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
  • 7316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 U<T.o0s=  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 t r)[6o#  
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, 5m.{ayE  
[73 \jT  
{zTo[i  
HR.^ y$IE  
  class filler MCPVql`+`q  
  { <F>^ffwGH-  
public : jkTh)Bm|'  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} [r[IWy(}  
} ; 2#<)-Cak  
sj;n1t}$S  
|E%i t?3M  
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: xiWP^dIF  
.G ^-. p  
we4k VAn  
%l4;-x<e  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); cst}/8e  
h/)kd3$*'  
JJIlR{WY_  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Q9i&]V[`  
jTR>H bh  
11'^JmKA  
Yk;-]qi7  
二. 战前分析 )bd)noZi  
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。 J?oI%r7^  
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 e_<'zH_1  
_u[2R=h  
O/(QLgUr  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Po)!vL"   
  /* --------------------------------------------- */ _/S qw  
vector < int *> vp( 10 ); >/]` f8^  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); #Nv^F  
/* --------------------------------------------- */ ifXGH>C  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }Wk^7[Y  
/* --------------------------------------------- */ 1BjMVMH  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 7J[DD5  
  /* --------------------------------------------- */ Jw 4#u5$$Z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 6YHQ/#'G~  
/* --------------------------------------------- */ |Ix{JP"Lk  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); rexNsKRK_  
&H4Y`xV^=  
3)6TnY/u6{  
9a6ij*#  
看了之后,我们可以思考一些问题: 5LF&C0v  
1._1, _2是什么?  kS7`g A  
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。 eT'Z;ZO  
2._1 = 1是在做什么? -MK9IO]i  
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。 ^t$xR_  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 .c5)`  
8v ZY+Q >  
8ofKj:W]  
三. 动工 HM]mOmL90N  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: nI es}n:  
0| }]=XN^  
n^t!+  
^[6S]Ft(  
template < typename T > rRQKW_9mB  
class assignment (a9>gLI0  
  { 1iJaj  
T value; tkX?iqKQ  
public : W\pO`FL  
assignment( const T & v) : value(v) {} S]x\Asj;w  
template < typename T2 > Q H 57[Yg  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } BY5ODc$  
} ; h@{mcz  
=j~vL`d2]  
y2o~~te  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 (MGYX_rD  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment >+FaPym  
/wX5>^  
BW x=Q  
d=DQS>Nz  
  class holder =v{Vl5&>?  
  { \\)9QP?  
public : P;U(2;9 N  
template < typename T > !zQbF&>  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const GO]5~ 4k  
  { +pY-- 5t  
  return assignment < T > (t); ku5vaP(  
} Fnc MIzp  
} ; $]<wQH/?_  
sW&5Mu-  
x(+H1D\W   
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ^N&@7s  
I&9Itn p$  
  static holder _1; O8k+R@  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 JFu9_=%+  
_KJ!C!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); s# V>+mU  
而不用手动写一个函数对象。 rK[;wD<  
w2) @o >w  
d T7!+)s5-  
K"jS,a?s 6  
四. 问题分析 ~7>D>!!  
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。 ugzrG0=lx  
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。 ~X<?&;6  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `hf`lq^  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 |@BX*r  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 %W^Zob  
Vr:`?V9Q2(  
五. 问题1:一致性 s8  5l  
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?| dK41NLGQ  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Al+}4{Q+?  
,Bs/.htQj  
struct holder Ip |=NQL>  
  { E1s~ +  
  // )fl+3!tq  
  template < typename T > L:\>)6]Ls  
T &   operator ()( const T & r) const o8X? 1  
  { 8GeJ%^0o}  
  return (T & )r; SQJ +C%   
} p$}/~5b}4  
} ; Xc$Zkfmms  
jAdZS\?w  
这样的话assignment也必须相应改动: \ #N))gAQ  
,uPN\`.u8  
template < typename Left, typename Right > `<-/e%8  
class assignment |W*5<2Q9  
  { W~FU!C?]  
