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
  • 6615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 5cNzG4z  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 u'~b<@wHB  
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 yA(.  
SbPjU5 0  
$p6Xa;j$9  
se n{f^U  
  class filler Q 5Ghki  
  { %\{?(baOA  
public : yz2oS|0'  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} kkE)zF   
} ; <R~~yW:H  
}'.Sn{OWf  
^0ZKHR(}e  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: dVmAMQk.g  
t!=~5YgKs  
8 {4D|o#O  
9}qfdbI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); W'2-3J  
l#vw L15  
D 917[ <$  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Zz)oMw  
SiuO99'nV  
/DG`Hg  
Uo[5V|>X6  
二. 战前分析 nhX p_Z9  
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。 7E75s)KH  
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 "MS`d+rf\  
/glnJ3   
??%T  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wyzBkRg.  
  /* --------------------------------------------- */ MoR-8vnJ  
vector < int *> vp( 10 ); #2vG_B<M)  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); OD/P*CQ_  
/* --------------------------------------------- */ soVZz3F  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); gS<{ekN  
/* --------------------------------------------- */ }Ka.bZS  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ZNC?Ntw  
  /* --------------------------------------------- */ L+ETMk0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); E~@HC5.M  
/* --------------------------------------------- */ F']%q 0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 6k=Wt7C  
Y <i}"eI*  
-"dy z(  
rRG\:<a  
看了之后,我们可以思考一些问题: {_X1&&>8/  
1._1, _2是什么? [BR}4(7  
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。 @?cXa: tX  
2._1 = 1是在做什么? H6CGc0NS+  
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。 ;s B:s9M  
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。 $No>-^ )  
(kNTXhAr4  
ABe^]HlH  
三. 动工 YM.IRj2/1  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: j nA_!;b  
RqjDMN:  
~rJw$v  
}~~^ZtJ\  
template < typename T > H{Y=&#%d  
class assignment iK:qPrk-  
  { qkG;YGio  
T value; KPe.AK,8  
public : {)gd|JV*  
assignment( const T & v) : value(v) {} Rf0\CEc  
template < typename T2 > Rpd/9x.)&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } yy.:0:ema  
} ; `ur9KP4Dq  
[qMO7enu#  
V42*4hskL  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 H^1 a3L]  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment pV|?dQ  
Fsj&/: q  
]`H.qV  
o9d$ 4s@/  
  class holder W3/Stt$D  
  { r<"/P`r  
public : GaqG 8% .  
template < typename T > Zt0%E <C{  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const g E+OQWu  
  { qFChZ+3>  
  return assignment < T > (t); (Tb0PzA  
} 29657k8  
} ; ]hVXFHrR  
 `e=n( D  
UKQ&TV}0  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: v4~Xv5|w^F  
JwVC?m).  
  static holder _1; vK7,O%!S  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 QLU; .&  
>d V@9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); "$cT*}br  
而不用手动写一个函数对象。 v+bjC  
at]Q4  
je3n'^m  
!TZ/PqcE  
四. 问题分析 Qf(e'e  
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。 &U)s%D8e;d  
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。 2Lgvy/uN  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dk`!UtNNRa  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 TN aff  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 lG#&1  
Cfb-:e$0  
五. 问题1:一致性 ''Ec-b6Q-  
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?| gdY/RDxn:  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 $%8n,FJ[  
i3j jPN!  
struct holder &YKzK)@  
  { IjAity.Xrq  
  // H,` XCG  
  template < typename T > k T>}(G||  
T &   operator ()( const T & r) const F|{?GV%hF  
  { 'u/HQg*  
  return (T & )r; &uW.V+3  
} =@XR$Uud6  
} ; 0\*<k`dY  
P"@^'yR5WK  
这样的话assignment也必须相应改动: Mg/2 w  
XhV"<&v  
template < typename Left, typename Right > "T=LHjE  
class assignment *OcptmY<  
  { &2pM3re/f  
Left l; ^- Ji]5~  
Right r; s>I}-=.(Q  
public : yo6IY  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >[=`{B  
template < typename T2 > {v 0(0  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 0M-AIQ5  
} ; kA`qExw%  
Lr&BZM  
同时,holder的operator=也需要改动: >i E  
QNEaj\   
template < typename T > C( ;7*]  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const y&]D2"I  
  { u\?u}t v  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); SUhP e+  
} TA7w:<  
v*v&f!Ym&s  
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。 ~VF,qspO  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 R8*4E0\br  
XWV~6"  
return l(rhs) = r; zv@o- R$l  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 2Y{9Df  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: SfT]C~#$N  
j)Gr@F>  
template < typename Tp > C?k4<B7V  
class constant_t C%"@|01cO  
  { (fS4qz:&l  
  const Tp t; [MG:Ym).2`  
public : [$X(i|6  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %+}\i'j7  
template < typename T > d[de5Xra  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const QKxu vW  
  { d"a`?+(Q  
  return t; j!pxG5%  
} WxdYvmp6z[  
} ; anYZ"GR+  
#=rI[KI  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 WObfHAp.  
