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
  • 4527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 1p}Wj*mc  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 H>C bMz1u  
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, 0vv~G\yM  
0nb%+],pX  
TF8#I28AD  
^p3 GT6  
  class filler "W7|Xp  
  { `WayR^9  
public : ab6I*DbF  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ''nOXl  
} ; h$02#(RHJ  
OD8 fn  
MNu0t\`p4  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: -uYxc=4Lh  
:*Wq%Y=  
sM-,95H  
VhO%4[Jl  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); l!tR<$|  
IbI0".o  
GKt."[seV  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 36=aahXd\  
(uC8M,I\  
fu5L)P^T  
q/ljH_-  
二. 战前分析 -ZaeX]^&Q\  
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。 @ZJL]TO  
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 ?4b0\ -  
-Uo11'{  
FP=B/!g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c]^P$F8U  
  /* --------------------------------------------- */ .ck?JXg  
vector < int *> vp( 10 ); 8c9HJ9vk  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ~+Gh{,f  
/* --------------------------------------------- */ WE) *~5  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); *~^63Nx!  
/* --------------------------------------------- */ 0>{ ]*  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ?h}NL5a  
  /* --------------------------------------------- */  i;O_B5 d  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 0i*V?  
/* --------------------------------------------- */ ;C@mT;hR  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); YlrN^rO  
K0gQr.J53  
]X6<yzu&+l  
p\&O;48=  
看了之后,我们可以思考一些问题: D4L&6[W  
1._1, _2是什么? Bv<gVt  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 %,@pV%2  
2._1 = 1是在做什么? _*o <<C\E  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Xz^nm\  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ^^b'tP1>  
7a"06Et^  
PeJ#9hI~rQ  
三. 动工 nj s:  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: dxX`\{E  
]h S:0QE  
m4/qxm"Dx:  
Vm%G q  
template < typename T > ~F,~^r!Jtu  
class assignment aKj|gwo!  
  { b? ); D  
T value; 7P<VtS  
public : h&'|^;FM  
assignment( const T & v) : value(v) {} l'"nU6B&  
template < typename T2 > >Z!!`0{  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } P73GH  
} ; qX@e+&4P0  
99=~vNn  
NH/A`Wm  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 KfiSQ!{  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ?#z$(upQ  
Py;5z  
6}6Q:V|  
UePkSz9EU  
  class holder W![K#r5T  
  { Hhknjx  
public : A)U"F&tvm  
template < typename T > v5M4Rs&t  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const h*fN]k6  
  { =ANr|d  
  return assignment < T > (t); F!X0Wo=  
} =o 9s?vOJ  
} ; s;vt2>;q+e  
Ih.+-!w  
^77W#{Zs  
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: VEgtN}  
,8 4|qI  
  static holder _1; t(3f} ?  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 2_wue49-l  
e4z~   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D>5)',D8xi  
而不用手动写一个函数对象。 z206fF  
ia5%  
vqeH<$WHvy  
*p(_="J,  
四. 问题分析 $}&a*c>  
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。 c]M+|R5  
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。 cp Ot?XYR~  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 hL3up]pZ  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 __ g?xw  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 1 m'.wh|  
%E_Y4Oe1  
五. 问题1:一致性 UVw^t+n  
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*YmHJ:k  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 B=cA$620  
Ic0Sb7c  
struct holder /GgID!8  
  { <O+GXJ2  
  // a}@b2Wc*  
  template < typename T > <MS>7Fd2  
T &   operator ()( const T & r) const tNY;wl:wp  
  { 0S5xmEzop  
  return (T & )r; 1?.CXq K  
} O<$w-(  
} ; d ~ M;  
0T`Qoo>u  
这样的话assignment也必须相应改动: 4FaO+Eo,8  
Z|_V ;*  
template < typename Left, typename Right > #f#6u2nF\  
class assignment 3 `_/h' ~  
  { Xe);LhDC  
Left l; Y~}MfRE3z  
Right r; LLgw1 @-D  
public : No7-fX1B  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ;{I9S'  
template < typename T2 > @}q, ';H7  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } g@'XmT="_  
} ; }`w(sec:3  
|m-N5$\IC  
同时,holder的operator=也需要改动: *y4g\#o.  