Left l; %c@PTpAM  
Right r;  Vqr]Ui  
public : ^% L;FGaA  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} !JtM`x/yR  
template < typename T2 > n&2OfBJ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 3+&k{UZjt  
} ; Sd/7#  
LqLhZBU9  
同时,holder的operator=也需要改动: ECk3Da  
qERJEyU?  
template < typename T > /!%?I#K{Wq  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const WmkCV+thA  
  { UrO& K]Z  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); mqbCa6>_S  
} ipE|)Ns  
$>T(31)c  
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。 MDBqIL]Hc  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 N'CW Sf.e  
sR^b_/ElxT  
return l(rhs) = r; {Ve3EYYm  
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。 Bus]OF>hu  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: #pyFIUr=w  
-f*5lkO  
template < typename Tp > v\E6N2.S  
class constant_t MnlD87x@X  
  { ,w f6gmh8  
  const Tp t; WD1>{TSn  
public : Ezev ^O]   
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ,~/WYw<o  
template < typename T > ;p7R~17  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const nd$92H  
  { 7yjun|Lt}X  
  return t; (b.4&P"0  
} U'u_'5 {  
} ;  > H&v  
\58bz<u"  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 xUNq!({T  
下面就可以修改holder的operator=了 '<QFf  
 ^"~r/@l  
template < typename T > BLAF{vVaf  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const o'Fyo4Qd  
  { /ZM xVh0  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); s>W :vV@  
} ) ~gIJW  
#^yOW^  
同时也要修改assignment的operator() RF;[:[*W  
maa$kg8U*!  
template < typename T2 > |~#A?mK-  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ^Ku]8/ga  
现在代码看起来就很一致了。 4>HaKJ-c#  
=M}tet }  
六. 问题2:链式操作 `,]_r 4~ ~  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 @eutp`xoT\  
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。 w~&#:F?  
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。 p1hF.  
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。 [-i&)eX  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ^>>9?  
G B,O  
template < typename T > m`):= ^nC  
struct result_1 WnOvU<Z <  
  { h?$J;xn  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *]}F=dtR k  
} ; }p-/R'  
`.dwG3R  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: rqnxRq  
KhP_U{)D  
template < typename T > +'+ Nr<  
struct   ref V#|/\-@  
  { Q2)(tB= )  
typedef T & reference; /9,'.  
} ; dh.{lvlX|  
template < typename T > p_%,JD  
struct   ref < T &> {:b~^yW  
  { /Oi(5?Jn  
typedef T & reference; H "5,To  
} ; |z"$^|@d?  
N{ $?u  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ;MK|l,aIQ  
isdNW l  
template < typename T > Aqz $WTHW+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 2y|n!p T  
  { 1 0.Z Bfn  
  return l(t) = r(t); @GGQ13Cj(  
} ){z#Y#]dP  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Iz83T9I&  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -3 ANNj  
8~yP?#p  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Qds:*]vGS  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: n qx0#_K-E  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 tCoE4Ed  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 6J#R1.h  
最后的布局是: wq,&0P-v  
                Add  LAM{ ,?~  
              /   \ `B&=ya|bl  
            Divide   5 :8`$BbV  
            /   \ u"%D;  
          _1     3 +5I'? _{V  
似乎一切都解决了?不。 6v]`s  
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。 #Ef!X  
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。  qT #=C'?  
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: mF!4*k  
%Tu(>vnuj  
template < typename Right > Y~Vc|zM^(  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const |pbetA4&  
Right & rt) const kP/<S<h,g  
  { &cTOrG  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ;K|K]c  
} f2pA+j5[  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 bA2[=6  
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。 "w0~f6o  
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。 X8}\m%gCU  
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。 YlT&.G  
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。 2TQZu3$c  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? e6H}L:;  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: @8w5Oudvx  
vJct)i  
template < class Action > _TmKn!Jw  
class picker : public Action *93=}1gN  
  { 2A =Y  
public : P*>?/I`G  
picker( const Action & act) : Action(act) {} fVa z'R  
  // all the operator overloaded k h*WpX  
} ; e-UWbn'~  
6[RTL2&W  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 1JdMw$H  
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: \CE+P5  
R.l!KIq  
template < typename Right > 2 M\7j  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const n@h$V\&\iM  
  { 6/Yo0D>M$  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \ZhkOl  
} $Q}L*4?]  
n[qnrk*3 %  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /.rj\,  
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。 ,3eN&  
0bJT0_  
template < typename T >   struct picker_maker $bF+J8%D  
  { \6.dGKK  
typedef picker < constant_t < T >   > result; | 2<zYY  
} ; d8R|0RZ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > #*lDKn[vO  
  { -^t.eZ*|  
typedef picker < T > result; C`3 XOth  
} ; ^jdtp  
'@WBq!p  
下面总的结构就有了: 8 $H\b &u  
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。 fk6=;{  
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。 9!_LsQ\)  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Z,\(bW qF  
至此链式操作完美实现。 RhT:]  
=h=-&DSA  
#lSGH 5Fp?  
