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
  • 5598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 zxC#0@qX07  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 [/e<l&y  
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, BDR.AZ  
y~F,0"N\r  
H^s<{E0<  
b)=[1g/=L  
  class filler 0a}u;gt,4w  
  { R )mu2 ^  
public : vvKEv/pN7  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} OoA|8!CFa  
} ; vTJ}8  
kic/*v\6@  
)i !o8YB  
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: Sgp;@4`M  
OH">b6>\  
UFp,a0|  
+f@U6Vv  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 0V'nK V"|  
L{h%f4Du#  
2T V X)q<\  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 f!!V${)X  
G>1eFBh }  
a2 Y;xe  
UN]f"k&  
二. 战前分析 *#tJM.Z  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ~TS y<t~%-  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 8]M_z:F7F  
il:$sd  
K }Vv4x1U  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); hvDNz"ec{  
  /* --------------------------------------------- */ ~%SH3$  
vector < int *> vp( 10 ); [^U#Qj)hL  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); u%$Zqee  
/* --------------------------------------------- */ oAPb*;}  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <;#~l*  
/* --------------------------------------------- */ -Xxqm%([71  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); SRrw0&ts  
  /* --------------------------------------------- */ Db;G@#x  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); rld67'KcE  
/* --------------------------------------------- */ X_$Cb<e  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); jF=gr$  
rz@=pR :  
HA2k [F@3^  
BbgnqzU  
看了之后,我们可以思考一些问题: ,0hA'cp  
1._1, _2是什么? 20Z8HwQi  
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。 IFDZfx  
2._1 = 1是在做什么? yjhf   
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。 " e}3:U5n  
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。 \>7^f 3m  
r9 !Tug*>m  
)e a:Q?  
三. 动工 K9OYri^TQ  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: >]W)'lnO  
+=.W<b  
l PK +$f$  
Fv Jd8kV  
template < typename T > _ B 5gR  
class assignment A` AaTP  
  { []A%<EI7  
T value; OnK~3j  
public : x}Aw)QCh+r  
assignment( const T & v) : value(v) {} e(I =^#u6  
template < typename T2 > w\DVzeW(  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } -*m+(7G\  
} ; hb^7oq"a  
vh*U]3@  
IjR'Qou5  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 opJMS6%r  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment hWT[L.>k  
j'BMAn ?  
9M1d%jT  
_<NMyRJo  
  class holder a)#1{JaoY  
  { NsJ(`zk:  
public : k:#P|z$UD  
template < typename T > CJXg@\\/  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const X_g 3rv1J  
  { W"k8KODOY  
  return assignment < T > (t); M>>qn_yq4  
} 8krpowVs~  
} ; 8kIR y   
[g Z"a*  
NbGV1q']  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: _dJ{j   
dGFGr}&s  
  static holder _1; #~.w&~ :  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *r$+&8V\n  
]/B$br'O{?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Iz{R}#8CZ  
而不用手动写一个函数对象。 P b]3&!a  
*s>BG1$<  
-~QHqU.  
 HC a  
四. 问题分析 pIKSs<IP  
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。 0`I-2M4F*Q  
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。 XxaGp95so  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 "luR9l,RRE  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 yH<$k^0r*  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 =Odv8yhn  
V86Xg:?7  
五. 问题1:一致性 W5'3$,X9  
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?| , E$@=1)  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 b77>$[xB  
( &frUQm  
struct holder ]Bm>-*@0N  
  { F|HJH"2*&q  
  // _%x4ty  
  template < typename T > H-xFiF  
T &   operator ()( const T & r) const Y2[A2Uy$ef  
  { \^V`ds*.  
