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
  • 4115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 Qk,I^1w?7  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 w)Q0_2p.  
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, <-[wd.M_  
pov)Z):}G<  
gLy&esJl1  
#wV8X`g  
  class filler a'2$nbp}  
  { O+]Ifm[  
public : | h;0H`  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Kac' ;1  
} ; ly:q6i  
n2oz"<?$S  
I~ok4L?VB  
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: 3+@<lVew6  
tD+9kf2  
=zKhz8B(  
ApAO/q  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); :E:38q,hG  
1`a5C.v  
C!fMW+C@  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 \3pc"^W  
/7}It$|nhy  
qYlhlHD  
T~Gvp0r}h  
二. 战前分析 k} |   
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 #MRMNL@   
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 )pq;*~ IBI  
,M^P!  
l]8D7(g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @JyK|.b#0  
  /* --------------------------------------------- */ vSi.txV2  
vector < int *> vp( 10 ); 5 N#3a0)  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); X22[tqg;&  
/* --------------------------------------------- */ k +H3Bq  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); (=* cK-3  
/* --------------------------------------------- */ 0l-Ef 1  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); H;YP8MoQ  
  /* --------------------------------------------- */ i*#-I3  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Yy)tmq  
/* --------------------------------------------- */ >D(RYI  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); +\F'iAs@  
xHz[t6;4;  
gqu?o&>9  
2oNk 93D  
看了之后,我们可以思考一些问题: wid;8%m  
1._1, _2是什么? e> (<eu~P  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 TWQG591  
2._1 = 1是在做什么? f!!V${)X  
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。  :}@g6   
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。 E0MGRI"me  
_nbBIaHN{  
:'~ Y  
三. 动工 f;1K5Y  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @I_8T$N=  
r[lF<2&*R  
E|6VX4`+  
%<an9WMF  
template < typename T > *Df,Ijh$  
class assignment \E% 'Y  
  { r=X}%~_8X  
T value; qoj$]   
public : (`sH3&Kl  
assignment( const T & v) : value(v) {} "CUty"R 8  
template < typename T2 > 3td)'}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } c@/(B:@  
} ; *:L?#Bw  
Z; A`oKd  
/4` 0?/V  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 YwZ Z{+n  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment @+ BrgZv`  
1e&QSzL  
$`z)~6'  
(UU(:/  
  class holder ]cGA~d  
  { A7%:05  
public : UG'9*(*  
template < typename T > XVv K2(  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 5ZMR,SZhC  
  { G|( ]bvJ?  
  return assignment < T > (t); j}~86JO+Cw  
} 2Fq<*pxAY  
} ; BPdfYu ,il  
34d3g  
l,,> & F  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Bc6|n :;u  
}RwSp!}C  
  static holder _1; S%yd5<%_  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 DRc)iE>@  
; =X P&  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); { Fawt:  
而不用手动写一个函数对象。 ,)iKH]lY=  
IGtl\b=  
.h>8@5/s  
" QWq_R  
四. 问题分析 /)4I|"}R0I  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 jz5qQt]^  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 sIK;x]Q)  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 TJ1+g \  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 /Rg*~Ers *  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 )w0AC"2O~  
p TeOW9  
五. 问题1:一致性 o9F/y=.r=  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ~fT_8z  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 pb$~b\s]=  
WV#%PJ  
struct holder v7DE  
  { wyQzM6:,yX  
  // OujCb^Rm  
  template < typename T > iv>SsW'p_  
T &   operator ()( const T & r) const 4*'pl.rb>  
  { IaT$ 6\>  
  return (T & )r; j& <i&  
} 6Qx#%,U^ J  
} ; w Axrc+  
lhw ,J]0*  
这样的话assignment也必须相应改动: VxXzAeM  
]Yvga!S"C  
template < typename Left, typename Right > H<}^'#"p  
class assignment F$hY KT2|  
  { LWHd~"eU  
Left l; kn>$lTHQ  
Right r; 8`fjF/  
public : yq NzdzX  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Wh%ucX&  
template < typename T2 > T+<A`k: -  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } yRiP{$E  
} ; hWT[L.>k  
A _XhuQB;d  
同时,holder的operator=也需要改动: H8`(O"V  
iTV) NsC}  
template < typename T > $pFo Rv  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const _<NMyRJo  
  { W~p/,HcM  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); * ;Cy=J+  
} cg*)0U-_(  
a(v>Q*zNP  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 /Ne<V2AX  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 W@Lu;g.Yc  
[fKUyIY_  
return l(rhs) = r; !V,{_(LT  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 {FG|\nPw  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: %LZ({\5K#f  
a\:VREKj,  
template < typename Tp > ?zsB6B?;  
class constant_t 8krpowVs~  
  { cPU/t kc  
  const Tp t; ^>N]H>0'S  
public : 'qF#<1&  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} L[20m (6?  
