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
  • 8264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 X/yq<_ g  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 z Fo11;*D  
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, 51SmoFbMz  
X*QS/\  
P( hGkY=(  
X_]rtG  
  class filler BH">#&j[  
  { O2?C *  
public : 1@DC#2hPr  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 9@lWI  
} ; KNUK]i&L  
m[^lu1\wn  
qOwql(vX  
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: TIWR[r1!  
X H-_tvB  
[ QiG0D_'=  
"j@\a)a  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); wT4@X[5$  
"2l`XH  
CIjc5^Y2  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 f8Iddm#  
p+ CUYo(  
c+ oi8G  
TmsIyDcD~  
二. 战前分析 cJ;Nh>ey  
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。 k, HC"?K  
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 X2z<cJG|d@  
rO'DT{Yt  
5~L]zE  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9 r!zYZ`)  
  /* --------------------------------------------- */ J@s>Pe)  
vector < int *> vp( 10 );  lN,?N{6s  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); j]Jgz<  
/* --------------------------------------------- */ BAf$ty h  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); o4);5~1l  
/* --------------------------------------------- */ 1~5DIU^  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); qN $t_  
  /* --------------------------------------------- */ 0cd_l 2f#g  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); S6TNu+2w4  
/* --------------------------------------------- */ Y;"k5 + q  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); X@rA2);6  
*l+#<5x  
^"WV E["  
0!T`.UMI  
看了之后,我们可以思考一些问题: YmziHns`b  
1._1, _2是什么? [3 Pp NCY  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 [nTI\17iA  
2._1 = 1是在做什么? GJ+^t  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 K3T.l#d'L  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 6l#x1o;  
, NSf  
.Pb-{!$Ni  
三. 动工 :D D<0  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Lo%n{*if  
WYw#mSp  
lW+mH=  
-(qRC0V  
template < typename T > Zh"m;l/]  
class assignment [#PE'i4  
  { @ZjT_  
T value; lQn" 6o1  
public : |9CikLX)7  
assignment( const T & v) : value(v) {}  I//=C6  
template < typename T2 > g.lTNQm$u  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } *'%V}R[>  
} ; &Y]':gJ  
+y GQt3U  
,T$ts  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 qJhsMo2IH  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 1Kg0y71"  
f7Gn$E|/r;  
d1b] +AG4  
L, JQ\!c  
  class holder =!q% 1mP  
  { |>.Q U3  
public : Cp8=8N(Xb  
template < typename T > p0+^wXi)  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const RB5SK#z  
  { v pI9TG  
  return assignment < T > (t); Dw-d`8*  
} vg z`+Zj*S  
} ; "y1Iu   
|=?#Xbxz  
NAbVH{*\U  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: dbI>\khI  
.tngN<f  
  static holder _1; ~zVxprEf_  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 hAGHb+:  
YH&=cI@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); z/@_?01T=  
而不用手动写一个函数对象。 }A#IBqf5  
g@.$P>Bh  
y.rN(  
(eHyas %X  
四. 问题分析 Vwkvu&4  
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。 /:{%X(8  
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。 O'y8q[2KE  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 i+_LKHQN  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 SQKhht`M  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 dmFn0J-\  
NYm"I`5w  
五. 问题1:一致性 !`DRJ)h  
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?| I \:WD"  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &V"oJ}M/a  
!X>u.}?g  
struct holder e+ xQ\LH  
  { Sj9fq*  
  // jr6_|(0 i6  
  template < typename T > $.G 7Vt  
T &   operator ()( const T & r) const F3tps jQ  
  { t@q'm.:uw<  
  return (T & )r; ^ Ltho`  
} -yqsJGY  
} ; >I5:@6 Z  
B9v>="F  
这样的话assignment也必须相应改动: T1LYJ]5  
80xr zv  
template < typename Left, typename Right > _z\/{  
class assignment /d`"WK,  
  { ^^y eC|~N:  
Left l; fgLjF,Y  
Right r; \}jMC  
public : _fAgp_)  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *Gsj pNr-  
template < typename T2 > +y7z>Fwl  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } v2T2/y%  
} ; lCi{v.  
'B@`gA  
同时,holder的operator=也需要改动: m[hL GD'Fi  
%!aU{E|@_  
template < typename T > oA1_W).wJ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const TP }a9-9?  