  return (T & )r; G5,~Z&}YS  
} XJ0oS32_wK  
} ; k,uK6$Z  
d.2mT?`#  
这样的话assignment也必须相应改动: zP;cTF(C  
[*Z`Kc  
template < typename Left, typename Right > N|Sf=q?Ko  
class assignment ne>g?"Pex{  
  { 7'-j%!#w  
Left l; Jy aag-  
Right r; &l?+3$q  
public : z 8*8OWM  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Zv_jy@k  
template < typename T2 > a@pz*e  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } wfjc/u9W6R  
} ; QQpP#F|w  
m"9XT)N  
同时,holder的operator=也需要改动: O`$#Pg  
$j 5,%\4<  
template < typename T > )!Bd6-  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Ji;mHFZ*FU  
  { gs W0  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); A`u$A9[  
} w~@-9<^K]v  
Xm4CKuU@  
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。 o_Si mJFK  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 a0*2) uL}  
Q#Y k?Kv~  
return l(rhs) = r; a? R[J==  
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。 dxj*Q "K  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ? /JBt /b  
FhIqy %X  
template < typename Tp > %k0EpJE%  
class constant_t 3g~^LZ66  
  { ?R5'#|EyX  
  const Tp t; G5tday~3  
public : &)pK%SAM  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} "*7C`y5&P  
template < typename T > m/`IGT5J  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const LihjGkj\g  
  { t?^9HP1b_  
  return t; A7P`lJgv  
} _B,_4}  
} ; 'xFYUU]#T^  
IwpbfZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 X-B8MoG|  
下面就可以修改holder的operator=了 Z v0C@r  
)uP[!LV[e  
template < typename T > j K8'T_Pah  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const k*-NsNPw$  
  { 7?)/>lx\>$  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); XtBMp=7Oa  
} %McO6.M@  
B(l-}|m_  
同时也要修改assignment的operator() fn9#>~vrD  
WP-jtZ?!"  
template < typename T2 > THhy~wC".  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } |xr32g s  
现在代码看起来就很一致了。 _ ^7|!(Sz  
|)@N-f:E  
六. 问题2:链式操作 F?Or;p5`Y  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 J?P]EQU  
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。 8o)L,{yl  
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。 v9}[$HWx  
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。 ykq'g|  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^Y^"'"  
S=gW(c2'  
template < typename T > ~"ONAX  
struct result_1 S2$5!(P  
  { T{*^_  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; H?}wl%  
} ; Q2C)tVK+  
/~}_hO$S  
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: FsCwF&/q  
=LZ>s u  
template < typename T > *kaJ*Ti-/  
struct   ref \_oy$>;  
  { q|q:: q*  
typedef T & reference; K="I<bK  
} ; p[YWSjf  
template < typename T > PO ko]@~!i  
struct   ref < T &> 5_G'68;OV  
  { k)E;(  
typedef T & reference; 8wi A  
} ; L+Pc<U)T+  
o`%I{?UCDJ  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: MM_py!=>7  
*d l"wH&  
template < typename T > I=YCQ VvA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const "d?f:x3v^  
  { 7b.U!Ju  
  return l(t) = r(t); `=!p$hg($  
} J1-):3A  
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。 y'rN5J:l  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 L_*L`!vQA"  
!b%,'fy)  
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 ^\YQ_/\~L  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: [&n|\!  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 1hNEkpL^a  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 yv${M u  
最后的布局是: 0^>E`/  
                Add v:P!(`sF  
              /   \ i$#,XFFp~  
            Divide   5 ;a{rWz1Wm  
            /   \ ,cQ)cY[  
          _1     3 DN|vz}s  
似乎一切都解决了?不。 -I vL+}K  
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。 $i&\\QNn  
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。 eH=c|m]!P  
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: -q(:%;  
L; C|ow^c  
template < typename Right > _z:Qhe  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const $Z7:#cZ Y  
Right & rt) const |B1Af  
  { !?r/ 4  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3ExVZu$  
} Ao!=um5D J  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 -eYL*Pa  
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。 nE<J`Wo$f  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 RQ5P}A 3H  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 K|~AA"I;  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 u.&|CF-  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? NlFo$Y  
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: a&:>Ped"  
rHo6iJj  
template < class Action > 9<qx!-s2rr  
class picker : public Action ZX]A )5G  
  { -$tCF>,  
public : tnRJ#[Io  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 'WnpwY  
  // all the operator overloaded tz8t9lb[  
} ; Ey = 4 b  
8a!2zwUBV  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 tAt;bYjb\  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: Eb7}$Ji\  
67 O<*M  
template < typename Right > &`sR){R  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const {9:hg9;E*  
  { W[ "HDR  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); jrdtd6b}  
} -~]^5aa5n  
4i96UvkZ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > q]?+By-0  
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。 [R$liN99z;  
&0h=4i=6r  
template < typename T >   struct picker_maker W#Cq6N  
  { }amE6  
typedef picker < constant_t < T >   > result; *hl<Y,W(  
} ; =KW|#]RB^  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > k^yy$^=<  
  { tpz=} q  
typedef picker < T > result; ^X(_zinN"  
} ; [sptU3,2U  
:`j"Sj !t3  
下面总的结构就有了: *U2Ck<"]  
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。 @s?oJpo  
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。 {!tOI  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 zlN+edgY#,  
至此链式操作完美实现。 T)O]:v  
9Iy[E,j  
X~#@rg!"  