template < typename T > NbGV1q']  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const |R#"Th6mH!  
  { BYo/57&:  
  return t; &g~ wS@  
} _Jt 2YZdA  
} ; @;H,gEH^  
GR"Eas.$  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Iz{R}#8CZ  
下面就可以修改holder的operator=了 IW% |G  
S.d^T](  
template < typename T > \0H's{uek  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const j`*#v  
  { ,57`D'  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); = pzn u+,  
} pKjoi{ Z  
x"CZ]p&m  
同时也要修改assignment的operator() o)[2@fRC(  
}oKG}wgY  
template < typename T2 > .LuB\o$  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } QEu=-7@>  
现在代码看起来就很一致了。 !grVR157P  
5n ^TRB  
六. 问题2:链式操作 ^-a8V'  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 d'|, [p  
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。 Zb134b'  
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。 UD)e:G[Gat  
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。 PGARXw+  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct  ^_%kE%I  
F1Hh7 F  
template < typename T > N?m0US u*  
struct result_1 =07]z@s  
  { 4L73]3&  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; !Y:0c#MPH  
} ; -Z?Vd!H:  
Izv+i*(dl  
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: 0^8)jpL$<9  
W(Uu@^  
template < typename T > %Jf<l&K .`  
struct   ref |K^"3`SJ  
  { 6Vbzd0dk  
typedef T & reference; W7\&~IWub  
} ; Cb_oS4vM  
template < typename T > )#}mH@  
struct   ref < T &> KPpHwcYxT  
  { DtEwW1J  
typedef T & reference; $L2%u8}8:  
} ; nxJee=qH  
\xUe/=  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: !!:LJ  
d.2mT?`#  
template < typename T > c.A|Ir  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const & BvZF  
  { [*Z`Kc  
  return l(t) = r(t); gn{=%`[  
} rJo"fx  
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。 /2m?15c+  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Hku!bJ  
6y5A"-  
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 thqS*I'#g  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: +~ #U7xgq/  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 R+~cl;#G6  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 %,iIpYx  
最后的布局是: 07/L}b`P  
                Add >2?aZ`r+  
              /   \ \@;\t7~  
            Divide   5 '/I:^9  
            /   \ Dr9 ?2  
          _1     3 tdF9NFMD  
似乎一切都解决了?不。 OGrBUP  
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。 K A276#  
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。 /n4pXT  
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: o|j*t7  
IjfxR mV  
template < typename Right > AC.A'|"]i  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const dk==?  
Right & rt) const 1,V`8 [  
  { 1'4J[S\cM  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =5s F"L;b  
} %G@5!|J  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 YUdxG/~'  
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。 NA.1QQ ;e  
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。 6UE(f@  
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。 CZEW-PIhj  
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。 CVi`bO4\  
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? Ce'pis   
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: 3},Zlu  
3?E&}J<n  
template < class Action > yxBUj*3  
class picker : public Action K$ v"Uk  
  { WM)F0@"  
public : #2tCV't  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ZE `lr+_Y  
  // all the operator overloaded XTDE53Js&  
} ; 60Z]M+8y8  
w&BGJYI  
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。 9Z6C8J v  
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: ba3-t;S  
&l}?v@@+_  
template < typename Right > L;QY<b  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const G5tday~3  
  { !?[oIQ)h  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 'ho{eR@d  
} g8'DoHJ*  
@S 6u9v  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > D^Ys)- d  
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。 t!_x(u  
r Db>&s3  
template < typename T >   struct picker_maker o/,NGU  
  { t?^9HP1b_  
typedef picker < constant_t < T >   > result; M_``'gw  
} ; OSzjK7:  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 2BzqY`O  
  { $cVi;2$p  
typedef picker < T > result; @gSkROCdC)  
} ; Bfd-:`Jk  
X;!D};;M  
下面总的结构就有了: X-B8MoG|  
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。 y5 m!*=`l`  
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。 H0*5_OJ!i  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 x "(9II*  
至此链式操作完美实现。 CDp8)=WJFF  
^t[HoFRa  
&!35/:~uD  
七. 问题3 Ih1|LR/c  
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。 *T4<&  
XtBMp=7Oa  
template < typename T1, typename T2 > y7<&vIEC  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Napf"Av  
  { \%,&~4 !  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 5eX59:vtl  
} fn9#>~vrD  
s%;<O:x8o  
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: "D* Wi7  
&B!%fd.'  
