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
  • 7230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 _%GGl$kH  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 i@4~.iZ8  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, }X=[WCK U  
.B\5OI,]  
v;0|U:`]  
5Lf{8UxI  
  class filler wR^R M(1  
  { ldp%{"ZZ  
public : ,dx3zBI  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} v.]Q$q^  
} ; 'z$Q rFW  
mVR P~:+  
*guoWPA|Ij  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Lliq j1&  
/FIE:Io  
zSFDUZ]A3  
X@f "-\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); VP6ZiQ|  
2"B_At  
[h,QBz  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 &cu lbcz  
~}+Hgi  
&0`) Q  
rf$X>M=G  
二. 战前分析 rp0ZvEX  
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。 Uy$)%dYfq5  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 `+uhy ,  
y>aZXa  
pbU!dOU~e  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); M`l.t -ut  
  /* --------------------------------------------- */ nI*v820,  
vector < int *> vp( 10 ); '60 L~`K  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); K5XK%Gl"  
/* --------------------------------------------- */ *;Ed*ibf  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); QPfc(Z  
/* --------------------------------------------- */ D`VM6/iQR  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <-u8~N@43W  
  /* --------------------------------------------- */ /;utcc  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); !Uq^7Mw  
/* --------------------------------------------- */ |0%+wB  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); o5Q{/  
y8rm  
) lZp9O  
T16{_  
看了之后,我们可以思考一些问题: /, !B2  
1._1, _2是什么? />9O R  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 \xS&v7b  
2._1 = 1是在做什么? ]~E0gsq  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 LH@j8YB5u  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 o!!yd8~*r  
dtc IC0:[  
(4Zts0O\  
三. 动工 ,Y>Bex_v  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,Bal  
yd?x= |  
b%S62(qP  
0JJS2oY/  
template < typename T > NvvUSyk\;s  
class assignment P [k$vD  
  { T"0,r $3:  
T value; PgRDKygE  
public : 1rDqa(7  
assignment( const T & v) : value(v) {} )}_a 0bt  
template < typename T2 > XQ~Ke-QW)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } >G~R,{6U  
} ; T.qNCJmB  
d:i;z9b@to  
6A=8+R'`F  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 |H! 9fZO  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment J|w)&bV  
b/Xbs0q  
Z%n(O(^L  
j7)Ao*WN  
  class holder \R3H+W  
  { ]C:l,I  
public : I*`*Q$  
template < typename T > = hN !;7G  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const C|o`k9I#  
  { tT79 p.z B  
  return assignment < T > (t); 3hK#'."`N  
} X 51Yfr  
} ; "|HDGA5  
vVgg0Y2  
w&x!,yd;  
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: iIP8`! O  
l}lIi8  
  static holder _1; g{P%s'%*  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 H Tz  
L^{|uP15N  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); PtTHPAKj  
而不用手动写一个函数对象。 4NdN< #Lr  
!0dNQ[$82  
I'@Ydt2  
XZ5 /=z  
四. 问题分析 leQT-l2Bk  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 +(+Itmx2&  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Q pmsOp|  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 c~v~2DM  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?Oc{bF7  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 d`/tE?Gw  
"hdvHUz  
五. 问题1:一致性 YXI'gn2b#  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| fks)+L'  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 bN3#{l-`  
nQ/E5y  
struct holder z1Ov|Q`  
  { 0p@k({]<  
  // 7k(Kq5w.  
