!x qOp!  
  // uxL3 8d]  
  template < typename T > 1yTw*vH F  
T &   operator ()( const T & r) const T#HF! GH]  
  { "tu*(>'~5  
  return (T & )r; W!1 B~NH#  
} k7M{+X6[  
} ; 7**zO3 H  
Y]i:$X]C?X  
这样的话assignment也必须相应改动: W9{y1,G9  
z2q!_ ~  
template < typename Left, typename Right > kH=qJ3Z  
class assignment <"av /`;  
  { @.pr}S/  
Left l; ?"@SxM~\  
Right r; {ea*dX872:  
public : Zt 1nH  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *Zn,v-d  
template < typename T2 > "@rHGxK  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } qJw\<7m  
} ; MPLeqk$;  
*=77|Dba  
同时,holder的operator=也需要改动: m;S%RB^~H  
JC}T*h>Ee  
template < typename T > 6mjD@  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const `0-i>>  
  { 5'_:>0}  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); kqGydGh*"  
} 0UQ DB5u  
m`jGBSlw_  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 #q8/=,3EG  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 _,w*Rv5=  
FPEab69  
return l(rhs) = r; o_r{cnu  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ^$<:~qq !  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Ld=6'C8ud  
Z 2lX^z  
template < typename Tp > ]Nue1xV_  
class constant_t i'}"5O+  
  { ?XVox*6K&  
  const Tp t; m3|l-[!OA"  
public : i(xL-&{  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 2(R{3E4.  
template < typename T > g^^^fKUp)  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const <iM}p^jX9  
  { T%**:@}+  
  return t; $=Tq<W*c  
} h{ eQ\iI  
} ; 8'u,}b)  
GD!!xt  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 +:u &]  
下面就可以修改holder的operator=了 t`1~5#?Du(  
oOGFg3X  
template < typename T > u3HaWf3  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Apkb!"}>  
  { ~-~iCIaTb  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); CC]q\%y-_  
} !@> :k3DC&  
,Uy~O(F t  
同时也要修改assignment的operator() Po.izE!C  
P+,YWp  
template < typename T2 > g5 y*-t  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ^;@!\Rc  
现在代码看起来就很一致了。 =E&1e;_xlE  
%}{.U  
六. 问题2:链式操作 U)1hC^[!   
现在让我们来看看如何处理链式操作。 =BzBM`-o  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 (dym*_J  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ^L'<%_# .  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 u#0EZ2 >#  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct j0S[JpoF  
S4{\5ulr7  
template < typename T > \G6V-W  
struct result_1 !KHbsOT?9  
  { M*F`s& vM  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ' &Nv|v\V  
} ; N Q }5'  
+sXnC\  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: DMT2~mh  
R I]x=  
template < typename T > Bc}e ??F  
struct   ref Sbj{)  
  {  FO qD  
typedef T & reference; x^ sTGd  
} ; lsVg'k/Z!  
template < typename T > q{7+N1 "  
struct   ref < T &> ] .c$(.  
  { qwo{34  
typedef T & reference; W}k)5<C4v  
} ; 1["IT.,f.  
g]._J  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: &l W~ot1,  
dVBr-+  
template < typename T > /-g%IeF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const lV?OYS|4i  
  {  "-G&]YMl  
  return l(t) = r(t); i.+#a2   
} >  !WFY  
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。 3 FLht L  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 2O`s'&.h  
> Cx;h=  
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 _Tf0L<A'R  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: q_:B=w+bC  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 9tB:1n}  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 'z Qp64]F  
最后的布局是: Y>K3.*.  
                Add q)]S:$?BT  
              /   \ @oFuX.  
            Divide   5 ] -G~  
            /   \ ~<=wTns!  
          _1     3 8uB6C0,6?  
似乎一切都解决了?不。 , ins/-3  
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。 h8HA^><Xr  
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。 M_\)<a(8  
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: Xyw;Nh!!d  
)(`,!s,8)  
template < typename Right > #:nds,   
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const TzsNhrU{  
Right & rt) const @34CaZ$k  
  { &P>a  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); SY+$8^  
} xx,|n  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 \05 n$.  