七. 问题3 `;T? 9n  
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。 td`wNy\  
cG5$lB  
template < typename T1, typename T2 > ] : Wb1  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R =QM;  
  { 0YHYxn  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 3 dY6;/s  
} p\)h",RkA  
@nW'(x(  
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: L7[X|zmy*x  
}cyq'm i  
template < typename T1, typename T2 > r}Q@VS% %  
struct result_2 VN!^m]0  
  { 00R%  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ir"* iL=  
} ; hiT9H5 6 >  
Ubpg92  
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? W|FNDP0  
这个差事就留给了holder自己。 ud!r*E  
    C=M?  
FJ nG<5Rh  
template < int Order > MEDskvBG  
class holder; AZ}%MA; q  
template <> /}[zA@  
class holder < 1 > ..]B9M.  
  { c '/2F0y  
public : b<48#Qy~l  
template < typename T > mfUKHX5  
  struct result_1 >E{#HPpBi  
  { N n:m+ZDo^  
  typedef T & result; mT}Aje-L  
} ; v UJ sFR  
template < typename T1, typename T2 > 5 ,g$|,Shv  
  struct result_2 `<bCq\+`  
  { =]6_{#Z<  
  typedef T1 & result; D_]i/ F%  
} ; vs* _;vx  
template < typename T > A/ r;;S)%2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const I*%&)Hj~  
  { gDgP;i d  
  return (T & )r; CA'hvXb.  
} ZD iW72&Q  
template < typename T1, typename T2 > %pQdq[J={  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const V:$[~)k8  
  { t"4Rn<-  
  return (T1 & )r1; 8'>.#vyMGv  
} eo-XqiJ,]  
} ; u_$6LEp-  
t%ou1 &SO  
template <>  W"#j7p`d  
class holder < 2 > 'Sm/t/g"|  
  { _AA`R`p;  
public : bi,rMgW  
template < typename T > c'>8pd  
  struct result_1 47$-5k30  
  { w4 >:uyE  
  typedef T & result; uBV^nUjS"m  
} ; KX&Od@cQ$  
template < typename T1, typename T2 > )i?{;%^  
  struct result_2 C&qDvvk  
  { gqKC4'G0  
  typedef T2 & result; 1mkQ"E4  
} ; hwG||;&/H  
template < typename T > 6+5(.z-[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =t <:zLe  
  { n$A(6]z5O  
  return (T & )r; \q>e1-  
} 4c9-[KKCV  
template < typename T1, typename T2 > l93Q"*_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .XZ 71E  
  { 9e|{z9z[l  
  return (T2 & )r2; 7zi^{]  
} s7X~OF(#  
} ; K[Ws/yc^a  
oc,U4+T  
(W{rv6cq  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 rYP8V >  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: &St~!y6M?  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ueS[sN!  
U{.+*e18  
return l(i, j) = r(i, j); 'R-JQ E-]  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) #m[w=Pu}  
?Ix'2v  
  return ( int & )i; (>kBmK1Aj  
  return ( int & )j; d60Fi#3d  
最后执行i = j; a93d'ZE-X  
可见,参数被正确的选择了。 0VWCm( f-  
C=pPI  
^.B `Z{Jb  
()rx>?x5  
r A&#>R`  
八. 中期总结 n[S41809<  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ^y;OHo  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 z;Gbqr?{{  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 7m@^=w  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor  G$cq   
(D +{0 /  
E2ayK> ,  
KX=:)%+  
4jue_jsle  
e`gGzyM  
九. 简化 /ltP@*bo  
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。 }rb ]d'|  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 8Y;zs7Y  
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: %`<`z yf  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ? geWR_Z  
  +-*/&|^等 {?kKpMNNn  
2. 返回引用。 :@z5& h  
  =,各种复合赋值等 *X =f  
3. 返回固定类型。 \?Oly171  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 'KIi!pA.  