七. 问题3 >gq=W5vN(  
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。 8'zfq ]g  
z#|Auc0  
template < typename T1, typename T2 >  lX/7  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Er8F_,M+  
  { W!kF(O NA  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 'qo(GGC M  
} a #s Nd  
<;>k[P'  
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: [; $:Lr  
I7SFGO  
template < typename T1, typename T2 > |HJ`uGN<b  
struct result_2 ) k[XO  
  { _Gb 7n5p  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; -iW>T5f  
} ; ;}KJ[5i-V  
mI:D  
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? =>Z4vWX*  
这个差事就留给了holder自己。 ){u# (sW  
    NU{eoqaT  
0pB'^Q{  
template < int Order > P@n rcgM.  
class holder; \k6OP  
template <> t4~?m{  
class holder < 1 > 2v4&'C  
  { B VH)!]m0  
public : 'cIFbjJ  
template < typename T > _U*1D*kLI[  
  struct result_1 6 !fq658  
  { N>P" $  
  typedef T & result; kf~>%tES]  
} ; 9!2$?xqym  
template < typename T1, typename T2 > j E5=e</  
  struct result_2 zH~g5xgh  
  { Aq(,  
  typedef T1 & result; 6"rS?>W/mO  
} ; &?y|Pn  
template < typename T > |\"%Dy[m  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \MmB+'f&R  
  { {S%;By&[  
  return (T & )r; _x`:Ne?  
} -%[6q  
template < typename T1, typename T2 > u`-:'@4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const _jxysFl=  
  { sv "GX< +  
  return (T1 & )r1; 6 {3ql:  
} @}+B%R  
} ; -wNhbV2  
]i `~J  
template <> ,s@S`KS0  
class holder < 2 > eB,@oo%  
  { Tn38]UL  
public : Nii5},  
template < typename T > s>>lf&7  
  struct result_1 '=(yh{W  
  { )D]LPCd[  
  typedef T & result; T0\[": A  
} ; Zyz)`>cB  
template < typename T1, typename T2 > iq 8Hq)I]  
  struct result_2  f|yq~3x)  
  { 1JI7P?\B  
  typedef T2 & result; WS@8Z0@RD  
} ; w %6 L"  
template < typename T > Fy_~~nI0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const d+8|aS<A  
  { [t5 Dd  
  return (T & )r; )hK;27m4  
} UC00zW<Z@"  
template < typename T1, typename T2 > H a`V"X{}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const f-}_  
  { >Y:veEa6v6  
  return (T2 & )r2; 9!D c=  
} :{Iv ]d  
} ; mT1Q7ta*P  
n{c-3w.uD  
_9iF`Q  
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> >。 ]U 1S?p  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: +gb"} cN  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: &23t/`   
VOp+6ho<  
return l(i, j) = r(i, j); ve(@=MJ  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) e#tWQM3  
y#lg)nB  
  return ( int & )i; w /CD-  
  return ( int & )j; 3 +D4$Y"  
最后执行i = j; .Na'yS `J  
可见,参数被正确的选择了。 7b kh")^  
L7.LFWq$S  
]jP 0Z#  
DJRr  
)Vx C v  
八. 中期总结 6wyhL-{:  
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: 42DB0+_wz  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 xn7bb[g;  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 U }}E E~W  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor NX<Q}3cC  
n(Ry~Xu_  
[>kzQYT[  
Yb>A?@S  
bLz('mUY  
gAy"W$F  
九. 简化 DEKO] i  
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。 t~]tw  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3 W?H^1t  
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: >vQKCc|93  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 lMXLd91  
  +-*/&|^等 8';huq@C{  
2. 返回引用。 /KCIb:U  
  =,各种复合赋值等 H^w Inkf>  
3. 返回固定类型。 l`AA<Rj*O-  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Be0v&Q_NK  
4. 原样返回。 Dt+u f5o(  
  operator, &-`a`  
5. 返回解引用的类型。 )/?s^D$,  
  operator*(单目) Pill |4c<  
6. 返回地址。 6 Zv~c(   
  operator&(单目) LGC3"z\=  
7. 下表访问返回类型。 M4}zRr([.5  
  operator[] &uu69)u  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 f1/i f:~6  
  operator<<和operator>> At8^yF   
xo(3<1mD  
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。 p/&s-G F  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 5%XEybc2  
]4-t*Em  
template < typename Left > ~2U5Wt  
struct value_return )%(H'omvl  
  { T Z@S?r>^  
template < typename T > uB3Yl =P  
  struct result_1 @>hXh +!2h  
  { >U[YSsFt6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; je~gk6}Y  
} ; VxGR[kq$]  
=:v5` :  
template < typename T1, typename T2 > gS ^Y?  