template < typename T1, typename T2 > w5]l1}rl  
struct result_2 J -Qh/d%]  
  { S:Tm23pe  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; LNQSb4  
} ; 3z{S}~  
gY`Nr!O  
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? U '[?9/T  
这个差事就留给了holder自己。 1h"_[`L'  
    #/j={*-  
Fu8 7fVi/\  
template < int Order > {4ptu~8  
class holder; C4$/?,K(  
template <> ]2+g&ox4'  
class holder < 1 > hbuZaxo<  
  { dyQh:u -  
public : !W1eUY  
template < typename T > GH'O! }  
  struct result_1 JZ`L%  
  { N_C_O$j  
  typedef T & result; xKp0r1}  
} ; Rq7p29w  
template < typename T1, typename T2 > W81o"TR|pt  
  struct result_2 .R5/8VuHF  
  { NMjnL&P`  
  typedef T1 & result; 0 15Owi  
} ; g=A$<k  
template < typename T > yBz >0I3  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $<e +r$1  
  { 7unA"9=[4V  
  return (T & )r; \iMyo  
} \_oy$>;  
template < typename T1, typename T2 > Xa`(;CLW?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xaXV ^ZM3  
  { MWq$AK]  
  return (T1 & )r1; Vdvx"s[`m  
} w)S;J,Hv  
} ; /BzA(Ic/  
(Cj,\r  
template <> '\*A"8;h  
class holder < 2 > k)E;(  
  { 8wi A  
public : fkW(Dt,  
template < typename T > B5Va%?Wg?H  
  struct result_1 - s|t^  
  { ~eo^`4O{{  
  typedef T & result; 5fHYc0  
} ; <`JG>H*B6  
template < typename T1, typename T2 > hU,$|_WDy  
  struct result_2 rrQ0qg  
  { U5 rxt^  
  typedef T2 & result; ida*]+ ~  
} ; 11*"d#  
template < typename T > |h1^G v  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const P,1exgq9  
  { o5#,\Y[ g  
  return (T & )r; q[boWW  
} ZA.fa0n  
template < typename T1, typename T2 > aBCOGtf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const q<}PM  
  { d5, FM  
  return (T2 & )r2; -]&<Sr-  
} fjkT5LNx k  
} ; psD[j W  
szn%wZW  
r"]Oe$[#  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 zjoo{IH}  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ,#%SK;1<  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #5d8?n  
5}SXYA}  
return l(i, j) = r(i, j); &^ceOV0+  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =[(%n94  
UQdyv(jXq  
  return ( int & )i; Bi_J5 If  
  return ( int & )j; 9&(.x8d,a  
最后执行i = j; 3^H/LWx`{]  
可见,参数被正确的选择了。 ,%='>A  
aa=b<Cd  
!@yQK<0  
S%V%!803!  