下面就可以修改holder的operator=了 'yqp   
nS#;<p$\  
template < typename T > '_8Vay~  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ?(N(8)G1  
  { #'T@mA  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); qSR %#  
} 3.Qwn.   
dc* #?G6^  
同时也要修改assignment的operator() | @di<d@  
FAPgXmFzx  
template < typename T2 > 1$".7}M4$  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } C$,S#n@  
现在代码看起来就很一致了。 b#82G`6r  
)h+JX8K)l  
六. 问题2:链式操作 WY*}|R2R  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ?KS9Dh  
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。 M~"]h:m&'v  
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。 /f0_mi,bD  
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。 D+ jk0*bJ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ~PoGuj2wA  
>"`:w  
template < typename T > . `hlw'20  
struct result_1 d^lA52X6P  
  { [oKB1GkA  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; V!ajD!00  
} ; aQRZyE}  
PN\2 ^@>_  
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: g2iSc  
`P# h?tZ  
template < typename T > >fb*X'Zi%  
struct   ref 2<.}]yi  
  { uQ8]j.0  
typedef T & reference; JBU qZ  
} ; f(##P|3>R  
template < typename T > r)7A# 3wId  
struct   ref < T &> `8'|g8,wb0  
  { wHIS}OONz  
typedef T & reference; ):.]4n{L  
} ; $"_D"/*  
lJU[9)Q_  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: nk-?$'i9q  
bgEUG  
template < typename T > E~N}m7kTl/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const -MOf[f^  
  { u9GQ)`7Z@  
  return l(t) = r(t); ~L}0) FZ\9  
} $(_i>&d<  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 ?[T&y ,ln  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 RS$:]hxd>_  
Y<kvJb&1*  
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 nE/T)[1|  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: HPt"  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =;T971L`  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 l(<o,Uv[`  
最后的布局是: IS8ppu&E  
                Add LrK6*y,z  
              /   \ wddF5EcK0  
            Divide   5 Ct.Q)p-wn  
            /   \ Va !HcG1^:  
          _1     3 IcaF 4#  
似乎一切都解决了?不。 *;4r|# LG  
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。 * SC~_  
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。 &&t4G}*  
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: Dj %jrtT  
?BLd~L+  
template < typename Right > $TR[SMj  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 1UmV &  
Right & rt) const bup;4~g  
  { \:O5,wf2  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qwVpGNc45  
} Zcdt\;HKr  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 g*!2.P  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 FK+jfr [  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 kgYa0 e5  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 e;[/ytz"d'  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 W;,Jte<'Nm  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? {{giSW'  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: ))Aj X  
D'A)H  
template < class Action > wUl}x)xo  
class picker : public Action P 7gS M  
  { pn'*w 1i  
public : } CQ GvH  
picker( const Action & act) : Action(act) {} x'n J_0  
  // all the operator overloaded jcevpKkRG  
} ; szWh#O5=  
&9TG&~(+  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 V,&s$eQC  
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: '{Iv?gh"  
=|am=Q?Q  
template < typename Right > d}IVYI  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "r.pU(uxt  
  { JCS$Tm6y<_  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~` #t?1SP  
} ^Cpvh}1#  
Wh 8fC(BE  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > #;2Ju'e#z  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 "y>l2V,4j%  
.:$%3#N$(Y  
template < typename T >   struct picker_maker :DQHb"(  
  { I gA0RY1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; n T\ W|  
} ; C:$lH  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ym<G.3%1  
  { rzEE |  
typedef picker < T > result; Hza{"I*^  
} ; w^z}!/"]u  
e9"<.:&  
下面总的结构就有了: wrw~J  
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。 '$4o,GA8  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 p@>_1A}qh_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 "4}{Z)&R2  
至此链式操作完美实现。 El]Rrku  
 |Pwb7:a3  
3*XX@>|o  
七. 问题3 MQw{^6Z>1  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 4AzS~5S  
WE68a!6  
template < typename T1, typename T2 > j<wWPv  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const P+,\x&Vr  
  { Bk~WHg>@G  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); +'JM:};1X8  
} r9z/hm}E  
lLyMm8E%pZ  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: )r5QOa/  
_`*x}  
template < typename T1, typename T2 > Y)g<> }F  
struct result_2 ub0]nov  
  { ``$At,m  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ld$LG6[PA  
} ; !+=jD3HTJ  
;v*$6DIC5  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? aKkQXq*  
这个差事就留给了holder自己。 thl{IU  
    c7L#f=Ot?  