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。 T?8N$J  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 {c=H#- A  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 lLuAgds`  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 AO0aOX8_+D  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ,in"8aT}~  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: =bb)B(  
Fx@@.O6  
template < class Action > t8S,C4  
class picker : public Action S d]`)  
  { }U$p[Gi<  
public : M"z3F!-j  
picker( const Action & act) : Action(act) {} XNB4KjT  
  // all the operator overloaded Su[f"2oR  
} ; Y_M3-H=0  
x5!lnN,#  
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。  .KE2sodq  
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: c+]5[6  
+q)B4A'J!  
template < typename Right > EP]OJ$6I  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const l1}HJmom  
  { o%?~9rf]]  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); O`='8'6zW\  
}  c|~f[  
YN5p@b=FX  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > WJw %[_W  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 *Duxabo?  
\ dZD2e4  
template < typename T >   struct picker_maker #Pq.^ ^  
  { Z$ Mc{  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Tg#%5~IX  
} ; 9rQw~B<S  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ^+Stvj:N  
  { t+ O7dZt%r  
typedef picker < T > result; l|~SVk|  
} ; -hpMd/F  
>[TJ-%V>oR  
下面总的结构就有了: 6R%N jEW:  
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。 ~b SjZ1`  
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。 <}^l MBa  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 X5Ff2@."y|  
至此链式操作完美实现。 ^[-3qi  
N+0`Jm  
<!.Qn Y  
七. 问题3 )x&OdFX  
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。 &oqzQ+H  
Km,:7#aV  
template < typename T1, typename T2 > St~a/L q6  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `1)n2<B  
  { 7%Ii:5Bp  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); (%f2ZNen  
} uOnyU+fZV  
BJ7m3[lz  
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: &&{_T4  
[[9XqD]  
template < typename T1, typename T2 > ao.v]6a  
struct result_2 nXcOFU  
  { k6W  [//  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ys$X!Ep  
} ; F5;x>;r  
\l9S5%L9  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? CGN:=D<  
这个差事就留给了holder自己。 Dh{sVRA  
    <MoKTP-<  
@mrGG F  
template < int Order > t(?tPt4zp  
class holder; 9<S};I;  
template <> NHq*&xy  
class holder < 1 > 5qx$=6PT  
  { G/5]0]SO  
public : m;"dLUb  
template < typename T > {`CmE/`{  
  struct result_1 E0Jk=cq  
  { .f]2%utHB  
  typedef T & result; [ZkK)78}k  
} ; [X|KXlNfm  
template < typename T1, typename T2 > 4mJ[Wr\y  
  struct result_2 p(]o#$ 6[  
  { )rFcfS+/  
  typedef T1 & result; ;NeN2|I]  
} ; q2KWSh5  
template < typename T > $mp'/]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const pUXszPf  
  { b(.,Ex]  
  return (T & )r; vx8-~Oq{|;  
} .ITR3]$  
template < typename T1, typename T2 > U:o(%dk  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const L=."<,\  
  { dY%>C75O  
  return (T1 & )r1; >,. x'{  
} 2Sg,b8  
} ; .8.LW4-ff  
vD*9b.*  
template <> G.#sX  
class holder < 2 > \@i4im@%xU  
  { dF/HKBJ  
public : 4Sxt<7[f  
template < typename T > woCFkO;'O  
  struct result_1 ^`XTs!.  
  { |ydOi&  
  typedef T & result; X0QLT:J b  
} ; %;{R o)03  
template < typename T1, typename T2 > A#P]|i  
  struct result_2 17{$D ,P  
  { YjM_8@ <  
  typedef T2 & result; N N;'QiE  
} ; Lw!Q*3c  
template < typename T > zgh~P^Z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const K9(Su`zr  
  { Z#P:C":e  
  return (T & )r; -N]%) Hy  
} l /\n7:  
template < typename T1, typename T2 > M;Dk$B{;R  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const HQO z  
  { /Sag_[i  
  return (T2 & )r2; bAa+MB#A  
} ^E3i]Oem  
} ; Y]R;>E5o|  
3l8k O  
:>'4@{'   
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> >。 {a `#O9  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: j >wT-s  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: `K^j:fE7n  
8P#jC$<  
return l(i, j) = r(i, j); DNN60NX 5Q  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ?g21U97Q  
Y$SwQ;wl  
  return ( int & )i; K^'NG!  
  return ( int & )j; J_=42aHO  
最后执行i = j; M)1? $'Aq  
可见,参数被正确的选择了。 T8ftBIOi  
^5yFb=2  
Px<*n '~}  
zz 1e)W/  
7,0^|P  
八. 中期总结 M*ZR+pq,  
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: H +Dv-*i  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 B->3/dp2c'  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 )BI6nU  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor QN`K|,}H^  
1.p2{  
g \]2?vY.  