4. 原样返回。 ,nuDoc  
  operator, .\hib. n3  
5. 返回解引用的类型。 { <ao4w6B  
  operator*(单目) D aqy+:  
6. 返回地址。 f T+n-B  
  operator&(单目) Wy0a2Ve  
7. 下表访问返回类型。 >8{`q!=|~  
  operator[] , T%pGku  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 `Mh<S+/  
  operator<<和operator>> Wcay'#K,  
$dWl A<u  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 (B~V:Yt  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: V HY<(4@  
vGMOXbq4&  
template < typename Left > 8b#Yd  
struct value_return <LA`PbQa  
  { h-v &I>  
template < typename T > |jCE9Ve#  
  struct result_1 2w.9Q (Sn  
  { =B 4gEWR  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; VAB&&AL  
} ; h"Yqm"U/  
N#6A>  
template < typename T1, typename T2 > H)}1xQ{3F  
  struct result_2 _bV=G#qKK  
  { H?r;S 5)c  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; *#{.\R-D  
} ; "1j\ZCXK_Z  
} ; )9sr,3w  
2|_Jup  
T`2fPxM:cZ  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait PXQ9P<m  
uB)6\fkTB  
下面我们来剥离functor中的operator() U8I~co:h  
首先operator里面的代码全是下面的形式: aPP<W|Cmo2  
1V9X(uP  
return l(t) op r(t) (NWN&  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 0 Vgn N  
return op l(t) QCY{D@7T  
return op l(t1, t2) .$x[!fuuR&  
return l(t) op nO7o7bc  
return l(t1, t2) op {&j{V-}f  
return l(t)[r(t)] ;[\2/$-  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] {<{G 1y~  
J'4@-IM  
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: %TggNU,  
单目: return f(l(t), r(t)); }oxaB9r  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ";Xbr;N  
双目: return f(l(t)); 0FR%<u  
return f(l(t1, t2));  $.]t1e7s  
下面就是f的实现,以operator/为例 ,,j=RG_  
D/6@bcCSY  
struct meta_divide m_U6"\n 5  
  { z=h5  
template < typename T1, typename T2 > a} fS2He  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) HG 6{`i  
  { [/,6O  
  return t1 / t2; Rw^YTv  
} jN[6JY1  
} ; g~["O!K3  
9@EnmtR  
这个工作可以让宏来做: :/[ZgreN6  
J?ZVzKTb>}  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 7[<sl35  
template < typename T1, typename T2 > \ &,kB7r"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; I;4CvoT  
以后可以直接用 +Y^F>/4=Y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ^znv[  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 [(UqPd$  
(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。。。) k{w^MOHNg  
)Is*- W  
oK1[_ko|  
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 i|noYo_Ah\  
-&$%m)wN  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > R;,HtN  
class unary_op : public Rettype K?m:.ZM  
  { kb\v}gfiD/  
    Left l; |.8=gS5  
public : KKXb,/  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 67:<X(u+!  
!Jp.3,\?~  
template < typename T > #UN{ J6{  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2EcYO$R!  
      { +VCo=oA  
      return FuncType::execute(l(t)); D>^ix[:J  
    } Sqt"G6<  
$^aXVy5p  
    template < typename T1, typename T2 > Q+M3Pqy  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w% -!dbmb%  
      { )g<qEyJR  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); qNVw+U;2P  
    } 5j 01Mx A  
} ; |MrH@v7S  
Ntrn("!  
kx(:Z8DX  
同样还可以申明一个binary_op }4MG114j  
sU!q~`; J  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > I}A#*iD  
class binary_op : public Rettype C:EoUu  
  { ?qW|k6{O  
    Left l; hs uJ;4}$q  
Right r; Vta;ibdeqW  
public : 5DUPsV  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} df rr.i  
({b/J0 <@D  
template < typename T > sjkl? _  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g*AqFY7|  
      { :6iq{XV^  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &4iIzw`  
    } /VZU3p<~  
g<c^\WG  
    template < typename T1, typename T2 > X0=- {<W  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XArLL5_L  
      { G ~\$Oq8  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); bFXCaD!{G  
    } V$D d 7  
} ; PelV67?M  
"n-xsAG  
w2V E_  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 n_2 LkW<?  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 4rdrl  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) #!@ ]%4  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ]qRz!D%@^  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9:~^KQ{?  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 &!MKqJ@t  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ;<rJ,X#  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ]`m5!V_Y  
下面是修改过的unary_op h*%1Jkxu  
H9[.#+ln  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > _{);n$`  
class unary_op P=z':4,M}  
  { Y" |U$  
Left l; w$HC!  