  { fi+}hGj(r  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); .[|UNg  
} SZykG[  
iD^,O)b  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Jt~Ivn,  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 hI[} -  
&2'-v@kK  
return l(rhs) = r; tvkdNMyX%9  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 &|v)   
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: p/H.bG!z  
?gH[la  
template < typename Tp > tUn >=>cWP  
class constant_t Z!p\=M,%  
  { mScv7S~/s  
  const Tp t; UaT%tv>}8#  
public : m[DQ;`Y  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} rhv~H"qzW  
template < typename T > 3Ax'v|&Hg  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ]#!uke Q  
  { ((y|?Z$  
  return t; kA :Y^2X'  
} !_W:%t)g  
} ; blO4)7m  
2q f|+[X  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 @gUp9ZwtH  
下面就可以修改holder的operator=了 Na\ZV|;*tu  
k.J%rRneN  
template < typename T > [4)Oi-_Y>  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const b3(* /KgK  
  { 9A .RD`fg  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); m5Bf<E,c  
} kY0HP a  
$|4@Zx4vf  
同时也要修改assignment的operator() [W[{ 4 Xu  
bS_#3T  
template < typename T2 > ~.a"jYb7A}  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ggso9ZlLu+  
现在代码看起来就很一致了。 WBe0^=x  
4GYi'  
六. 问题2:链式操作 lExQp2E  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 WQ|:TLQ  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 J^!;$Hkd  
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。 ;vx5 =^7P  
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。 1gI7$y+?  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct -I< >Ab  
Vk5Z[w a  
template < typename T > C@M-_Ud>Q  
struct result_1 8%rD/b6`  
  { hp dI5  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; K_Y-N!h  
} ;  01kRe  
rPxRGoR  
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: _&KqmQ8$7  
Im]@#X  
template < typename T > ]8G 'R-8}  
struct   ref }\ _.Mg^y  
  { K#"=*p,  
typedef T & reference; ,p2UshOmd  
} ; Q*M#e  
template < typename T > _3IT3mb2n  
struct   ref < T &> "be\%W+<  
  { 'nmGHorp  
typedef T & reference; 4.A^5J'W  
} ; q^X7x_  
4jT6h9%  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: /2^L;#  
X9>fE{)!  
template < typename T > 4&)sROjV=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const #qRoTtMq 7  
  { _[:6.oNjIe  
  return l(t) = r(t); g)Z8WH$;H3  
} q(sTKT[V  
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。 6)[moR{N1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 "1o{mvCkR  
7lC$UQx8  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 !z?   
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: MGdzrcF  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 "M%R{pGA7  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 8t+eu O  
最后的布局是: /<[0o]  
                Add >a3m!`lq  
              /   \ q~`hn(S  
            Divide   5 2m Y!gVi  
            /   \ <^S\&v1C_  
          _1     3 Bc>j5^)8w  
似乎一切都解决了?不。 m\teE]8x  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 d<c29Y  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Omd;  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ss^a=?~  
RhYe=Qh4{p  
template < typename Right > ~DH 9iB  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const J,$xQ?,wE  
Right & rt) const :s)cTq|3  
  { If'q8G3]-  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }:$cK(|  
} ?;~!C2Zs  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 N2:Hdu :  
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。 XJul~"  
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。 T!/o^0w  
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。 "LlpZtw  
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。 >Eh U{@Y  
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? s.M39W?  
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.:651b  
wm@m(ArE=  
template < class Action > 5Fydh0.  
class picker : public Action @ZEBtM%.O  
  { =DwLNyjU4  
public : YNr5*P1  
picker( const Action & act) : Action(act) {} N:G]wsh  
  // all the operator overloaded ?mMM{{%(.  
} ; _\AQJ?< M  
*QK) 1Y1W  
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。 r3V1l8MV  
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: 5(~Lr3v0  
kBP?_ O  
template < typename Right > i)l0[FNI}  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const iXWzIb}CJ-  
  { Om.%K>V  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /gAT@Vx  
} SIK:0>yK"  
0E\#!L  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 7_~sa{1R.  