;MH((M/AN  
5[<" _  
#O3Y#2lI  
九. 简化 9eOP:/'}w  
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。 .W4P/P w'  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 -|s w\Q  
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: Wtl/xA_  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 7wKN  
  +-*/&|^等 Cq mtO?vne  
2. 返回引用。 'T G43^  
  =,各种复合赋值等 }G8gk"st  
3. 返回固定类型。 z4 GcS/3K  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) )UBU|uYR\  
4. 原样返回。 %eK=5Er jx  
  operator, Sg#$ B#g  
5. 返回解引用的类型。 x"/DCcZ  
  operator*(单目) &<??,R14  
6. 返回地址。 m/ D ~D~  
  operator&(单目) <%d/"XNg[D  
7. 下表访问返回类型。 T!![7Rs  
  operator[] c~1+5&  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0PfjD  
  operator<<和operator>> B49: R >  
6-"@j@l5<  
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。 Vr/UY79  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: (2 nSZRB  
EI+RF{IKh  
template < typename Left > "==fWf  
struct value_return =rL%P~0wq  
  { W4MU^``   
template < typename T > `<Ry_}V  
  struct result_1 EJAk'L+nuH  
  { S F:>dneB  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; il8n K  
} ; @4)NxdOE  
>* Ag0.Az  
template < typename T1, typename T2 > !U 6q;' )-  
  struct result_2 %5g(|Y]  
  { S10"yhn(-t  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =&%}p[ 3g  
} ; V47z;oMXct  
} ; TH[xSg  
AW{"9f4  
.wH`9aq;5@  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait <'y}y}%  
rdQKzJiX=U  
下面我们来剥离functor中的operator() 7+(on  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 0^lCZ,uq;  
38<Z=#S  
return l(t) op r(t) DxM$4  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) KM-d8^\:  
return op l(t) 1>~bzXY#  
return op l(t1, t2) 0H9UM*O  
return l(t) op #BLx +mLq  
return l(t1, t2) op pL [JGn  
return l(t)[r(t)] ,J*C'#sW  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] l & A8P  
nYFM^56>_  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: P/!W']OO  
单目: return f(l(t), r(t)); qV$\E=%fhM  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); M6nQ17\{  
双目: return f(l(t)); `[)!4Jb  
return f(l(t1, t2)); }Qu kn  
下面就是f的实现,以operator/为例 &':Ecmo~`  
$@Bd}35 J  
struct meta_divide -v@LJCK7I  
  { ]z77hcjB1  
template < typename T1, typename T2 > ,1K`w:uhS  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) " ""k}M2A  
  { !"d"3coQ?  
  return t1 / t2;  i)!2DXn  
} z=FOymv C  
} ; mb\"qD5  
Svicw`uX0  
这个工作可以让宏来做: -~_[2u^3  
73p7]Uo  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ WGwIc7  
template < typename T1, typename T2 > \ 1IPRI<1U  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; '< .gKo  
以后可以直接用 <9dfbI)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) YB}m1 g`  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 4{lrtNd~K  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) +RBX2$kB  
le|Rhs%Z%  
goqm6L^Cu  
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 C~-.zQ$  
?/}N  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > X,A]<$ACu%  
class unary_op : public Rettype ]x(cX&S-9  
  { /lS5B6NU  
    Left l; }'p"q )  
public : }?)U`zF)7}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} p]eVby"  
@|PUet_pb  
template < typename T > T -p~8=I  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OLZs}N+;]  
      { "wR1=&gk  
      return FuncType::execute(l(t)); =5;tB  
    } =E w<s5C@  
<MyT ;  
    template < typename T1, typename T2 > at+Nd K  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \0veld  
      { ]!X[[w)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Sby(?yg  
    } dKQu  
} ; AM0CIRX$  
v[<x>?i D_  
w9w=2 *  
同样还可以申明一个binary_op Sq SiuO.D  
` 7P%muY.  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  X`20=x  
class binary_op : public Rettype >{)\GK0i 7  
  { o1Krp '*  
    Left l; z2lT4SAv+  
Right r; Ea)=K'Pz  
public : 7J ;\&q'  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /|p\l"  
5gSe=|we*p  
template < typename T > YU`}T<;bg  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `\r <3?  