Qte=<Z)  
template < int Order >  r,!7TuBl  
class holder; `2Ju[P  
template <> 2BsMFMIw1  
class holder < 1 > Uw)?u$+ P  
  { sq*d?<:3  
public : a>(LFpVk}  
template < typename T > (zCas}YAKI  
  struct result_1 Xu3o,k  
  { AhiZ0W"  
  typedef T & result; u&9|9+"N  
} ; blk ~r0.2  
template < typename T1, typename T2 > p&_Kb\} U  
  struct result_2 v%VCFJ  
  { %j^[%&pT  
  typedef T1 & result; kG:uXbUI'  
} ; r8pTtf#Q  
template < typename T > JGHQ_AI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const QA+qFP  
  { w*eO9k  
  return (T & )r; JLp.bxx  
} .ss/E  
template < typename T1, typename T2 > %($sj| _l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const s,\!@[N  
  { #E3Y; b%v  
  return (T1 & )r1; MR:Co4(  
} 9(dbou  
} ; 24}r;=U  
#5-0R7\d7  
template <> @f-0OX$*  
class holder < 2 > 5Y"JRWC  
  { 7N+No.vR.  
public : n"Ot'1yr  
template < typename T > ]6v6&YV  
  struct result_1 O{y2tz3  
  { ZX sm9  
  typedef T & result; 7[[XNJP  
} ; DI'wZySS^  
template < typename T1, typename T2 > 3+;]dqZ  
  struct result_2 ]d&6 ?7 !>  
  { /0>Cy\eN0  
  typedef T2 & result; 1C6H\;  
} ; n{J<7I e"*  
template < typename T > m2AA:u_*j  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const j)?I]j/  
  { H,9e<x#own  
  return (T & )r; ]xBQ7Xqf|  
} 7rw}q~CE5  
template < typename T1, typename T2 > ;]3Tuq  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ~T7\lJ{%G  
  { D0/ \  
  return (T2 & )r2; ZY-W~p1:G  
} ev7Y^   
} ; y+\nj3v6  
eVL'Ao&Ho  
"15mOW(!+  
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> >。 v?F~fRH  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 3N|,c]|  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: nyD(G=Q5  
|Tuk9d4]  
return l(i, j) = r(i, j); W6_/FkO  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) j4$XAq~W  
i{?uIb B  
  return ( int & )i; PXz,[<ET?#  
  return ( int & )j; %Ak"d+OH4  
最后执行i = j; RNE} )B  
可见,参数被正确的选择了。 V4ml& D  
%?1k}(qUeY  
'kPc`) \  
,d'x]&a  
DfgqB3U[  
八. 中期总结 WDNuR #J?  