  w]XBq~KO  
public : k/Q]K e  
>s~`K^zS  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} h {btT  
Bqj *{m  
template < typename T > G;+ 0V0K  
  struct result_1 ~vS.Dr  
  { 5?"ZM'4  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; |u=57II#xK  
} ; jqmP^ZS  
?yh.*,dgi  
template < typename T1, typename T2 > d|lzkY~  
  struct result_2 ?-i&6i6Y  
  { pqX=l%{4ES  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; p]HtJt|]  
} ; 7n.J.<+9  
c5u?\  
template < typename T1, typename T2 > =p:6u_@XWj  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Hu.d^@V  
  { ~Q\[b%>J  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); pTd@i1%Nr  
} i ib-\j4d  
d4tVK0 ~  
template < typename T > $>Do&TU   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p! 1zhD  
  { 2Hj]QN7"   
  return OpClass::execute(lt(t)); )VrHP9fu  
} <jjaqDSmz  
K;O\Pd  
} ; ps [rYy  
@m4d4K@  
nMqU6X>P!  
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 NU"X*g-x^  
好啦,现在才真正完美了。 Zs)9O Ju  
现在在picker里面就可以这么添加了: +q!6zGs.  
>EG;2]M&  
template < typename Right > $TiAJ}:  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ,P]{*uqGiB  
  { 0'",4=c#V  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 4`B:Mq&j  
} bcg)K`'N  
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。 uv4jbg}Z+3  
~-x\E#(  
$@X,J2&  
eyOAG4QTV  
(;0]V+-  
十. bind nLQJ~("  
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。 w@R-@ G  
先来分析一下一段例子 W%x#ps5%  
ZO}*^  
5NK:94&JE  
int foo( int x, int y) { return x - y;} [ q}WS5Cp  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 7O j9~3o4  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 z;)% i f6  
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。 $U1'n@/J  
我们来写个简单的。 ^;e`ZtcI  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: /on p<u  
对于函数对象类的版本: Fwtwf{9I  
~Km8 -b(&  
template < typename Func > $vd._j&  
struct functor_trait a&JAF?k  
  { dpS  
typedef typename Func::result_type result_type; wP'`!O[W  
} ; `*B8IT)  
对于无参数函数的版本: BehV :M  
lB3X1e9  
template < typename Ret > D  UeT  
struct functor_trait < Ret ( * )() > o3yZCz  
  { Wl{Vz  
typedef Ret result_type; uPpP")  
} ; 6+>rf{5P7  
对于单参数函数的版本: ft5Bk'ZJ  
U]d+iz??b  
template < typename Ret, typename V1 > r+n&Pp+9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > G{<wXxq%  
  { E[y?\{  
typedef Ret result_type; ["z$rk  
} ; 3!I8J:GZ:  
对于双参数函数的版本: l[gL(p"W  
5|Uub ,  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > iw%DQ }$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > yTk9+>  
  { -kkXyO8js  
typedef Ret result_type; B{Rig5Sc  
} ; iJcl0)|  
等等。。。 rW6LMkt72  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy QH;aJ(>$  
jWQB~XQY  
template < typename Func > cIH`,bR  
struct func_return MFVFr "  
  { aLr^uce]  
template < typename T > i ):el=  
  struct result_1 m{X;|-DK[  
  {  W* YfyM  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,v/C-b)I  
} ; DZvpt%q  
dg-pwWqN  
template < typename T1, typename T2 > BJvVZl2h  
  struct result_2 UV=TU=A\o  
  { ls=<c<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; {\k9%2V*+  
} ; Mc.KLz&,FC  
} ; ~"(1~7_  
`g#\ Ws  
E:7vm@+  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 g wk\[I`;  
*J6qL! ["  
template < typename Func, typename aPicker > E-RbFTVBA  
class binder_1 hPl;2r  
  { dK=BH=S2?X  
Func fn; r`5;G4UI  
aPicker pk; 0X@5W$x  
public : q.*qZ\;K  
\]^|IViIQ  
template < typename T > ,y^By_1wS  
  struct result_1 wH<S0vl   
  { n_5g:`Y  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; tZ(Wh  
} ; /(Y\ <  
Bk8U\Ut  
template < typename T1, typename T2 > 8F%T Z M  
  struct result_2 M 3^p,[9r#  
  { g?`w)O 7v  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; !0cfz5t  
} ; Kl^Yq  
s4w<X}O_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Q_ $AGF  
hcej?W8j  
template < typename T > JjM^\LwKkL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }3@`'i7  
  { 0<e7!M=U1  
  return fn(pk(t)); [QeKT8  
} 4((Z8@iX/  
template < typename T1, typename T2 > bju0l[;=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S6cSeRmw  
  { I@.qon2V  
  return fn(pk(t1, t2)); 1cUC>_%?  