  template < typename T > d` [HT``  
T &   operator ()( const T & r) const %DQhM,c@  
  { 8zBWIi  
  return (T & )r; c-Pw]Ju  
} T]?n)L,2  
} ; &wB\ ~Ie-  
]]"jw{W}A  
这样的话assignment也必须相应改动: =ID 2  
>X51$wBL  
template < typename Left, typename Right > 6AWKLFMV  
class assignment CQpCS_M  
  { xrN &N_K#  
Left l; {H{X[p8  
Right r; #-GJ&m8  
public : o^V(U~m]  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} y7|P-3[ 4w  
template < typename T2 > 0V!l,pg  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ;q1A*f\:#  
} ; +nT'I!//  
R9! Uo  
同时,holder的operator=也需要改动: CV{r5Sye  
_fwb!T}$  
template < typename T > w` DW(hXJ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const X~xd/M=9^  
  { h)me\U7UC  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 7^Yk`Z?|a  
} wm+})SOX9  
3<=G?of  
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。 A%2:E^k(s  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 gp-T"l  
.E@|D6$D  
return l(rhs) = r; \t|M-%&)4  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 U bYEEY#  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Ve/xnn]'  
?r2#.W  
template < typename Tp > /NFz4h =>  
class constant_t 1c@} C+F+  
  { B7Tk4q\;Q  
  const Tp t; +L=*:e\j  
public : Nlj^D m  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u@3y&b  
template < typename T > `4 y]Z)  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ;zdxs'hJ  
  { d;+[i  
  return t; Zx$ol;Yd  
} Q_vW3xz  
} ; w%zRHf8C  
wI5Yn h  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 YQ0)5}  
下面就可以修改holder的operator=了 ~j'l.gQb  
<s@-:;9~  
template < typename T > U/NBFc:[y:  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const {W\T"7H  
  { $@i"un;  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); wP/A^Rs  
} Eaqca{%/^  
Gc$gJnQio  
同时也要修改assignment的operator() 9Ok9bC'?8@  
J/6`oh?,Q  
template < typename T2 > |D.O6?v@  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ,]5Ic.};p  
现在代码看起来就很一致了。 -<#!DjV6(  
7_# 1Ec|;  
六. 问题2:链式操作 1JEnnqu  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 wdvLx  
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。 -!({B H-M_  
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。 b5:op@V  
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。 m~'? /!!  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct mw^7oO#  
gf+d!c(/  
template < typename T > fKtV '/X;Q  
struct result_1 RL[E X5U  
  { ;<Km 3  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; {5|("0[F  
} ; )J(q49  
LG]3hz9^9  
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: |7@O( $b  
_u}4j9T  
template < typename T > X#w%>al  
struct   ref p#KW$OQ]8  
  { -@&1`@):{  
typedef T & reference; /b;K  
} ; Ay{t254/  
template < typename T > <:|3rfm#  
struct   ref < T &> {k(eNr,  
  { C}5M;|%3)  
typedef T & reference; jtm?z c  
} ; ]8;n{ }X  
G9g6.8*&  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:  oK 9'  
*U l*%!?D  
template < typename T > y]e>E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 6> {r6ixs1  
  { EC6k{y}bA  
  return l(t) = r(t); MP>n)!R[`  
} )$Z(|M4  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 nIfCF,6,  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 W9zE{)Sc~  
xdy^ ^3"  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Jg$xO@.  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: kVS?RHR  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Pgp {$ID  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 9tg)Mo%  
最后的布局是: /( 6|{B  
                Add K^t?gt@k}  
              /   \ 3_5XHOdE  
            Divide   5 H g5++.Bp  
            /   \ =22ALlxk  
          _1     3 o5aLU Wi-  
似乎一切都解决了?不。 [t0rfl{.  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 W2wpcc  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 /\Q*MLwD  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: <EO<x D=:  
'YSuQP>  
template < typename Right > ;,O fJ'q^  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const PKq-@F%X  
Right & rt) const jQj,q{eA  
  { ;2giZ\  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9j|gdfb%ml  
} !Ngw\@f  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 )yxT+g2!  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 H' J|U|  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ?HHzQ4w%{  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Me:{{-V4  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Z$KV&.=+  
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? V7t!?xOL  
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: BC\S/5~k  
bZipm(e  
template < class Action > _ :^ 7a3I  
class picker : public Action qS8B##x+=  
  { ZYtiMBJ  
public : DHfB@/q#  
picker( const Action & act) : Action(act) {} t0m*PJcF  
  // all the operator overloaded d @rs3Q1z  
} ; mxqG-*ch-  
1x >iz `A  
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。 KhM.Tc  
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: rlznwfr7+  
v@u<Ww;=@  
template < typename Right > CP` XUpX`&  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const #2%([w  
  { gX} g  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); p/]s)uYp$  
} %(LvE}[RJ  
So4nJ><p  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ]7qiUdxt:  
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。 -)w]a{F  
:mv`\  
template < typename T >   struct picker_maker _dU P7H (  
  { mrZ`Lm#>pS  
typedef picker < constant_t < T >   > result; WtX>Qu|  
} ; /r.6XZs6  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > AZZRa69=  
  { MC=G"m:_  
typedef picker < T > result; W8aU "_  
} ; !0fI"3P@r  
g*-2* \  
下面总的结构就有了: E8-53"m  
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。 d\]O'U)s  
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。 OV5e#AOy)  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ESDB[ O+`x  
至此链式操作完美实现。 T{S4|G1R6  
%<}=xJf>1  
; Zq/eiB  
七. 问题3  93w~.p  
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。  wRVD_?  