nB}e1 /_y  
八. 中期总结 /a%KS3>V*  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: 9<qx!-s2rr  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ZX]A )5G  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 y(a}IM3~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor [5LMt*Y  
aZ/yCS7  
^HoJ.oC/  
5|m9:Hv[#  
J]]\&MtaO  
#]5)]LF1q  
九. 简化 S W-0h4  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ;Yu>82o.:  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 h~.V[o7=  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: C!kbZTO[p"  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]h!*T{:  
  +-*/&|^等 ~6fRS2u  
2. 返回引用。 cB36p&%  
  =,各种复合赋值等 .6I%64m  
3. 返回固定类型。 @_uFX!;  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) }Y$VB%&Hy  
4. 原样返回。 W#Cq6N  
  operator, }amE6  
5. 返回解引用的类型。 *hl<Y,W(  
  operator*(单目) =KW|#]RB^  
6. 返回地址。 k^yy$^=<  
  operator&(单目) jM;d>Gymx  
7. 下表访问返回类型。 -sD:+Te  
  operator[] !z.^(Tj  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 xF^r`  
  operator<<和operator>> %SFw~%@3&~  
y (ldO;.  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 e7wKjt2fy  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 6z`8cI+LRw  
]d~MEa9Y|  
template < typename Left > 7Fc |  
struct value_return wtUG^hV #_  
  { QJ6f EV$~  
template < typename T > =/f74s t  
  struct result_1 *ig5Q(b*N  
  { ur`V{9g  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 9cbB[c_.  
} ; "vvFq ,c  
~JT lPU'  
template < typename T1, typename T2 > H|'$dO)W  
  struct result_2 i|[S5QXCh  
  { fVv$K&  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type;  6.vNe  
} ; {bxhH)a'  
} ; UFJEs[?+Te  
_4g}kL02.  
hkL w&;WJr  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 6l=M;B7:i  
1gL8$.B?  
下面我们来剥离functor中的operator() vatx+)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: lTd+{TF.  
8F.(]@NY  
return l(t) op r(t) o^N%;d1%E  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) X{4xm,B/  
return op l(t) ta2z  
return op l(t1, t2) 78\\8*  
return l(t) op %9cqJ]S  
return l(t1, t2) op r]xdhR5  
return l(t)[r(t)] s' _$j$1  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "F04c|oR<X  
FUH *]U  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Pm'.,?"  
单目: return f(l(t), r(t)); sCuQBZ h  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); a'c9XG}  
双目: return f(l(t)); \"{/yjO|4  
return f(l(t1, t2)); H74NU_   
下面就是f的实现,以operator/为例 N7%=K9  
d8 3+6d  
struct meta_divide _dz:\v  
  { ok8JnQC  
template < typename T1, typename T2 > Uia)5zz8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) t^dakL  
  { &fh.w]\  
  return t1 / t2; K1CMLX]m  
} ^?JEyY  
} ; \=TWYj_Ah  
)GQ D*b  
这个工作可以让宏来做: us(sZG  
u~j'NOv  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ FC|y'j 0  
template < typename T1, typename T2 > \ !NQf< ch  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; GIJV;7~  
以后可以直接用 C%qtCk_cN  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) `V$cz88b  
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 ZhxfI?i)l  
(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。。。) =rE `ib  
0`zm>fh}  
JB: mbH  
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 9QO!vx  
a?f5(qW3  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > e /ppZ>  
class unary_op : public Rettype 5k_Mj* {6  
  { *m2d#f  
    Left l; WcQZFtW  
public : #<^/yoH7C6  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} uugzIV)  
M}{n6T6B  
template < typename T > :X]lXock0  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9.]Cy8  
      { ZnxOa  
      return FuncType::execute(l(t)); sP=2NqU3Q  
    } BUboP?#%)  
AF07KA#  
    template < typename T1, typename T2 > Qt)7mf  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t~udfOvY  
      { H znI R  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); :5n"N5Go  
    } +$Ddd`J'  
} ; oC;l5v<  
^[SbV^DOL  
w2RESpi  
同样还可以申明一个binary_op 9 ^=t@  
gGceK^#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1yY'hb,0  
class binary_op : public Rettype QB oZCLv  
  { d60Fi#3d  
    Left l; a93d'ZE-X  
Right r; 0VWCm( f-  
public : P,+ 0   
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2t~7eI%d  
)yz9? ]a  
template < typename T > J_)z:`[yE  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ! S$oaCxM  
      { $e^ :d  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); M2;(+8 b  
    } J,&`iL-  
~P_d0A~T  
    template < typename T1, typename T2 > /(z0I.yE  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EUYa =-  
      { lFzQG:k@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); @O*ev| o@x  
    } 8P'En+uE1|  
} ; FK/ro91L  
9x 6ca  
1Tts3O .  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 U_=wL  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 faKrSmE!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) _mq*j^u,j  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 jwtXI\@MS  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! a)yNXn8E_  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 _tR.RAaa"  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ,nuDoc  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ct|'I]nB.h  
下面是修改过的unary_op n!E H>'T  
3:CQMZ|;@  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ;zxlwdfcr'  
class unary_op E.Gh@i  
  { eG2qOq$[  
Left l; 5IB:4zx^h  
  , T%pGku  
public : `Mh<S+/  
Wcay'#K,  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} $dWl A<u  
0e5-\a  
template < typename T > V HY<(4@  
  struct result_1 vGMOXbq4&  
  { 8b#Yd  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <LA`PbQa  
} ; h-v &I>  
|jCE9Ve#  
template < typename T1, typename T2 > 2w.9Q (Sn  
  struct result_2 =B 4gEWR  
  { 9@&Z`b_  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1Qc(<gM  
} ; QW"6]  
e|+;j}^C  
template < typename T1, typename T2 > ,LW%'tQ~"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const E'kQ  
  { z$im4'\c  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); u=UM^C!  