  struct result_2 \ >|:URnD  
  { CZ/:(sOJ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; fhQ}Z%$  
} ; ?N!.:~~k  
} ; ;!/g`*?  
@RVj~J.A  
Pt %EyFG  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait CKRnkTTiV  
r*4@S~;  
下面我们来剥离functor中的operator() FKu^{'Y6E0  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /hbdQm  
ST^{?Q  
return l(t) op r(t) o^& nkR  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 6ALUd^  
return op l(t) AG<TY<nqL  
return op l(t1, t2) \"hP*DJ"  
return l(t) op nM&UdKf3  
return l(t1, t2) op R//S(eU68\  
return l(t)[r(t)] Ewczq1%l:  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 5_Opx=  
A LnE[}N6,  
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: 5Lm<3:7Q+  
单目: return f(l(t), r(t)); 3r,^is  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /s~&$(d59o  
双目: return f(l(t)); \I`g[nT|  
return f(l(t1, t2)); e't1.%w  
下面就是f的实现,以operator/为例 .2:S0=xt<  
Z?tw#n[T  
struct meta_divide F6 c1YI[  
  { ]h_V5rdX@  
template < typename T1, typename T2 > ]u@`XVEJ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) pj9s=}1 '  
  { ,O ]AB  
  return t1 / t2; 2*@.hBi  
} ?o6\>[O  
} ; RI64QD  
1q;r4$n  
这个工作可以让宏来做: 05Go*QvV  
rA#Ji~  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Y!L<& sl   
template < typename T1, typename T2 > \ G .k\N(l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; [I7([l1Wvd  
以后可以直接用 #^&.*' z%z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) #R$[?fW  
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 e.ksN  
(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。。。) 8ORr  
5Dlx]_  
aXO|% qX  
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 /0I=?+QSo  
Di8;Tq  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \mp5G&+/Q  
class unary_op : public Rettype [xsiSt?6  
  { iKN800^u  
    Left l; ck4g=QpD{  
public : tM;S )S(=  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} X mX .)h'Y  
$y&1.caMa  
template < typename T > [E/}-m6g  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )!(etB=`y  
      { JqmKD4p  
      return FuncType::execute(l(t)); $*i"rlJC  
    } _ 0Ced&i  
bB|P`l L  
    template < typename T1, typename T2 > "sU  ~|  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [ O"8Tzr  
      { qo" _w%{  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); z("Fy  
    } 0al8%z9e@  
} ; GcYT<pwN6  
:Y;\1J<b1  
LQrm/)4bF5  
同样还可以申明一个binary_op M,b^W:('4  
,HM~Zs  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > [r5k8TB1  
class binary_op : public Rettype Jz6,2,LN  
  { '}q1 F<&  
    Left l; &k2nt  
Right r; znl_~:.4]X  
public : Tx'ctd#Y  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N$SJK  
+B0G[k7  
template < typename T > ^  M4-O~  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K'zG[[P  
      { {l-V  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); v lsS  
    } 8^Ov.$rP  
j,/t<@S>  
    template < typename T1, typename T2 > L7lRh=D  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E[RLBO[*n  
      { T>;Kq;(9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); .wfN.Z  
    } Z*rA~`@K6  
} ; Ut xe  
d@72z r  
^BFD -p  
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 0fTEb%z8  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行  !bi}9w  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 9k@`{+wmZ  
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。 ?w[M{   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! SAEV "  
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。。。 32sb$|eQq  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 KVrK:W--p  
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) mTW@E#)n  
下面是修改过的unary_op `1[GY){?)  