30 7fBa  
template < typename T1, typename T2 > W^xZ+]  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,d 7Z  
  { Hq xK\m%,.  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); am:.NG+  
} D@vMAW  
')nnWlK  
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: %2yAvGa1  
NfF~dK|  
template < typename T1, typename T2 > koH4~m{  
struct result_2 S;}qLjT  
  { jp m#hH{R  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; .s};F/(diD  
} ; /PC` 0/b  
#%cR%Z  
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?  .fJ*c  
这个差事就留给了holder自己。 o =9'  
    `s}BXKIv}  
H`D f  
template < int Order > ?~)Ak`=  
class holder; "=A|K~b  
template <> (2%>jg0M  
class holder < 1 > c)3O/`  
  { ahp1!=Z-=  
public : &|=?a cv  
template < typename T > F aWl,}]  
  struct result_1 +k rFB?>`  
  { l10-XU02  
  typedef T & result; Ed=}PrE  
} ; v&2+'7]w r  
template < typename T1, typename T2 > jYdV?B  
  struct result_2 ;](h2Z`3s  
  { .&(8(C  
  typedef T1 & result; r~[B _f!  
} ; #{w5)|S#JD  
template < typename T > VR v02m5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const AM?Ec1S #a  
  { KW>VOW<.  
  return (T & )r; 1NGyaI  
} 5&qY3@I7l  
template < typename T1, typename T2 > AP ;*iyQ[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const {]M>Y%j48  
  { ;z0"Ox=7  
  return (T1 & )r1; bm6hZA|  
} F '#^`G9  
} ; YZ*{^'  
lA4hm4"i(,  
template <> ._ih$=   
class holder < 2 > xPvRQ  
  { R2Yl)2 D  
public : HPTHF  
template < typename T > #Gp M22d'(  
  struct result_1 UKYupLu5  
  { ;/aB)JZ5=  
  typedef T & result; u#VweXyU  
} ; U6a z hi&,  
template < typename T1, typename T2 > tnL."^%A2I  
  struct result_2 #4q1{)=  
  { ^yD"d =z  
  typedef T2 & result; k -]xSKG  
} ; {9'hOi50  
template < typename T > O,]_ tp  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const r_=p,#}#  
  { 4 4<v9uSK  
  return (T & )r; V7n >,k5  
} 1!f2*m  
template < typename T1, typename T2 > {DS\!0T-X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const c&A]pLn+x  
  { 7BK46x  
  return (T2 & )r2; +/}_%Cf8  
} tgfM:kzw  
} ; *G9 [j$  
=<>pKQ)[  
taixBNv  
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> >。 x57'Cg \  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: {\luieG  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: [[&)cbv  
<]c#)xg  
return l(i, j) = r(i, j); Yd.027  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) XX:q|?6_ 4  
bWUS9WT  
  return ( int & )i; oX#9RW/ >I  
  return ( int & )j; j^rYFS w:Q  
最后执行i = j; 6_Fpca3L  
可见,参数被正确的选择了。 BM.-X7)  
rQ &S<  
H}(=?}+  
GA7u5D"0  
Q{8qm<0g  
八. 中期总结 EuLXtq  
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: CR.bMF}  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 fls#LcI9>6  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 oq243\?Y  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3^'#ny?l  
G u6[{u  
O<bDU0s{M  
yIlV[_  
m^5s >hUl  
( -xR7A  
九. 简化 !>q?dhw@  
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。 Mo~ki"9.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 /XjN%|  
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: }]tFz}E\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 I>d I[U  
  +-*/&|^等  JUmw$u  
2. 返回引用。 kz$(V(k<  
  =,各种复合赋值等 9y;y7i{>?  