} *fy`JC  
{G*:N[pJp  
template < typename T > E0?\DvA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eG)/&zQ8  
  { R?e7#HsJ  
  return OpClass::execute(lt(t)); cB"F1~z  
} o3[sF  
cX]{RVZo-/  
} ; Q)|LiCR,  
Wg;TXs/  
$vicHuX!  
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 06W=(fY  
好啦,现在才真正完美了。 TH}ycue  
现在在picker里面就可以这么添加了: YKS'#F2  
$Q7E#  
template < typename Right > rp[oH=&  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 'krMVC-  
  { Gw\HL  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); r.G/f{=<@  
} KD3To%  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 :?XHZ  
eR 2T<7G  
#dm@%~B{.  
+(k)1kCMn  
q,>F#A '  
十. bind F vk: c-  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 X}QmeY[0I  
先来分析一下一段例子 (7#lN  
q^+NhAMz  
~ M>zO#U6  
int foo( int x, int y) { return x - y;} HG 6{`i  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 [/,6O  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Rw^YTv  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 jN[6JY1  
我们来写个简单的。 21EUP6}8j  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: )BTs *7 j  
对于函数对象类的版本: :XY3TI  
z00:59M4  
template < typename Func > {%k;V ~  
struct functor_trait /!uBk3x:  
  { 5dEO_1q %  
typedef typename Func::result_type result_type; e.YchGTQ  
} ; 7T;RXrT  
对于无参数函数的版本: n&78~@H  
ok _{8z\#  
template < typename Ret > xR6IXF>*  
struct functor_trait < Ret ( * )() > uU !i`8  
  { ={0{X9t?'j  
typedef Ret result_type; c] 0  
} ; +rw3.d  
对于单参数函数的版本: P FFw$\j  
l6U'  
template < typename Ret, typename V1 > TS8E9#1a  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > (_5+`YsV  
  { D&d:>.~u  
typedef Ret result_type; tU2;Wb!Y  
} ; @Lv_\^2/}  
对于双参数函数的版本: ;xH'%W9z  
G[-jZ  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > f?^xh  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > VCtiZ4  
  { tf79Gb>  
typedef Ret result_type; !VTS $nJ4  
} ; 0J-ux"kfI  
等等。。。 WbzL!zLd!  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy rbS= Ewk  
!D5`8   
template < typename Func > Sf:lN4  
struct func_return sU!q~`; J  
  { ?6]ZQ\,  
template < typename T > |OT%,QT|  
  struct result_1 ;mxT >|z  
  { _[tBLGXD  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _ILOA]ga#  
} ; SO<K#HfE$?  