%g>{m2o  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > PNbs7f  
class unary_op f1RfNiW.  
  { !B3lsXLSY  
Left l; hoQ?8}r:  
  c.\J_^  
public : fii\&p7z  
 Dy[ YL  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} F^]?'`7md  
D@ji1$K  
template < typename T > i Y2%_b!5  
  struct result_1 z4nVsgQ$  
  { !r8Jo{(pb  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; KrFV4J[  
} ; a;A&>Ei}  
oEWx9c{~$  
template < typename T1, typename T2 > 2F[;Z*&  
  struct result_2 V!S B9t`E  
  { Z)U#5|sf  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;')T}wuq  
} ; 0CD2o\`8  
G"BoD5m  
template < typename T1, typename T2 > ):_x  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d%istFL)  
  { L^`oJ9k!  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 995^[c1o6  
} ,K'}<dm|x  
Lu~e^Ul   
template < typename T > GZN@MK*co  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S %"7`xl  
  { )pVxp]EI  
  return OpClass::execute(lt(t)); iK"j@1|  
} `f^`i~c\  
Ccocv>=Q&J  
} ; a91Q*X%  
mP)<;gm,  
pr-{/6j6  
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 QsmG(1=  
好啦,现在才真正完美了。 L#e|t0'#  
现在在picker里面就可以这么添加了: BX),U  
K6 ,5C0  
template < typename Right > Mdh(Mp(w  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const _OF 8D  
  { 2#A u6BvX  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~X;(m<f2  
} B(MO!GNg=  
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。 nDvny0^a  
>NwrJSx  
u%O^hcfb  
fxLhVJ"b  
J<_&f_K0]  
十. bind LwUvM  
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。 (D8'qx-M  
先来分析一下一段例子 &-+&`h|s  
MjU>qx::  
{kJ[)7  
int foo( int x, int y) { return x - y;} XEZ6%Q_  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 $Mx.8FC +  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 kmW!0hm;e  
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。 \]J" e%  
我们来写个简单的。 pAmTwe  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: U gB  
对于函数对象类的版本: e7L;{+XI  
yh5KN_W  
template < typename Func > su=.4JcK  
struct functor_trait 9GZF39w u  
  { d1j v>tu  
typedef typename Func::result_type result_type; /]xd[^  
} ; j.C C.[$g  
对于无参数函数的版本: YA^9, q6u?  
CSU>nIE0  
template < typename Ret > :B- ,*@EU  
struct functor_trait < Ret ( * )() > {uj9fE,)  
  { j )F~C8*  
typedef Ret result_type; %h%r6EB1F  
} ; Ro:-u7q  
对于单参数函数的版本: rMlbj2T  
XB;;OP12  
template < typename Ret, typename V1 > 73xI8  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > l}AB):<Z  
  { ^:-%tpB#!  
typedef Ret result_type; Gz*U?R-T  
} ; oS_p/$F,  
对于双参数函数的版本: <R{\pz2w  
/gFyow1W  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 6}ax~wYct  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > wU#Q>ut'%  
  { 9 I RE@c  
typedef Ret result_type; #8/Z)-G  
} ; 6!Isz1.re  
等等。。。 N7#GK]n%/}  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy g dC=SFb b  
)QZ?Bf  
template < typename Func > 6ldDt?iSg  
struct func_return fQx 4/4j  
  { R4qk/@]t  
template < typename T > b'-gy0  
  struct result_1 5 ?vIkf  
  { j#p3c  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; G#% =R`k/  
} ; 56':U29.]  