      { qjsEyro$-  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); " ?Ux\)*  
    } -asjBSo*D  
skYHPwJdW  
    template < typename T1, typename T2 > VGf&'nL@,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const VXnWY8\  
      { !CdF,pd/)m  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7~~suQ{F4  
    } t$&'mJ_-w  
} ; zZW5M^z8  
0g2rajS  
\UP=pT@  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 2fgYcQ8`  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 vaLP_V  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) vScEQS$>  
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。 n/{ pQ&B  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! V aoqI  
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。。。 l{gR6U{e  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Kk,u{EA  
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) R=3|(R+kA  
下面是修改过的unary_op CXBFR>"  
_<GXR ?  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > {"2Hv;x  
class unary_op Mh2Zj  
  { TBIr^n>Z<k  
Left l; `-.6;T}2U  
  D_?dy4\  
public : 82 dmlPwJC  
:NL[NbQYt  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} #uV J  
;9Qxq]  
template < typename T > |l-O e  
  struct result_1 RBfzti6  
  { -Q/wW4dE=  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; wRZFBf~ :  
} ; 3 Q~0b+k  
lcM  
template < typename T1, typename T2 > DL#y_;#3_  
  struct result_2 P:WxhO/  
  { 9^8_^F  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; C[';B)a  
} ; ,vo]WIQ\:  
bk1.H@8  
template < typename T1, typename T2 > yFn~rv|&G  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ILx4 [m7  
  { )%b 5uZ  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Vry*=X &Q  
} 2r!- zEV  
qnb/zr)p  
template < typename T > hE E1i  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Cd ]g+R}j  
  { f1S% p  
  return OpClass::execute(lt(t)); 1>/ iYf  
} Qp7F3,/#  
YCVT0d  
} ; <(_Tanx9Q  
K"[\)&WBG  
+tlBOl $  
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 Ljiw9*ZI  
好啦,现在才真正完美了。 OnU-FX<  
现在在picker里面就可以这么添加了: da~_(giD*  
G^cMY$?99  
template < typename Right > /;T tMQt  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const cNikLd~?A  
  { &grvlK  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); E,dUO;  
} `EfFyhG$  
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。 vL;>A]oM2  
VT-%o7%N  
Dc* H:x;  
b@Dt]6_ UL  
cml~Oepf  
十. bind k'*vG6!  
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。 ri-D#F)}  
先来分析一下一段例子 I5Ty@J#  
pN_%>v"o  
Pe-rwM  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 8_ascvs5  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 j/q&qrlL  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~W={"n?=  
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。 `DE_<l  
我们来写个简单的。 7SN61)[m  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: acar-11_o/  
对于函数对象类的版本: L0I |V[  
<CJy3<$u  
template < typename Func > "',;pGg|K  
struct functor_trait 7KGb2V<t  
  { $-|$4lrS  
typedef typename Func::result_type result_type; {2QP6XsJ  
} ; [$ uKI,l  
对于无参数函数的版本: k7{|\w%  
k ]T  
template < typename Ret > e2BC2K0  
struct functor_trait < Ret ( * )() > f`*VNB`  
  { WgG$ r  
typedef Ret result_type; )#1!%aQ  
} ; 2#00<t\  
对于单参数函数的版本: 4"3.7.<Q`  
@nMVs6  
template < typename Ret, typename V1 > 2s> BNWTU  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > #qUGc`  
  { uix/O*^  
typedef Ret result_type; kma>'P`G  
} ; ,L.V>Ae  
对于双参数函数的版本: _"OE}$C  
'/OQ[f=K  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > N,3 )`Vm  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > h@2YQgw`  
  { ,q K'!  
typedef Ret result_type; <"hq}B  
} ; ip+?k<]z  
等等。。。 e"d-$$'e  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy NiSybyR$  
_x`oab0@  
template < typename Func > r`\6+Ntb.  