Lcb5 9Cs6e  
template < typename T1, typename T2 > L6 # d  
  struct result_2 UVU*5U~  
  { mpAh'f4$*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; e|9Bzli{  
} ; DNO%J^  
} ; ebVfny$D  
*Yjs$'_2  
[B<{3*R_  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 jC8BLyGE_  
raZRa*C;  
template < typename Func, typename aPicker > yiA\$mtO  
class binder_1 En_8H[<%  
  { Z|wDM^Lf  
Func fn; dju{&wo~4  
aPicker pk; FKm2slzb  
public : "t`e68{Ls  
u[qtuM?&  
template < typename T > ? D'-{/<4  
  struct result_1 V-u\TiL  
  { 4f-C]N=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; @"2-tn@q_  
} ; 9 9-\cQv  
9K(b Z {  
template < typename T1, typename T2 > ]`m5!V_Y  
  struct result_2 h*%1Jkxu  
  { k_`S[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; o#b9M4O  
} ; y +vcBuX  
\bE~iz3b9  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} svgi!=  
a]ey..m  
template < typename T > QKQy)g  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5%/%i}e~(  
  { 2 ARh-zLb  
  return fn(pk(t)); 3Mt6iZW  
} a$A S?`L  
template < typename T1, typename T2 > dGN*K}5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )[.URp&  
  { Wc[)mYOSuO  
  return fn(pk(t1, t2)); AU2Nmf?]%  
} v4^VYi,.-  
} ; 0\A[a4crj  
s5@^g8(+C  
r]{:{Z  
一目了然不是么? ;kA2"c]m  
最后实现bind \t3i9#Q  
GM~jR-FZ  
::w%rv  
template < typename Func, typename aPicker > Ado>)c"*y1  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) !).d c.P  
  { 5j %jhby?  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); s3S73fNOk  
} LdV_7)  
<jjaqDSmz  
2个以上参数的bind可以同理实现。 K;O\Pd  
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。 y6\#{   
qr1^i1%\  
十一. phoenix BZsxf'eN'  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: aqgSr|  
[;+YO)  
for_each(v.begin(), v.end(), xNU}uW>>T  
( {fs(+ 0ei  
do_ eP8wTStC  
[ U6"50G~u  
  cout << _1 <<   " , " kS>j!U(%d  
] Z~<V>b  
.while_( -- _1), :mL.Y em*'  
cout << var( " \n " ) i[swOY z]X  
) S]+}Zyg  
); M_DkjuR  
q_)DY f7V}  
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: [a2/`ywdV  
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 ?g2K&  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +=v|kd  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 7UfyOOFa  
v?J2cL  
l!2.)F`x  
template < typename Cond, typename Actor > $onliW|  
class do_while 3/ D fsv  
  { 7}MWmS^8j  
Cond cd; oUH\SW8?  
Actor act; &x}JC/u]fd  
public :  E2l.  
template < typename T > 08Gr  
  struct result_1 ?Z"}RMM)8  
  { uM$=v]e^ 4  
  typedef int result_type; _eS*e-@O5  
} ; hsh W5j  
7e4\BzCC  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 5 ,HNb  
n!2|;|$}Z  
template < typename T > i?]!8Ji  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @%K 8 oYK  
  { m`|+_{4[n  
  do j56Y,Tm  
    { #&^+hx|  
  act(t); uPpP")  
  } 6+>rf{5P7  
  while (cd(t)); ft5Bk'ZJ  
  return   0 ; `|4{|X*U.  
} 6FfDif  
} ; q~Ud>{  
.%o:kq@B  
NGxuwHIQ8  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 8LOzL,Ah  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 94+#6jd e  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ??4QDa-  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ck;owGl T  
下面就是产生这个functor的类: 3N-(`[m{E  
6 J#C  
a^N/N5-Z  
template < typename Actor > [Z1EjeX  
class do_while_actor t{ 'QMX  
  { (NP=5lLH  
Actor act; GIp?}tM  
public : VYOO8MQI  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} y]k`}&-~  
'7$v@Tvnre  
template < typename Cond > {.ph)8  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; DwI)?a_+  
} ; 6*%lnd+_  
D:f#  
HHdc[pJ0D  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ]l4\/E W6  
最后,是那个do_ h<uQ~CQg  
R!`#pklB  
9P]TIV.  
class do_while_invoker .Xr_BJ _  
  { 1i{B47|  
public : &]5<^?3  
template < typename Actor > :geXplTx  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const u%2u%-w  
  { T]+*} C  
  return do_while_actor < Actor > (act); 6;VlX,,j  
} *J6qL! ["  
} do_; E-RbFTVBA  
U+W8)7bc  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? /c09-$M  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 dX<UruPA  
最后来说说怎么处理break和continue (7"qT^s3  
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。 SU*P@?:/}  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八