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: v>CA A"LH  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 6 6WAD$8$  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 `O ?61YUQH  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor fx2r\ usX[  
yyb8l l?@a  
7'uuc]\5>  
9#L0Q%,*  
$e1==@ R  
>/k[6r5  
九. 简化 cl:h 'aG  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 GawQ~rD  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ya8MjGo  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: J@ZIW%5  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 9;KQ3.Fa}q  
  +-*/&|^等 ~fbFA?g3  
2. 返回引用。 b7 %Z~  
  =,各种复合赋值等 bim}{wMb  
3. 返回固定类型。 M|nTO  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) KfD=3h=  
4. 原样返回。 X<{kf-GP  
  operator, hF|N81T  
5. 返回解引用的类型。 ?o307 r  
  operator*(单目) PoTJ4z  
6. 返回地址。 Dz4e.tvN  
  operator&(单目) CR3<9=Lv>  
7. 下表访问返回类型。 0<Q['l4Ar  
  operator[] ([\mnL<FC  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 FJxg9!%d  
  operator<<和operator>> 6jz6   
}n/6.%  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 %<c2jvn+k  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: *9Eep~ 6  
W !TnS/O_1  
template < typename Left > &/o4R:i  
struct value_return i[,9hp  
  { g{0a]'ph  
template < typename T > HoE@t-S  
  struct result_1 !7)` g i  
  { jD]Ci#|W  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; V?pqKQL0  
} ; /Wos{ }Z 0  
%%d3M->C}  
template < typename T1, typename T2 > `b.KMOn  
  struct result_2 ppL*#/jYt  
  { c:? tn  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =zaf{0c  
} ; Ss>ez8q  
} ; _"nzo4e0  
Gs`[\<;LI  
F_C7S  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait &|6 A 8,  
oW[];r  
下面我们来剥离functor中的operator() ~1xfE C/  
首先operator里面的代码全是下面的形式: `4GEq2%  
zoh%^8? o  
return l(t) op r(t) ')G, +d^  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 47<fg&T  
return op l(t) )I&,kH)+  
return op l(t1, t2) vMD%.tk  
return l(t) op [Q0n-b,Q  
return l(t1, t2) op UYLCzv~W  
return l(t)[r(t)] /sU~cn^D5  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] #Jx6DQGa  
 Z|t`}lK  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式:  Vv|%;5(  
单目: return f(l(t), r(t)); u4eA++ eT  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); U!y GZEU"[  
双目: return f(l(t)); ^$>Q6.x?*)  
return f(l(t1, t2)); =qWcw7!"  
下面就是f的实现,以operator/为例 d+m}Z>iQ1O  
Yee% <<S  
struct meta_divide W%&gvZre.  
  { '}$]V>/  
template < typename T1, typename T2 > Yo-$Z-ud  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) VoG_'P  
  { ZBY*C;[)*P  
  return t1 / t2; Y| dw>qO  
} - f&m4J} E  
} ; " J4?Sb<  
)/:j$aq  
这个工作可以让宏来做: [@_IUvf^.  
Vb57B.I  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ,%^qzoZnT  
template < typename T1, typename T2 > \ +|K/*VVn`  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; evQk,;pIm  
以后可以直接用  8MZ:=  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) dEu\}y|  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 QJH((  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ~@ H9h<T  
O$*\JL  
xRrKrs&eE  
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 Tfytc$aQ  
[QZ8M@Gty#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > j>I.d+   
class unary_op : public Rettype A+QOox]<  
  { v(GT+i)|  
    Left l; 4#Rq}/h  
public : By;{Y[@rS  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} IxU#x*  
D,,$  
template < typename T > m\"X%Y#  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @-%.+  
      { Fo;.  
      return FuncType::execute(l(t)); +\GuZ5`  
    } 6DxT(VU}  
@|;XDO`k;  
    template < typename T1, typename T2 > EJm*L6>@R&  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~&7 *<`7{  
      { /I@`B2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); UNhM:!A  
    } XJguw/[wm  
} ; ,AuejMd  
_h1:{hF  
rhH !-`m  
同样还可以申明一个binary_op (@3?JJ]1  
& m~   
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Bc1MKE5  
class binary_op : public Rettype )%Lgo${[;  
  { &B@qb?UE1  
    Left l; Y}hz UKJ  
Right r; ?y4vHr"c  
public : =_yOX=g|  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8:&@MZQ&!  