nuq@m0t\#  
template < typename T > I2/am8!u%  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const $[X][[  
  { YhH3fVM  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); zbFy3-RP  
} E3'I;  
Pn9".  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 Vo"G@W)lZ  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 "e-Y?_S7R8  
.JKH=?~\  
return l(rhs) = r; Tt~4'{Bc  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 JzEg`Sn^  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: E{V?[HcWq  
51ViJdZ  
template < typename Tp > vGi<" Sn7  
class constant_t oZ2:%  
  { NV./p`k  
  const Tp t; (A?>U_@  
public : YW7w>}aW  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} % f;v$rsZ  
template < typename T > gOg7:VPG  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ]C^ #)7  
  { I;@q`Tm  
  return t; tpS gbGzp  
} 9Buss+K?/h  
} ; !PIg ,  
5 SQ!^1R 9  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0gqV>:  
下面就可以修改holder的operator=了 sO ) H#G  
|}d^lQ9  
template < typename T > B*G]Dr)e  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const cWQJ9.:7  
  { @|(cr: (=H  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;jgf,fbM  
} B9"d7E#wHF  
Sv#MlS>  
同时也要修改assignment的operator() N-l`U(Z~P  
;y-JR$M  
template < typename T2 > J0Yb_(w  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } #btz94/~O  
现在代码看起来就很一致了。 /5E0'y,|P  
V~PGmn[V  
六. 问题2:链式操作 ]n4PM=hz  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ;C-ds  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 }h1BAKg  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 {eU>E /SQ  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 p@78Xmu?q  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct EC\@$Fg  
$x }R2  
template < typename T > { 5r]G  
struct result_1 /'8%=$2Kw  
  { /[ m7~B]QE  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; HxK'u4I  
} ; qVU<jt  
O\7x+^.  
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: Q7u|^Gu,5  
#c:@oe4v  
template < typename T > =H7p&DhD[  
struct   ref OR&pGoW  
  { 4j;IyQDvM  
typedef T & reference; f/L8usBXq  
} ; y={ k7  
template < typename T > W.4R+kF<  
struct   ref < T &> "#Z e3Uy\  
  { :[l}Bb,  
typedef T & reference; $-DW+|p.?^  
} ; A23K!a2u&  
ty!DMg#  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 8/2Wq~&  
tV4yBe<``  
template < typename T > VP< zOk7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 6MOwn*%5k  
  { 2L^/\!V#  
  return l(t) = r(t); >W+,(kAS  
} e}O&_ j-  
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 '?"guh`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -0a3eg)Z*  
;nh_L(  
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 ],AtR1k  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: At>e4t2@  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 }vZfp5Y  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Kez0Bka  
最后的布局是: fV9+FOZn  
                Add )2"WC\%  
              /   \ 7/&taw%i  
            Divide   5 #l>r9Z71  
            /   \ ^XyC[ G@[  
          _1     3 &7kLSb&|;  
似乎一切都解决了?不。 bZSt<cH3  
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。 =?L16mu1&  
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。 atZNX1LD[/  
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: h_X'O3r  
,6y.wNb:F  
template < typename Right > FXk*zXn6  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const v+E J $  
Right & rt) const $lB!Q8a$  
  { mr[1F]G  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); V B ^1wm  
} 4Tuh]5  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 k'.cl^6Z8  
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。 'n{=`e(}cI  
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。 (xfy?N  
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。 3I'7+?@@l  
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。 `0s3to%7  
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? lx$Z/f  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 1_&W1o  
O|m-[]  
template < class Action > IF&edP[V  
class picker : public Action v7j/_;JE;  
  { Ku6ndc  
public : ^Gbcs l~Gj  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 9XUYy2{G  
  // all the operator overloaded Fbotn(\h@  
} ; %N\45nYU:  
!*^+7M  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 e}gGl<((g  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: (CDh,ZN;|  
=s AOWI,8!  
template < typename Right > 7F]oK0l_  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const -iy17$  
  { }K.)yv n  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); P2>_qyX  
} cgcU2N6y;  
9~ V(wG  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > (CAV Oed  
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。 ,o2x,I  
JWM4S4yZHR  
template < typename T >   struct picker_maker =J-&usX  
  { fuf' r>1n  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Cs]\3R|D`  
} ; L$Xkx03lz>  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > }lkU3Pf1U  
  { 4d`f?8vS  
typedef picker < T > result; ktY  
} ; DBfq9%J _  
aB&a#^5CI  
下面总的结构就有了: gW G>}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。 N+UBXhh  
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。 oj6=.   