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。 D:`Q\za  
Mi]^wCF  
template < typename T >   struct picker_maker $(}rTm  
  { w_"d&eYdg0  
typedef picker < constant_t < T >   > result; `2>p#`  
} ; f )Lcs  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > o Mz{j:  
  { Ry95a%&/s  
typedef picker < T > result; NuOA'e+i  
} ; Dgz, Uad8f  
n bxY'`8F  
下面总的结构就有了: 81nD:]7  
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。 )\])?q61  
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。 j_C"O,WS  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 (wj:Gc  
至此链式操作完美实现。 ?}`- ?JB1  
c0wLc,)G  
!'_7MM  
七. 问题3 !B`z|#  
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。 F{mUxo#T  
;R= n<=Axa  
template < typename T1, typename T2 > re*Zs}(N\  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @ ]u@e4T  
  { EIw] 9;'_  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Tm^kZuT{  
} ~q`f@I  
;*?>w|t}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: SM~~:  
gk%01&_>4  
template < typename T1, typename T2 > V u")%(ix  
struct result_2 )\yK61aX  
  { 6UCF w>  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 0"7+;(\1Rk  
} ; 2hV -h  
ILr=< j  
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? +-tFgXG  
这个差事就留给了holder自己。 pW+uVv,  
    ]x)!Kd2>  
rC@VMe|0  
template < int Order > pZ8J\4+  
class holder; G:*vV#K  
template <> OROvy  
class holder < 1 > $e1.y b%  
  { 9(t(sP_  
public : ;6@sC[  
template < typename T > HGAi2+&  
  struct result_1 LqYyIbsvf  
  { Tdh(J",d  
  typedef T & result; {|>'(iqH"w  
} ; + yI$4MY  
template < typename T1, typename T2 > Muwlehuq  
  struct result_2 Cu`  
  { ![Qi+xyc  
  typedef T1 & result; xHt7/8wF  
} ; 4Q!A w  
template < typename T > m 3UK`~ji  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const M|c_P)7ym  
  { uZ8-?  
  return (T & )r; -ED} 6E  
} y pEMx'p  
template < typename T1, typename T2 > k.C&6*l!5;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const } E ]l4N2  
  { #b/L~Bw[  
  return (T1 & )r1; dQT[pNp:  
} pO *[~yq5  
} ; t+ w{uwEY  
a X1b(h2  
template <> u<8b5An;  
class holder < 2 > 7j)ky2r#  
  { GXxI=,L8F  
public : ~~Bks{"BS  
template < typename T > cFc(HADM`r  
  struct result_1 n UmyPQ~  
  { c5%}* "z  
  typedef T & result; Gtaa^mnxD  
} ; j4,y+ 9U  
template < typename T1, typename T2 > ~1;M4K  
  struct result_2 |8f}3R 9  
  { 8#;=>m%  
  typedef T2 & result; @<eKk.Y?+  
} ; ]y.V#,6e  
template < typename T > (o*YGYC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 7d R?70Sz  
  { d4ecF%R  
  return (T & )r; w:lj4Z_  
} A:Wr5`FJ  
template < typename T1, typename T2 > ,=\.L_'  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const i{m!v6j:  
  { x</4/d  
  return (T2 & )r2; T/E=?kBR  
} dV[G-p  
} ; WP*}X7IS  
tx7 zG.,  
2*Qi4%s#  
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> >。 $ (;:4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: $M)SsD~  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W:8MqVm34  
)T"Aji-hy  
return l(i, j) = r(i, j); nQQHm6N  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~-Kx^3(#  
2b7-=/[6  
  return ( int & )i; <=p>0L  
  return ( int & )j; 0 aH&M4  
最后执行i = j; .^*;hZ~4%  
可见,参数被正确的选择了。 `bBkPH}M  
\}4Y]xjV2  
Y Iwa =^  
0?$|F0U"J  
F oC $X  
八. 中期总结 |;NfH|43;  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: *-PjcF}Y  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 e4Nd  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 S[!6Lw  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Dx1(}D  
x)=l4A\  
Eo2`Vr9g  
iXy1{=BDv  
FbroI>"e  
nE u:& 4  
九. 简化 Ik^^8@z  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 +Kb 7N, "  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 %IBT85{  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: +# 'w} P  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 1Sz tN3'q  
  +-*/&|^等 }?,YE5~  
2. 返回引用。 f$QkzWvr  
  =,各种复合赋值等 i[9yu-  