$e*Nr=/  
template < typename T > 0KDDAkR5R  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const bY>o%LL-  
      { @6D<D6`  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); XbH X,W$h  
    } ^5T{x>Lj  
Xj/ X.  
    template < typename T1, typename T2 > iuHG9#n  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F'#3wCzt  
      { ixS78KIr  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); v;$^1I  
    } 9M7P]$^  
} ; _+;x 4K;  
QHM39Eu]  
,DE%p +q  
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 W.67, 0m$  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 f(_qcgXp  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) g]ihwm~  
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。 NfO0^^"  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~0}eNz*  
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。。。 wM&G-~9ujk  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 !c&^b@ yw  
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) $o@?D^  
下面是修改过的unary_op uVO9r-O8p  
SUVr&S6Nk  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > u3ZG;ykM  
class unary_op \D[BRE+  
  { >'T%=50YH  
Left l; [)Ge^yI7  
  YW}/C wB  
public : foFn`?LF  
{l6]O  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} f*5"Jh@  
cnc$^[c  
template < typename T > LH_2oJ\  
  struct result_1 2 g8PU$T  
  { fU}w81oe  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; u<8Q[_E&  
} ; .Sn1YAhE  
Qh[t##I/  
template < typename T1, typename T2 > 3edAI&a5  
  struct result_2 v\ox:C  
  { S&Sf}uK  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; qa~[fORO[  
} ; QEgv,J{  
,J^Op   
template < typename T1, typename T2 > 4 5lg&oO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ; M(}fV]  
  { st2>e1vg  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Jc)1}  
} dF,FH-  
qcot T\rq  
template < typename T > uM}O8N  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o7+/v70D  
  { f+6l0@K2  
  return OpClass::execute(lt(t)); GN<I|mGLJK  
} LJy'wl  
JW\"S  
} ; ,fw[J  
O2G+ '  
JdHc'WtS!|  
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 a}K+w7VY\  
好啦,现在才真正完美了。 9zyN8v2  
现在在picker里面就可以这么添加了: .%rR  
ge[i&,.&z  
template < typename Right > $ZRN#x@  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const *ls6#j@  
  { [f0HUbPX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); @nP}q!y  
} >{S$0D  
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。 XV>6;!=E  
pqSE|3*l  
LXLDu2/@  
@:&+wq_>A^  
r!^\Q7  
十. bind v+#j>   
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。 ,[\(U!Z7:%  
先来分析一下一段例子 1Ol]^ 'y7)  
CD_f[u  
{1aAm+  
int foo( int x, int y) { return x - y;} >@U<?wP  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 G)hH?_U#T  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ?+5{HFx  
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。 gKN_~{{OD  
我们来写个简单的。 S I7B6c  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: >k}/$R+  
对于函数对象类的版本: wW8 6rB  
nq f<NH3i  
template < typename Func > $ud>Z;X=P  
struct functor_trait (QSWb>np  
  { yZp:hs#  
typedef typename Func::result_type result_type; TRLeZ0EC  
} ; NP`s[  
对于无参数函数的版本: |OZ>/l {  
93IOG{OAY  
template < typename Ret > Nf'dT;s.N  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~'J =!Xy  
  { } Tr83B|  
typedef Ret result_type; )O@^H   
} ; :.o=F`W  
对于单参数函数的版本: `A'I/Hf5  
qTHg[sME  
template < typename Ret, typename V1 > (4ci=*3=  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > hcd>A vC8  
  { N~5WA3xd  
typedef Ret result_type; Mc7<[a  
} ; ~hz@9E]O  
对于双参数函数的版本: 62)lf2$1  
A Ok7G?Y  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > n5k^v $'  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Da8$Is;n  
  { 8U2 wH  
typedef Ret result_type; Ag#5.,B-  
} ; r(1pvcWY-  
等等。。。 }'V'Y[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy +z(,A  
K;y\[2;}e,  
template < typename Func > *KjVPs  
struct func_return :qCm71*  
  { I"cQ5gF?A  
template < typename T > W|H4i;u  
  struct result_1 <Xs @ \  
  { %<=vbL9  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0^!,[oh6*  
} ; GATP  
e(n2+S#N  
template < typename T1, typename T2 > Eo { 1y  