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 )CH\]>-FO  
至此链式操作完美实现。 ckdCd J  
6C_H0a/h&  
j%S} T)pX  
七. 问题3 &x.5TDB>%  
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。 o -x=/b  
MA=gCG/JD  
template < typename T1, typename T2 > &)Vuh=  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TY+Rol;!  
  { 2j^8{Agz  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); V#&S&dn  
} /jc; 2  
){J,Z*&  
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: uq!d8{IMu  
27JZwlzZ  
template < typename T1, typename T2 > i:R_g]  
struct result_2 utdus:B#0  
  { 0d,&)  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; |@D%y&  
} ; 0VgsV;  
p1s& y0: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? od/Q"5t[p  
这个差事就留给了holder自己。 mnYzn[d3U  
    c=B!\J<1  
0$R}_Ok  
template < int Order > Nk\/lK\  
class holder; I~M@v59C  
template <> s9b+uUt%  
class holder < 1 > e>HdJ"S`  
  { ti ic>j\D  
public : . P! pC  
template < typename T > F PAj}as  
  struct result_1 p?<T _9e  
  { x]"N:t  
  typedef T & result; ;:~-=\  
} ; l\bgp3.+  
template < typename T1, typename T2 > CDFX>>N  
  struct result_2 h],l`lT1\  
  { }(UU~V  
  typedef T1 & result; >s%m\"|oh  
} ; /n9,XD&)  
template < typename T > UDgUbi^v|D  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %c&< {D}r  
  { 'oM&Ar$  
  return (T & )r; )K 0rPnYV  
} 8{%[|Ye  
template < typename T1, typename T2 > UTxqqcqEny  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const y=e|W=<D&  
  { Tml>>O  
  return (T1 & )r1; eBl B0P  
} LyT[  
} ; O&PrO+&  
jW.IkG[|  
template <> WD'[|s\  
class holder < 2 > m@c\<-P  
  { /80RO:'7  
public : \ci[<CP  
template < typename T > =(as{,j  
  struct result_1 D"s ]dQ$r  
  { \yo)oIi[p  
  typedef T & result; 7,D6RP(b  
} ; >KCnmi  
template < typename T1, typename T2 > FJ V!B&  
  struct result_2 p M_oIH'8:  
  { -* piC(  
  typedef T2 & result; .^FdO$"  
} ; oAq<ag\qV  
template < typename T > =8 Jq'-da  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /HM 0p  
  { /-C6I:  
  return (T & )r; uU`Mq8) R  
} FP h1}qS  
template < typename T1, typename T2 > wb (quu  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k9o LJ<.k  
  { e_t""h4D  
  return (T2 & )r2; af;~<o a  
} i{nFk',xX  
} ; Xp_G9I,+  
%D<>F&h  
{wVJv1*l  
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> >。 &/]g@^h9  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )p+6yH  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \m3ca-Y  
0r'<aA`=I  
return l(i, j) = r(i, j); aiwKkf`\  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) J4^aD;j  
]w9\q*S]  
  return ( int & )i; 8al%F_r]  
  return ( int & )j; ;{K/W.R  
最后执行i = j; /UPe@  
可见,参数被正确的选择了。 YhFd0A?]  
}SBpc{ch  
^@n?&  
o" e]9{+<  
x`gsD3C  
八. 中期总结 xa|/P#q  
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: zQyt1&!  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 +OX:T) 4h6  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 /.%AE|0+X  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tU >?j1  
H.]rH,8  
4ai|*8.  