3. 返回固定类型。 p[_Yi0U  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) VVgsLQd  
4. 原样返回。 !W 0P `i<  
  operator, _jiQL66pY  
5. 返回解引用的类型。 |x*{fXdMhr  
  operator*(单目) vT&j{2U7XW  
6. 返回地址。 }FHw" {my  
  operator&(单目) n#)PvV~  
7. 下表访问返回类型。 ]v<d0" 2  
  operator[] (/('nY  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 U2VV[e)Z!  
  operator<<和operator>> 2\DTJ`Y,  
?VUgwP_=  
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。 >7"$}5d  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: r(pwOOx  
G OH  
template < typename Left > yi sF5`+  
struct value_return o?;F.W_  
  { VjC*(6<Gj  
template < typename T > zoJ_=- *s  
  struct result_1 oo;;y,`8py  
  { vU?b"n  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; MJy;GzJ O  
} ; Zlr{L]c  
mJSK; @w<O  
template < typename T1, typename T2 >  { VS''Lv  
  struct result_2 44Q6vb?  
  { B{[f}h.n  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; =U=e?AOG2  
} ; Czq1 kz  
} ; Y]hV-_2+Do  
KuIBYaK, g  
nXv 7OEpTx  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait "xL;(Fqu  
iTj"lA  
下面我们来剥离functor中的operator() v<{wA`'R+  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Y;'VosTD  
&G0l&8pa  
return l(t) op r(t) 0m]~J_   
return l(t1, t2) op r(t1, t2) /#:Rd^  
return op l(t) P'-JbPXU  
return op l(t1, t2) := ]sq}IN  
return l(t) op (y-x01H  
return l(t1, t2) op mrK,Ql  
return l(t)[r(t)] MMd0O X)P  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Vf"O/o}hq,  
i,mrMi c#  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: \Oi5=,  
单目: return f(l(t), r(t)); IOSuaLH^  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); IlcNT_ 5a8  
双目: return f(l(t)); EC^Ev|PB\u  
return f(l(t1, t2)); 9`)w@-~~  
下面就是f的实现,以operator/为例 `Ev A\f  
[?Mc4uT{  
struct meta_divide 9@$tiDV  
  { 5%2ef{T[  
template < typename T1, typename T2 > Y1$#KC  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 73&]En  
  { IyrZez  
  return t1 / t2; *37LN  
} 04I6 -}6  
} ; Z}sG3p  
WF+bN#YJ  
这个工作可以让宏来做: g4~X#}:z$O  
h5LJij J  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ~a|^?7@p  
template < typename T1, typename T2 > \ uAW*5 `[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 2neF<H?^o  
以后可以直接用 ^U-vD[O8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) yq/[/*7^  
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 TSc~$Q]  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ZcUh[5:|  
E9L!O.Q  
ir9Q##f  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ;FV~q{  
g`%ED0aR  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > QV nO  
class unary_op : public Rettype I ybl;u  
  { Y|hzF:ll  
    Left l; 1?/5A|?V4+  
public : 5QqJ I#4~  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^q4l4)8jX  
xTa4.ZXg  
template < typename T > x:f|3"\s  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4@/q_*3o  
      {  IgzCh  
      return FuncType::execute(l(t)); #Pb7EL#c  
    } 1Qp1Es<)  
(hhdbf  
    template < typename T1, typename T2 > 7i-W*Mb:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iFAoAw(  
      { '0'"k2"vC  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); O4 +SD  
    } N:UDbLjw~  
} ; N}8HK^n*  
K B`1%=  
A^T~@AO  
同样还可以申明一个binary_op a z:~{ f*-  
j6&zRFX  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ?`vM#)  
class binary_op : public Rettype 'U|MM;(  
  { eZ8Y"i\!y  
    Left l; *3w/`R<\  
Right r; yS:IRI.  
public : beN>5coP%A  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |1_$! p  
9E->;0-  
template < typename T > 42n@:5`{+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6T{o3wc;  
      { [[*0MA2Y  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); bWX[<rh'  
    } ^'C,WZt  
Xa?6#  
    template < typename T1, typename T2 > zVc7q7E  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const nJ'>#9~a'>  
      { h-?q6O/|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); )$gsU@H -  
    } [T}%q"<  
} ; e B(S+p?  