struct func_return d)WGI RUx  
  { 3/{,}F$  
template < typename T > j5:/Gl8  
  struct result_1 4=nh' U38  
  { >ufLRGL>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; V[;^{,;  
} ; u|+Dqe`  
:|HCUZ*H(T  
template < typename T1, typename T2 > ==Ah& ){4^  
  struct result_2 t" $#KP<  
  { ysH'X95  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; B9: i.rQ  
} ; 0woLB#v9  
} ; uj~(r=%  
~]Weyb[ N  
["H2H rI2  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 cK1 Fv6V#  
adn2&7H  
template < typename Func, typename aPicker > `'E(L&  
class binder_1 u.@B-Pf[Eo  
  { x+bC\,q  
Func fn; 0 K(&EpVE  
aPicker pk; MP|$+yuR~  
public : s?Z{LWZ@  
p_B5fm7#6W  
template < typename T > `]I p`_{  
  struct result_1 r>lo@e0G  
  { c$8M}q:X  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4*&2D-8<K  
} ; Tg@:mw5  
xyrlR;Sk  
template < typename T1, typename T2 > SUb:0GUa  
  struct result_2 ,Ma%"cWVC  
  { NtG^t}V  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `D?  &)Y  
} ; 0i>>CvAl}  
<xlyk/  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} @M*oq2U;  
$}JWJ\-]  
template < typename T > +F92_a4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =eQ'^3a  
  { HE:]zH  
  return fn(pk(t)); (&1 56 5  
} 6(/*E=bOKV  
template < typename T1, typename T2 > K*P:FCz  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 97pfMk1_  
  { QT4&Ix,4T1  
  return fn(pk(t1, t2)); sdBB(  
} 8^pu C  
} ; 2f5YkmGc";  
f&I5bPS7}  
}BWT21'-Y  
一目了然不是么? F):1@.S  
最后实现bind ODxCD%L  
eyuQ}R  
7 &iav2q  
template < typename Func, typename aPicker > J|u_45<  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) K2gF;(  
  { Q"QZ^!zRl  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 98*C/=^TH{  
} 6lm<>#_  
moCR64n  
2个以上参数的bind可以同理实现。 I`nC\%g  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 >W6?!ue_  
r8>Qs RnU%  
十一. phoenix ub]s>aqy   
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: v$Xoxp  
p^s:s-"f\  
for_each(v.begin(), v.end(), ZKJhmk  
( u =lsH  
do_ YJ}9VY<}1K  
[ t8ORfO+  
  cout << _1 <<   " , " Prrz>  
] _ZE&W  
.while_( -- _1), c#Qlr{ES  
cout << var( " \n " ) A"6&   
) {$I1(DYN  
); ujr"_ofI  
jt0f*e YE8  
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: Pp.] /;  
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 "}2I0tM  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Q>I7.c-M|  
那么我们就照着这个思路来实现吧: SM4'3d&mf  
fW$1f5g"  
K.Y.K$NjP{  
template < typename Cond, typename Actor > ]4B&8n!  
class do_while ),lE8A{ H  
  { A&{eC C  
Cond cd; x$z>.4  
Actor act; EKUiX#p: M  
public : /H$:Q|T}  
template < typename T > A&V'WahC@I  
  struct result_1 P}w0=  
  { 2>g!+p Ox  
  typedef int result_type; MaZVGrcC  
} ; hVNT  
,MUgww!.  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} !`dMTW  
I7+yu>  
template < typename T > Nv=&gOy=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7w}]9wCN?  
  { W^i[7 r  
  do Nk<H=kw+  
    { eC@b-q   
  act(t); xmejoOF  
  } CUx-k|\  
  while (cd(t)); .ZupsS9l  
  return   0 ; Hq|{Nt%Q  
} }?*$AVs2q  
} ; 'VV"$`Fu"  
<CWOx&hr  
tlgg~MViS  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 7 b{y  
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。 7 iQa)8,  
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。 SP4(yJy&  
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。 D2f~*!vEnA  
下面就是产生这个functor的类: X$=/H 6R5Z  
Ej<`HbJ 'Q  
6 )lWuY]e  
template < typename Actor > MADt$_  
class do_while_actor x??H%'rP  
  { F#z1 sl'  
Actor act; Fnuheb'&m  
public : #'I<q  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 2^)_XVX1  
_Nf%x1m5s  
template < typename Cond > =(Y+u  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; [f?x ,W~  
} ; 0y%s\,PsT  
S~B{G T\M  
Zbf~E {  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ,Y@4d79  
最后,是那个do_ IO"q4(&;P4  
yY!@FGsA  
o4,9jk$  
class do_while_invoker k)agbx  
  { C#. 27ah  
public : G4%dah 5  
template < typename Actor > }x:}9iphF  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const J!H)[~2/  
  { _xM3c&VeG  
  return do_while_actor < Actor > (act); 7b(r'b@N  
} PQ" v  
} do_; Wqe0m_7  
" t,ZO  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ,D'bIk  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 @DlN;r ?Cv  
最后来说说怎么处理break和continue rEj Ez+wu  
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。 `~1#X  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八