_|vY)4B 4U  
<gbm 1iEe  
$Z{Xt*  
九. 简化 2<8JY4]!]  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ' lMPI@C6r  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 `\5u/i'Ca!  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: o[E|xw  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 6,UW5389  
  +-*/&|^等 :7jDgqn^|i  
2. 返回引用。 ;-!j,V+$h  
  =,各种复合赋值等 I<^&~==  
3. 返回固定类型。 %cFqD &6  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) q[MZSg  
4. 原样返回。 tw%z!u[a  
  operator, tg' 2 v/  
5. 返回解引用的类型。 `78)|a*R.  
  operator*(单目) [5sa1$n96G  
6. 返回地址。 s'yT}XQ;r  
  operator&(单目) ;7w4BJcq']  
7. 下表访问返回类型。 [,As;a*o  
  operator[] LP- _i}Kq  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 /D&7 \3}  
  operator<<和operator>> /r@~"R x'  
h;?H4j  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 1/% g VB8  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: `c%{M4bF\  
;<)<4N"  
template < typename Left > xN=:*#Z"pb  
struct value_return Emx`+9  
  { KBkS>0;X  
template < typename T > Cqc5jx0)  
  struct result_1 0mD=Rjb*a  
  { \zGmZZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; f?|cQ[#t!\  
} ; z*B-`i.  
b'$fr6"O1  
template < typename T1, typename T2 > p`2w\P3;)  
  struct result_2 uKE?VNC]  
  { #Z>EX?VS:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; u[G`_Y{=EM  
} ; B #zU'G*Y  
} ; MiB}10  
KR sY `[Y  
g;G]Xi.B}  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Qvl3=[S  
2{fPQQ;#  
下面我们来剥离functor中的operator() iX\]-_D  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Qy_! +q  
S<bsrS*$  
return l(t) op r(t) ;j^C35  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 8ZPjzN>c6  
return op l(t) 1NQstmd{  
return op l(t1, t2) JuTIP6 /G  
return l(t) op 4%9 +="  
return l(t1, t2) op 1DT}_0{0Q  
return l(t)[r(t)] 7r,h[9~e  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] deVbNg8gs  
9E-]S'Z  
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: \1R<GBC4  
单目: return f(l(t), r(t)); QkU6eE<M*  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); (D1$&  
双目: return f(l(t)); moT*r?l  
return f(l(t1, t2)); mO(A'p "b  
下面就是f的实现,以operator/为例 &h_do8R  
g:]X '%Ub  
struct meta_divide BA(PWX`H  
  { " }oH3L  
template < typename T1, typename T2 > =LHz[dSL  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) _,{R3k  
  { u#r[JF9LP  
  return t1 / t2; +4]31d&3  
} h}knn3"S  
} ; Q8>  
"ukiuCfVuW  
这个工作可以让宏来做: M:QM*?+)  
3; Ztm$8  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &x>8 %Q s  
template < typename T1, typename T2 > \ &2\^S+4  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Cr#Z.  
以后可以直接用 *j"u~ N F  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) uEX+j  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 WO]9\"|y  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) AaX][2y8  
)o%sN'U,1  
Lk>o`<*  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ~"8D]  
3L1MMUACL  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !5zDnv  
class unary_op : public Rettype F*rsi7#!pG  
  { -}$mv  
    Left l; a7Yz X5n  
public : {$fd?| 9h  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} l`k""f69W  
(N 0kTi]b  
template < typename T > gof'NT\c  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %&Q9WMo  
      { U+2U#v=<  
      return FuncType::execute(l(t)); -gK*&n~  
    } n1J;)VyR  
}$E341@  
    template < typename T1, typename T2 > _KZ&/  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q$lgC v^M  
      { ]**h`9MF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); yh:Wg$qx  
    } SQ0?M\D7  
} ; }K'gjs/N;  
|rr<4>)X  
%]1.)j  
同样还可以申明一个binary_op jhF&   
X5w_ }Nhe  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ])tUXU>  
class binary_op : public Rettype }{y(&Oy3Y  
  { 7*I:cga  
    Left l; )p!.V( ,  
Right r; OLs<]0H  
public : K);)$8K  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3GVS-?  