4'}_qAT  
.J<qfQ  
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 i(&6ys5  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 &9RW9u "  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) /VhE<}OtH  
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。 Qq;m"M/  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! *oX  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 }C`}wS3i  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 gJcXdv=]2  
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) t9f4P^V`  
下面是修改过的unary_op 1,%#O;ya  
^H\-3/si*  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > <WHs  
class unary_op 9d,]_l.sB  
  { |`q)/ 08b  
Left l; QigoRB!z#9  
  lt2Nwt0bv  
public : Zgy2Pot  
5KC\1pe i  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} NU)`js  
V~]'+A q>  
template < typename T > ERX|cc  
  struct result_1 U!;aM*67  
  { J1c&"Oh  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; b68G&z>   
} ; Ye\*b? 6  
+>i<sk  
template < typename T1, typename T2 > }]39 iK`w  
  struct result_2 7&RJDa:a7T  
  { PPj6QJ]R0  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; [o[v"e\w  
} ; v'bd.eqw  
ok\/5oz  
template < typename T1, typename T2 > oQ-|\?{;A  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >jrz;r  
  { a' >$88tl  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); E-tNB{r@  
} ~*cY&  9  
nuQLq^e  
template < typename T > *OGXu07 !  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >QZt)<[  
  { u\1Wkxj  
  return OpClass::execute(lt(t)); \MFWK#W  
} o trTrh  
\@PUljU]  
} ; v_@#hf3  
?%za:{  
Ng_rb KXC#  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug q/w6sQx$  
好啦,现在才真正完美了。 D $CY:@  
现在在picker里面就可以这么添加了: Kz3h]/A.  
"13 :VTs[5  
template < typename Right > Lm*LJ_+ B  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const o+)LcoP u  
  { O%++0k;  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,QHx*~9  
} h@>rjeY@  
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。 6ImV5^l  
XvzV lKL  
7AtXG^lK  
Dho^^<`c+  
 I^(o3B  
十. bind ZAo)_za&mH  
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。 0JZq:hUd  
先来分析一下一段例子 Bn#HJ17/#  
rD(ep~^M  
xU\:Vid+A  
int foo( int x, int y) { return x - y;} {z[HNSyRs  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ^qzT5W\@  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 k0 e|8g X  
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。 $OFFH[_z  
我们来写个简单的。 T\e)Czz2-  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: / =Uv  
对于函数对象类的版本: <T.3ZZ%  
4Tzu"y  
template < typename Func > 9 K /  
struct functor_trait RH'F<!p  
  { h&)vdCCk  
typedef typename Func::result_type result_type; xX4^nem\G  
} ; LWb}) #E  
对于无参数函数的版本: GLKN<2|2@y  
D16;6K'{  
template < typename Ret > VY&9kN  
struct functor_trait < Ret ( * )() > u, SX`6%  
  { r+#V{oE_  
typedef Ret result_type; f s"V'E2a  
} ; -ZoOX"N}  
对于单参数函数的版本: (B/F6 X;o.  
>'1Q"$;  
template < typename Ret, typename V1 > yY g&'3  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > {u=\-|t  
  { bQN4ozSi  
typedef Ret result_type; E~g}DKs_5  
} ; 'a{5}8+8  
对于双参数函数的版本: |xgCV@  
e/% ;  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > c{4nW|/W  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > XOU-8;d  
  { B oj{+rE0  
typedef Ret result_type; &qI5*aQ8T  
} ; LYq2A,wm$  
等等。。。 ?>\]%$5o  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy  B3+WOf5W  
u/:Sf*;?  
template < typename Func > W%XS0k}x  
struct func_return Pymh^i  
  { z?_}+  
template < typename T > p*&LEjaVM4  
  struct result_1 uy-Ncy  
  { [ MXXY  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 2Ku#j ('  
} ; Di1G  
;o@`l$O   
template < typename T1, typename T2 > oD}FJvV  
  struct result_2 ZG[0rvW  
  { YK+Z0ry  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; vAhO!5]>\  
} ; +#db_k  
} ; r`g;k&"a  
rMFZ#38d  
F5Q. Vh  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ?'#;Y"RT  
n|,Vm@zV  
template < typename Func, typename aPicker > ~u`! Gi  
class binder_1 ! tPK"k  
  { Z6AU%3]  
Func fn; PWD]qtr  
aPicker pk; }N9a!,{P=b  
public : +~k,4  
]{U*+K%,J  
template < typename T > g(r'Y#U  
  struct result_1 :Du{8rV  
  { nMoF;AdKm  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; KIY_EE$?  