3. 返回固定类型。 V K6D  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) )Xg5=zn$  
4. 原样返回。 UH-873AK  
  operator, rmzzbLTu  
5. 返回解引用的类型。 ya1 aWs~  
  operator*(单目) (9RfsV4^  
6. 返回地址。 7:olStK  
  operator&(单目) ,93Uji[l  
7. 下表访问返回类型。 'UhHcMh:  
  operator[] Fn .J tIu  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ;+XrCy!.)L  
  operator<<和operator>> J@:Q(  
cy.r/Z}  
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。 ~D3 S01ecM  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: s>o#Ob@4'  
Hc'Pp{| X  
template < typename Left > @U8u6JNK'  
struct value_return JWd[zJ[  
  { mq[=,,#  
template < typename T > 0Q a 0  
  struct result_1 nfF$h}<o+  
  { \4wMv[;7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #dae^UjM  
} ; DAb/B  
r|UJJ9i  
template < typename T1, typename T2 > 1l$ C3c  
  struct result_2 %4m Nk}tyH  
  { g8uqW1E^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 7tlK'j'  
} ; k5E2{&wZ  
} ; 3bWGWI  
_Z]l=5d  
'wEQvCS  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait <z\SKR[  
|Jn|GnM  
下面我们来剥离functor中的operator() Is4,QnY_[  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 86)2\uan  
~g/"p`2-N  
return l(t) op r(t) A9b(P[!]T:  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) |&8XmexLb  
return op l(t) K1hkOj;S  
return op l(t1, t2) +o`%7r(R  
return l(t) op {WV"]O8IV  
return l(t1, t2) op RJ@79L *#  
return l(t)[r(t)] ?)-6~p 4N  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Mc.{I"c@  
=F$?`q`  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: pgES)  
单目: return f(l(t), r(t)); O8 .xt|  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 7 2JwG7qh  
双目: return f(l(t)); Y M:9m)  
return f(l(t1, t2)); 9k ~8n9  
下面就是f的实现,以operator/为例 'r7[9[  
5(ZOm|3ix  
struct meta_divide kVQm|frUz  
  { Ztmh z_u7  
template < typename T1, typename T2 > < 8' b  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) r1< 'l  
  { ?@4Mt2Z\  
  return t1 / t2; AB/${RGf+  
} |K1S(m<F  
} ; 3XlQ4  
fE~KWLm  
这个工作可以让宏来做: se %#U40*  
+ )Qu,%2   
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _">F]ptI;  
template < typename T1, typename T2 > \ GKIzU^f  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; n7bVL#Sq[  
以后可以直接用 8c.>6 Hy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) sPi  
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 IrL7%?  
(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。。。) b5)^g+8)w  
"b`#RohCi  
dh`s^D6Q>  
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 [T_[QU:A  
1ARtFR2C{b  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }{N#JTmjB#  
class unary_op : public Rettype tcj "rV{G  
  { =h4u N,  
    Left l; IW!x!~e  
public : "<0!S~]  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ?\,;KNQr  
5 %\K  
template < typename T > &D M3/^70  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const CmBP C jh  
      { ^$P_B-C N  
      return FuncType::execute(l(t)); :G 5p`;hGo  
    } P1[.[q/-e  
DGGySO6=$e  
    template < typename T1, typename T2 > 5go)D+6s  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;xiN<f4B  
      { )8oyo~4?  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); RL4|!HzR  
    }  Culv/  
} ; >P j#?j*Y  
|_p7vl"  
3iw3:1RZUZ  
同样还可以申明一个binary_op d~QKZ&jf  
\@Cz 32wg  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0J'^<G TL  
class binary_op : public Rettype sZ=!*tb-  
  { 0x~+=GUN  
    Left l; CrI<rD%'  
Right r; &'12,'8  
public : }Q: CZ  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o=Z:0Ukl]  
*Hn=)q  
template < typename T > zqj|$YNC  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S*G^U1Sc+  
      { E|9`J00  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); =)+^y}xb  
    } gH(#<f@ZI  
#9(+)~irz`  
    template < typename T1, typename T2 > {D8opepO)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |Jx:#OM  
      { #@ HlnF}T  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); u|wl;+.  