yhG%@vSq  
template < typename T > odsLFU(  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,6AnuA  
      { %`)lCK)2  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); VAnP3:  
    } -~=?g9fGm6  
(T 8In  
    template < typename T1, typename T2 > _-c1" Kl  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6haw\ *  
      { *-\qO.4\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3$f+3/l  
    } $rV4JROb  
} ; pr?k~Bn  
;]\>jC  
$/#F9>eZ  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 2m{d>  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 -50Qy[0."  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) sEzl4I  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 k;V (rf`  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! )1, U~+JFU  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 WNo7`)Kx  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 R8bKE(*rxj  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 0i3Z7l]  
下面是修改过的unary_op {baG2Fe1`b  
wmB_)`QNP  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > f~t5[D(\Q,  
class unary_op me  ,lE-  
  { KEfwsNSc%  
Left l; 20Z=_},  
  d\-v+'d*+  
public : E/@  
?DgeKA"A  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} F_.1^XM  
des.TSZ  
template < typename T > 9!?Ywc>0#  
  struct result_1 7xh91EU:4  
  { iBh.&K{j  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; AkAQ%)6qV  
} ; u2 t=*<X  
RaC8Sq7hW  
template < typename T1, typename T2 > *4OB 88$  
  struct result_2 h$l`)AH^  
  { T%]@R4z#q  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L}=t"y  
} ; f<y-{.VnN$  
'_B;e=v`  
template < typename T1, typename T2 > ?*L{xNC#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z>PS>6  
  { :j&-Lc  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 'y&DOy/|  
} YkF52_^_  
3g87ir  
template < typename T > a[=;6!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }fZ~HqS2w  
  { P!u0_6  
  return OpClass::execute(lt(t)); g&r3 ;  
} 5Zuk`%O  
^GnR1.ux  
} ; IC:>60A,]  
uNf97*~_  
e7r3o,!  
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 9c{T|+ ]  
好啦,现在才真正完美了。 5;@2SY7 ,  
现在在picker里面就可以这么添加了: js;k,`  
F60?%gg  
template < typename Right > C;0VR  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Hq aay  
  { Ij2T h]  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); a"m-&mN  
} s1bb2R  
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。 uaqV)H  
w*\JA+  
2sYz$ZGC"#  
&mkL4 jXG  
,wZq ~; 2  
十. bind 4ufT-&m};s  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 KEjMxOv1  
先来分析一下一段例子 {]]#q0|  
x}~Z[bx  
:Z.P0=  
int foo( int x, int y) { return x - y;} L| ]fc9W:  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 2"EaF^?\  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 zmFS]IOv$  
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。 nT9Hw~f<j  
我们来写个简单的。 L KLLBrm:  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: A "/|h].  
对于函数对象类的版本: /h 4rW>8D2  
B&AF(e (  
template < typename Func > MIY`"h0*  
struct functor_trait -oi@1g @  
  { .UYhj8  
typedef typename Func::result_type result_type; =g|5VXW5  
} ; !NMiWG4R  
对于无参数函数的版本: D< 0))r  
Ctbc!<@o  
template < typename Ret > :A+}fB IN  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "a-;?S&  
  { #giH`|#d  
typedef Ret result_type; pP%9MSCi  
} ; <07]w$m/  
对于单参数函数的版本: Mtc  -  
]fSpG\yU  
template < typename Ret, typename V1 > e_}tK1XY  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q@[(0R1  
  { U~w8yMxX  
typedef Ret result_type; KG GJ\r6  
} ; $!^C|,CS  
对于双参数函数的版本: +5Ju `Z  
1[!7xA0j  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > :OV6R ,  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [Pl''[  
  { 5| Oj\L{  
typedef Ret result_type; f^lhdZ\  
} ; q+ `QiPj  
等等。。。 qW S"I+o,S  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy : . PRM+  
[WI'oy  
template < typename Func > EUW>8kw0  
struct func_return ccT <UIpq  
  { h:i FLSf  
template < typename T > &t6:1T  
  struct result_1 h-\Ov{~  
  { vlFq-W!  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; N]-skz<v  
} ; >z7 3uKA(  
R&Ss ET.  