} ; ,F9wc<V8  
4wD^?S!p  
template < typename T1, typename T2 > z}N^`_ *  
  struct result_2 %7wzGtM]ps  
  { #YVDOR{z  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;S27m]Q?  
} ; (9_e >2_  
"lzg@=$|)  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} %LlKi5u]  
0 S8{VZpy  
template < typename T > ZS>/ 5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i1&noRGl  
  { IX3 yNTW"L  
  return fn(pk(t)); C4TD@  
} Y tj>U  
template < typename T1, typename T2 > 2m}]z.w#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EMH}VigR  
  { `CouP-g.  
  return fn(pk(t1, t2)); 9JeGjkG,  
} }4`YdN  
} ; d }CMX$1  
\/%Q PE8  
.shI% 'V  
一目了然不是么? s_?* R  
最后实现bind 8>+eGz|  
}(O kl1  
<sG>[\i  
template < typename Func, typename aPicker > [/^g) ^s:  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) #!j&L6  
  { . k DCcnm  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); d-&dA_ ?  
} w8Vzx8  
OU=IV;V{  
2个以上参数的bind可以同理实现。 = $Yk8,  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Y(mwJud|  
hrxASAfg6  
十一. phoenix Du4?n8 o  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: B|w}z1.  
<"9Z7" >  
for_each(v.begin(), v.end(), .qP zd(<T7  
( ht!:e>z&4  
do_ 1fG@r%4  
[ KA[Su0  
  cout << _1 <<   " , " 7En~~J3  
] N.J:Qn`(  
.while_( -- _1), #f@53Pxb  
cout << var( " \n " ) |'(IWU  
) BNLall  
); +eat,3Ji  
p{u}t!`!d  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: @}}1xP4Sr  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 1O{67Pf  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 bJvRQrj*3  
那么我们就照着这个思路来实现吧: nI` 1@ vB&  
,peFNpi  
UcIR0BYa  
template < typename Cond, typename Actor > LDNUywj@w  
class do_while `Q[$R&\  
  { ba.OjK@  
Cond cd; 5PySCGv  
Actor act; %|||M=akk  
public : oOvbel`;  
template < typename T > '/@VG_9L]  
  struct result_1 <Z wEdq  
  { ttxOP  
  typedef int result_type; }?$Mh)  
} ; HKf3eC  
V!4E(sX  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} z(` kWF1<  
WfI~l)  
template < typename T > Z r*ytbt  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const m{" zFD/  
  { =Ih_[$1dw  
  do JaTW/~ TU  
    { ENr&k(>0HQ  
  act(t); '1IH^<b  
  } Iu]P^8  
  while (cd(t)); )oCF| 2qc  
  return   0 ; Ei!z? sxzx  
} &'j77tqOk  
} ; r,\(Y@I  
qz):YHxT]n  
q2Dg~et  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). {M5IJt"{4b  
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。 +z_0?x  
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。 9)`wd&!  
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。 P^r8JhDJ  
下面就是产生这个functor的类: l K%Hb=  
owB)+  
NH!! .Z"  
template < typename Actor > /vU31_eZt  
class do_while_actor (TsgVq]L  
  { \qPrY.-  
Actor act; eAEVpC2  
public : R8]bi|e)  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^YV[1~O  
$MR4jnTT  
template < typename Cond > /fEXAk  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; G"(!5+DLy  
} ; o@-cT`HP  
6{ Eh={:b  
yCVBG  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 !cZIoz  
最后,是那个do_ USY^ [@o[f  
Sr0mA M  
0!T $Ef   
class do_while_invoker %\u>%s <9  
  { c_ i;'  
public : ]](hwj  
template < typename Actor > _;9)^})$  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 4ai3@f5  
  { 92R{V%)G  
  return do_while_actor < Actor > (act); "7d_$.Z  
} qIl@,8T  
} do_; s5 BV8 M  
+VDB\n   
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? H}/1/5 L  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 }OZfsYPz}T  
最后来说说怎么处理break和continue ~EymD *  
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。 nN: i{t4f  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八