    } $Mg O)bH  
} ; MRz f#o<H  
k^d]EF  
!:\0}w$-  
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 4Mg%}/cC  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 $)*qoV  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) A v>v\ :.>  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ?cWwt~N9  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! tF,`v{-up  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 -_9*BvS]R  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 iuWUr?`\  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan)  cRK Lyb  
下面是修改过的unary_op 8OOAPp$%|  
s2,6aW C  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > D6lzc f  
class unary_op !)oQ9,N  
  { ^"<Bk<b(  
Left l; DC).p'0VL  
  . h)VR 5?j  
public : mQVlE__ub  
,1 H|{<  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1ik.|T<f0  
&I ~'2mpk  
template < typename T > {=?[:5  
  struct result_1 1^]IuPxq  
  { N}/V2K]Q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type;  lPz`?Hn  
} ; ]lKUpsQI  
{w3<dfJ  
template < typename T1, typename T2 > J;XO1}9  
  struct result_2 kJB:=iq/x$  
  { .7 j#F  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; uDG>m7(}/h  
} ; Fp?M@  
K+ /wJ9^B  
template < typename T1, typename T2 > fCu;n%   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T0fm6 J  
  { Hj`'4  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9?sY!gXc  
} dCn9]cj/  
Tr>_R%bK  
template < typename T > 9E5*%Hu_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yT<"?S>D  
  { n'vdA !R  
  return OpClass::execute(lt(t)); ? .B t.  
} T*B`8P  
'S}3lsIE  
} ; hB<(~L? A]  
!_+FuF"@  
U7U&^s6`  
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 1h`F*:nva  
好啦,现在才真正完美了。 _0 4 3,  
现在在picker里面就可以这么添加了: ]Rf$&7`g{  
F&p42!"  
template < typename Right > CEkf0%YJ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const {TJ "O  
  { D dwFKc&  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); KRm)|bgE  
} 9qi|)!!L  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 07qjWo/t  
|Z>}#R!,P  
1:7 fV@jw  
d$\n@}8eZp  
1M)88&  
十. bind )X*_oH=  
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。 1)}hzA  
先来分析一下一段例子 u-.5rH l  
Q>X1 :Zn3  
pdN8 hJ  
int foo( int x, int y) { return x - y;} I^LU*A=  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 V`/c#y||  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 D)4#AI  
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。 n|.eL8lX.<  
我们来写个简单的。 :Id8N~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: e GAto  
对于函数对象类的版本: 3`3my=   
qMVuBv  
template < typename Func > LhF;A~L  
struct functor_trait '%|Um3);0p  
  { ~|~2B$JeV  
typedef typename Func::result_type result_type; lGT[6S\as  
} ; Zl# ';~9W  
对于无参数函数的版本: (O:&RAkk7  
:`BG/  
template < typename Ret > 7/]Ra  
struct functor_trait < Ret ( * )() > b~ig$!N]  
  { @QpL*F  
typedef Ret result_type; { .i^&  
} ; Rbgy?8#9  
对于单参数函数的版本: ooa"Th<  
Ug#B( }/  
template < typename Ret, typename V1 > m(xyEU  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 'T|QG@q  
  { u&`rK7 J  
typedef Ret result_type; OWr\$lm@z$  
} ; IWddJb~hu  
对于双参数函数的版本: %Y.@AiViz  
{6)H.vpP  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > bjwl21;{  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ]~3a~  
  { ;&w_.j*Is  
typedef Ret result_type; n[a%*i6x  
} ; 2S@Cj{R(  
等等。。。 nYC S %\"  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?: vB_@  
r<dvo%I#|  
template < typename Func > ~}D"8[ABj  
struct func_return )ARV>(  
  { FgP{  
template < typename T > +*qTZIXj  
  struct result_1 Y,4?>:39J  
  { K.?S,qg  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; CC`#2j  
} ; l,QO+ >)z  
5@bmm]  
template < typename T1, typename T2 > ;;^?vS  
  struct result_2 -q-BP}r3  
  { C?g*c  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \@NnL\ t u  
} ; G&N),wsNZK  
} ; zLS?: yq  
1TN+pmc}@  
?ZKIs9E[m  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 oB!-JX9  
bM W}.v!  