  struct result_2 Sa[EnC  
  { &FJU%tFA  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; SJ@8[n.x  
} ; 1RI#kti-"  
} ; g~Nij~/  
U| 41u4)D  
Pzk[^z$C  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ]m/@wW9  
q-3J.VLJ5H  
template < typename Func, typename aPicker > vbWJhj K0h  
class binder_1 kKxL04  
  { []=FZ`4  
Func fn; [L*[j.r7[  
aPicker pk; c69U1  
public : (EOec5qXU  
m0BG9~p|  
template < typename T > [NCXn>Z  
  struct result_1 JO& ;bT<  
  { =0 C l  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ub zb  
} ; =e-a&Ep-z  
>%n8W>^^4  
template < typename T1, typename T2 > r|\5'ZMx  
  struct result_2 w| -0@  
  { c]%;^)  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; M73VeV3DL  
} ; `r~`N`o5A  
,yHzo  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #|{BGVp  
1BMV=_  
template < typename T > /@9-!cL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8CP9DS  
  { a2c x  
  return fn(pk(t)); g33<qYxP  
} lQp89*b?=U  
template < typename T1, typename T2 > =1{H Sf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xE G+%Uk{  
  { vCy.CN$  
  return fn(pk(t1, t2)); %Lh-aP{[e  
} RMS.1:O  
} ; hV3,^#9o  
S 0R8'Y  
Eonq'Re$  
一目了然不是么? di]$dl|Wi  
最后实现bind ['51FulDR  
V9+xL 1U#  
`YFkY^T  
template < typename Func, typename aPicker > _%A/ )  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk)  aNOAu/  
  { a-T*'F  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); iN:G/ss4O  
} zVp[YOS&c  
-{yDk$"  
2个以上参数的bind可以同理实现。 VRtbHam  
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。 07$/]eO%C  
*fxep08B  
十一. phoenix g6rv`I $l  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 5S&aI{;9<  
ucQezmie  
for_each(v.begin(), v.end(), Kwy1SyU  
( a6;gBoV  
do_ Nf=C?`L  
[ .Lr`j8  
  cout << _1 <<   " , " $?H]S]#|}.  
] &M0o&C-1/  
.while_( -- _1), Q9` s_4  
cout << var( " \n " ) jG+T.  
) O"@?U  
); '4J&Gpx  
U3mXm?f  
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: yQu vW$  
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 rER~P\-  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 @Djs[Cs<*  
那么我们就照着这个思路来实现吧: cj$,ob&DX  
o&CghF  
=L:[cIRrT;  
template < typename Cond, typename Actor > y.jS{r".  
class do_while /DLr(  
  { FpP\-+Sl  
Cond cd; ~ wfoK7T}  
Actor act; ?2H{^\<(e  
public : V %i<;C  
template < typename T > "EJ\]S]$X  
  struct result_1 BfX%|CWh  
  { jIKBgsiF/  
  typedef int result_type; q A.+U:I8  
} ; 5fU!'ajaN7  
g<M0|eX@~  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} w#W5}i&x  
4; ?1Kb#  
template < typename T > S*;#'j)4+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %(fL?  
  { #]"/{Z  
  do uRP Ff77  
    { [.M  
  act(t); baqn7k"  
  } 4\v~HFsv  
  while (cd(t)); &Y 'z?N  
  return   0 ; wtlB  
} 5@K\c6   
} ; TV? ^c?{5  
cS4xe(n8  
t/A:k  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). $$42pb.  
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。 [S%J*sz~  
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。 4>l0V<  
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。 Lg8 ]dBXu  
下面就是产生这个functor的类: ubD#I{~J  
r8sdzz%  
\Ph]*%  
template < typename Actor > H%FM  
class do_while_actor ,dOMW+{  
  { [;<<4k(nL  
Actor act; *jGPGnSo  
public : V):`&@  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} @?m+Z"o|z  
g083J}08  
template < typename Cond > {Wh BoD  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; k/U>N|5  
} ; |l$ u<3  
TWtC-wI;  
m.!wsw  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 5|5=Y/   
最后,是那个do_ *g*VCO  
Rw/Ciw2@?  
xwi!:PAf,o  
class do_while_invoker c+H)ed>  
  { <W?WUF  
public : hc"6u\>  
template < typename Actor > _nP)uU$  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const z1#oW f{*  
  {  C[R`Ml  
  return do_while_actor < Actor > (act); 5 1"8Py  
} l`* ( f9Q  
} do_; M= atls  
sx:Hv1d  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 7pz\ScSe  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 w?*j dwh,'  
最后来说说怎么处理break和continue i]dz}=j'  
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。 vsc&Ju%k  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五