*`jEg=)  
template < typename T1, typename T2 > ZRxB"a'  
  struct result_2 i&LbSxUh9  
  { r?V|9B`$p  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mU&J,C  
} ; +vbNZqwz  
} ; 4t8 Hy  
Vfw$>og!  
jY?%LY@5I  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *smo{!0Gg  
`aI%laj&M  
template < typename Func, typename aPicker > ?y04g u6p  
class binder_1 :!A@B.E  
  { z(%Zji@!N  
Func fn; W4YC5ZH{l  
aPicker pk; krl yEAK=  
public : "1#,d#Q$  
1%=,J'AH  
template < typename T > i'EXylb  
  struct result_1 5g&'n  
  { a,tP.Xsl  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; j/Kw-h ,5"  
} ; be@MQ}6>  
uuC/F_='B  
template < typename T1, typename T2 > {jq-dL  
  struct result_2 p' gv5\u[w  
  { H5aUZ=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; _88~uYG  
} ; `H|g~7KD&  
I%s/h4x^B[  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} E|fPI u  
G37_ `C  
template < typename T > -J6}7>4^8}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kB:R- St  
  { eX$Biv1N  
  return fn(pk(t)); S n+Yi  
} 2Vi[qS^  
template < typename T1, typename T2 > Z3/zUtgs  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const HYY|) Wo  
  { (C:rH  
  return fn(pk(t1, t2)); [lJ[kr*7  
} z DK+8  
} ; TUUBC%  
3whyIXs  
FPMW"~v  
一目了然不是么? f Gfv{4R  
最后实现bind ~>EVI=?  
Av[jFk  
C^~iz in  
template < typename Func, typename aPicker > BxG;vS3>*e  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) `<Ftn  
  { bC{~/ JP  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?:2Xh/8-  
} u J$"2<O  
v ;A  
2个以上参数的bind可以同理实现。 f ;Dz(~ hw  
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。 ["7}u^z@<+  
<*\J 6:^n  
十一. phoenix Tv KX8m"  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: aG ,uF  
&V ;a:  
for_each(v.begin(), v.end(), 'F~u \m=E  
( B?4\IXek  
do_ I F@M  
[ Nf~<xK  
  cout << _1 <<   " , " -Z@ p   
] oa4}GNH  
.while_( -- _1), r5"/EMieh  
cout << var( " \n " ) nk{1z\D{  
) *!Dzst-J3  
); ubQ(O uM"  
v$cD!`+k  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ;Cy@TzO/|  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ,yF)7fN  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 pqe tYu  
那么我们就照着这个思路来实现吧: j{PX ~/  
Q&J,"Vxw  
^/+sl-6/F  
template < typename Cond, typename Actor > g[$B9 0  
class do_while Cr` 0C  
  { Yc$|"to  
Cond cd; fS ~.K9  
Actor act; 1m0':n Vdu  
public : $1v5*E  
template < typename T > 0v_8YsZ!`$  
  struct result_1 g DhwJks  
  { ![ QQF|  
  typedef int result_type; =bDG|:+  
} ; = `^jz}  
jmFN*VIL  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} NR*SEbUU*  
>g[W@FhT'k  
template < typename T > gU?)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *t_&im%E  
  { =6sXZ"_Tw  
  do TU/J]'))C  
    { aPC!M4#  
  act(t); Vo%d;>!G\;  
  } H@zk8]_P  
  while (cd(t)); @2mP  
  return   0 ; 9ZBF1sMg  
} g|P hNo  
} ; "jHN#}  
CytpL`&^]  
Y8PT`7gd`  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). "|.(yN  
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。 #RF=a7&F  
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。 Trrh`@R  
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。 gy{a+Wbc*  
下面就是产生这个functor的类: @I&"P:E0F;  
=Wf@'~K0k"  
%gaKnT(|r  
template < typename Actor > QP#Wfk(C  
class do_while_actor wLtTC4D  
  { D}T, z  
Actor act; ]c)SVn$6  
public : BGX@n#:  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} h,x]  
fDd!Mt  
template < typename Cond > <IVz mzpL  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; z7q2+;L  
} ; (5> ibe  
o$O,#^  
>-P0wowL  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 GHy#D]Z  
最后,是那个do_ k 3 l  
f[I c hCwX  
i.sq^]j  
class do_while_invoker guv@t&;t0  
  { {<kG{i/  
public : z(3"\ ^T  
template < typename Actor > akQH+j  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const vrzX%'  
  { U3}R^W~eb  
  return do_while_actor < Actor > (act); _ ^{Ep/ME=  
} ]D%k)<YK  
} do_; +&OqJAu  
Q(UGwd1  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? S F>D:$a  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Z+"&{g  
最后来说说怎么处理break和continue N^+ww]f?  
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。 6mdnEmFM]  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五