template < typename Func, typename aPicker > *$t=Lh  
class binder_1 7W/55ZTmJ  
  { 1OK~*=/4  
Func fn; XS0NjZW  
aPicker pk; M}" KAa  
public : )Y1+F,C  
,I f9w$(z  
template < typename T > W\ARCcTQ  
  struct result_1 We"\nOP  
  { l2!ztK1^  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; m0Uk*~Gz  
} ; ]>(pQD  
kI*f}3)Y  
template < typename T1, typename T2 > SV1;[  
  struct result_2 %LL?'&&  
  { I'R|B\  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )4 w 3$Q  
} ; 90Z4saSUw  
y<8o!=Tb5  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} }f] ~{^  
2Nx#:Rz  
template < typename T > V\%s)kq  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b~rlh=(o#_  
  { cn$0^7?  
  return fn(pk(t)); p!LaR.8]  
} u&Xn#f h  
template < typename T1, typename T2 > ^12}#I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const LtDGu})1  
  { >$A,B  
  return fn(pk(t1, t2)); VsRdZ4  
} N?%FVF  
} ; ]<o^Q[OL  
d+7Dy3i|g=  
PrEfJ?  
一目了然不是么? sGbk4g  
最后实现bind _7-P8"m  
H#I%6k*\a  
`hl1R3nBM  
template < typename Func, typename aPicker > yuZh ak  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Ac Y!  
  { d a.6Z!a  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); vau#?U".}>  
} 4g/Ly8  
lJ4&kF=t  
2个以上参数的bind可以同理实现。 B}ASZYpW>  
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。 rgrsNr:1  
URxy*)  
十一. phoenix Z7?- c  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Si[xyG6=  
uI&<H T?  
for_each(v.begin(), v.end(), IlP@a[:_  
( 0p \,}t\E  
do_ wArtg'=X  
[ [/eRc  
  cout << _1 <<   " , " 'miY"L:| O  
] |Z{ DU(?[b  
.while_( -- _1), q;qY#wD@  
cout << var( " \n " ) JiHk`e`  
) eRwm>l"fVV  
); ^Ea^t.c}_  
R)5zHCwOw  
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: E{Y)=tW[  
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 *}NJ  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ]`n6H[6O  
那么我们就照着这个思路来实现吧: m"8Gh `Fo  
ew6\Z$1c~  
.Vb\f  
template < typename Cond, typename Actor > <<ifd?  
class do_while zE4TdT1y|  
  { ,~xX[uB  
Cond cd; 5Og=`T  
Actor act; A^hFRAg4  
public : hQDZ%>  
template < typename T > hX sH9R  
  struct result_1 -D30(g{O  
  { NYN(2J  
  typedef int result_type; K.2l)aRd  
} ; # Q_ d  
x4bj?=+  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 7<3eB)S  
UZRCJ  
template < typename T > C{Er%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O'<cEv'B*  
  { 1W2hd!J7C  
  do {nlqQ.jO  
    { x*z$4)RP  
  act(t); 92K#xM/  
  } \A9hYTC)  
  while (cd(t)); p4'Qki8Hd  
  return   0 ; h; 8^vB y  
} /\1MG>#K  
} ; V9i[ dF  
VWR6/,N^_  
(GJW3  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). T*sB Wn'am  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 )\r;|DN  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ,~,{$\p   
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。 (#;<iu}  
下面就是产生这个functor的类: $j!VJGVG  
_3?7iH  
V:8ph`1  
template < typename Actor > 8'X:}O/  
class do_while_actor [>tyx{T Ye  
  { D%k]D/  
Actor act; Z39I*-6F9W  
public : ]@MBE1M  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} qdeS*r p\  
-P>f2It  
template < typename Cond > F)g.xQ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 92HxZ*t7km  
} ; d;10[8:5=  
R@)L@M)u;  
Vr=c06a2  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 w$5#jJX\  
最后,是那个do_ *q.qO )X}3  
HC*V\vz  
4-:TQp(  
class do_while_invoker ` d[ja,  
  { }6V` U9 ^g  
public : 3bp'UEF^k  
template < typename Actor > oAgO 3x   
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const f}1R,N_fC  
  { /"M7YPX;  
  return do_while_actor < Actor > (act); -K K)}I`  
} 9e|]H+y  
} do_; ^"!j m  
]M;aVw<!  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? TZ,kmk#  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 szy^kj^2  
最后来说说怎么处理break和continue 9"YOj_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。 K8UgP?c;0  
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
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