template < typename T1, typename T2 > <{i1/"k?X  
  struct result_2 Js^(mRv=  
  { m#<Jr:-  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; eQ*zi9na  
} ; "q KVGd  
} ; rDGrq9  
JAy-N bb\  
o .V JnrJ  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 n. vrq-  
jp|*kBDq\  
template < typename Func, typename aPicker > ZC`VuCg2O  
class binder_1 iNilk!d6Q3  
  { .)<l69ZD Z  
Func fn; $4Dr +Z H  
aPicker pk; sQ+s3x1y  
public : 0"Zxbgu)  
&?5me:aU  
template < typename T > s1tkiX{>  
  struct result_1 #kE8EhQZ  
  { bXA%|7*  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; DVf}='en8  
} ; x~F YG  
u8gqWsvruM  
template < typename T1, typename T2 > O:ACp<@  
  struct result_2 "{kE#`c6<n  
  { "{Hl! Zq/  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; pu_?) U  
} ; ]x(6^:D5  
Dl,sl>{  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Sj o-Xf}  
lMcO2006L  
template < typename T > ].sD#~L_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FL4BdJ\  
  { '6\ZgOO9  
  return fn(pk(t)); p+0gE5  
} vy` lfbX@  
template < typename T1, typename T2 > "H=N>=g0E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E)wf'x  
  { !tb!%8{~  
  return fn(pk(t1, t2)); |oSqy  
} JJ'f\f9  
} ; Y!+H9R  
;j qF:Wl@  
nM *}VI  
一目了然不是么? M+%qVwp  
最后实现bind x U"g~hT  
lM#,i\8Q  
u6%\ZK._ \  
template < typename Func, typename aPicker > )&Z`SaoP|J  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) @pH6FXVGzt  
  { ]z#)XW3#i  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Ikw.L  
} tx)$4v  
lr?SL\D  
2个以上参数的bind可以同理实现。 sLFZ 61rT  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 M8$e MS1  
4* I XBi7%  
十一. phoenix h<bhH=6~  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: w'XN<RWA  
j\zlp  
for_each(v.begin(), v.end(), r^H,H'BohJ  
( /^v!B`A @  
do_ unKl5A[h  
[ !\'H{,G  
  cout << _1 <<   " , " :{VXDT"  
] i7cUp3  
.while_( -- _1), *e<}hm Dr  
cout << var( " \n " ) W*DK pJy  
) 4O.R=c2}7>  
); PgA1:i&'  
IP@3R(DS%  
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: U$3DIJVI  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 8@LUL)"  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 9%53 _nx?  
那么我们就照着这个思路来实现吧: s= 5 k7  
dQ _4aO  
_l1"X^Aa  
template < typename Cond, typename Actor > g-B{K "z  
class do_while Ab>Kfr#  
  { ]mz'(t  
Cond cd; qkz|r?R)  
Actor act; [h !i{QD  
public : X Q CE`m  
template < typename T > cB36w$n8  
  struct result_1 "K$c9Z8  
  { &[ ],rT  
  typedef int result_type; qL`yaU  
} ; '[HQ}Wvn  
>`/s+V  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ~j(vGO3JB  
87W!R<G  
template < typename T > uqU&k@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yla- X|>  
  { W7gY$\1<&  
  do 4:^MSgra  
    { pLCS\AUTsv  
  act(t); uB3VCO.;_  
  } ZJc{P5a1J  
  while (cd(t)); r:$*pC&{  
  return   0 ; m#i4_F=^b  
} e|5@7~Vi  
} ; I/!AjB8W4  
t&F:C  
+rA#]#hN  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). GAZRQ  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 >;R`Q9s7  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 .MRN)p  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 5f?GSHA}  
下面就是产生这个functor的类: *W`7JL,  
uv8k ea .(  
+P Dk>PdEt  
template < typename Actor > RAk"C!&^m  
class do_while_actor .'Q*_};W  
  { GQk/ G0*&  
Actor act; e$WAf`*  
public : 6({)O1Z  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} z5 @i"%f  
_+nk3-yQw  
template < typename Cond > Tx]p4wY:D  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; w{ |`F>f9  
} ; *s-s1v  
);_/0:  
oU @!R  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 2+DK:T[  
最后,是那个do_ :T?WN+3  
C22h*QM*  
&4sz:y4T>  
class do_while_invoker e`H>}O/ai  
  { O[eU{ ;P  
public : X }i2qv  
template < typename Actor > ;%(sbA  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const HRrR"b9:  
  { FG+pR8aA$  
  return do_while_actor < Actor > (act); db8vm4  
} ^Y;,cLXJ  
} do_; 1 gcWw, /  
6-tIe _5  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? zPybP E8  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S[yrGX8lu  
最后来说说怎么处理break和continue VpAwvMw  
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。 @ext6cFe3<  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五