} e{"d6pF=  
} ; lk8VJ~2d  
YTY0N5["  
IUzRE?Kzf  
一目了然不是么? bBjVot  
最后实现bind E#T'=f[r~  
bMgp  
:5;[Rg5 2  
template < typename Func, typename aPicker > lG q;kIQ  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7m8L!t9  
  { d8|:)7PSt  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); wd u>3Ch"y  
} SJw0y[IL6(  
[<cP~  
2个以上参数的bind可以同理实现。 YV0e)bf  
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。 &H* F  
zm"&8/l  
十一. phoenix ${`\In_?O  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:  xU)~)eK  
P||u{]vU  
for_each(v.begin(), v.end(), brZ3T`p+.P  
( wp$SO^?-  
do_ LM0 TSB?  
[ ucTkWqG  
  cout << _1 <<   " , " -6#i~a]  
] / Z \zB  
.while_( -- _1), I_v]^>Xw  
cout << var( " \n " ) 8 #0?  
) _QCAV+K'  
); eQzTb91  
s9@IOE GAt  
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: )00#Rrt9  
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 AX[/S8|6  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 G>cTqD6gT  
那么我们就照着这个思路来实现吧: `lr\V;o!  
Jg^tr>I~  
SxMh '  
template < typename Cond, typename Actor > I#9A\.pO  
class do_while UT"L5{c  
  { A9F Z`  
Cond cd; @"Do8p!*(6  
Actor act; )TG\P,H9  
public : {d=y9Jb^  
template < typename T > V5R``T p  
  struct result_1 \\)3:1X  
  { 6VRVk7"  
  typedef int result_type; #uKHw2N  
} ; 4ajBMgD]KG  
-j<m0XUQ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} m_oBV|v{  
852$Ui|I  
template < typename T > .] 5&\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N\mV+f3A@,  
  { k?1cxY s  
  do }i?P( Au  
    { JWM/np6  
  act(t); 8&H1w9NrX_  
  } Xig%Q~oMp  
  while (cd(t)); >KC*xa"  
  return   0 ; dA)7d77  
} *F2obpU  
} ; 9v0f4Pbxm  
UI |D?z<  
/TS>I8V!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). bMf +/n  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 R~)c(jj5  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。  k:R9wo  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 LKztGfy  
下面就是产生这个functor的类: Q-Bci Bh$  
Ywlym\ [+  
=v1s@5 ;~  
template < typename Actor > o KX!{  
class do_while_actor wN"irXG  
  { K@%.T#  
Actor act; 6<FJ`l]U9  
public : E9QNx6 2  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 7vgz=- MZ#  
dEns|r  
template < typename Cond > X2Y-TE T  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; amgYr$)m  
} ; NcRY Ch  
6SW:'u|90  
SbrBlP: G  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 liPUK#  
最后,是那个do_ P#"vlNa  
bQEQHqY5  
866n{lyL  
class do_while_invoker rn U2EL  
  { Mv JEX8M  
public : X2T)]`@  
template < typename Actor > 5>"-lB &  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Mt<TEr}7Z=  
  { 592q`m\  
  return do_while_actor < Actor > (act); fGY. +W_  
} (N0G[(>  
} do_; *}A J7]  
/3'>MRzR  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? !&ac}uD^g  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 M%sWtgw(  
最后来说说怎么处理break和continue =M ?  
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。 ~~b[X\1  
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