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
  • 6261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 ?#=xx.cF  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Vn sV&cx  
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, zT78FliY6  
e !jy6 t  
3< ?+Yhq  
h>\C2Q  
  class filler GT<oYrjU  
  { {+WY,%e  
public : WSH[*jMA  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Dc-K08c  
} ; dE_Xd :>  
mYgfGPF`  
T{C;bf:Q  
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: b+|Jw\k  
}OAU5P!rp  
MIIl+   
ewk7:zS/?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); zx}+Q B0  
-/JEKw c  
?lsK?>uU  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。  80@\e  
e`qrafa  
Jh E C  
NLMvi!5w,  
二. 战前分析 gE2(E0H  
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。 <x^$Fu  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 _ f%s]  
O0#[hY,  
7 <^+)DsS?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); s0?'mC+p  
  /* --------------------------------------------- */ kzRvLs4xM  
vector < int *> vp( 10 ); hc|A:v)]  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); LBy`N_@  
/* --------------------------------------------- */ gS +X%  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ZTzec zXpQ  
/* --------------------------------------------- */ kuH%aM<R  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  <J;O$S  
  /* --------------------------------------------- */ jV sH  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); PK:Lv15"r  
/* --------------------------------------------- */ ..8t1+S6]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); L[2qCxB'^  
I_ZJnu<  
>j=ZB3yZ  
`nyz,  
看了之后,我们可以思考一些问题: 0(y*EJA$  
1._1, _2是什么? >`x|E-X"  
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。 l7VO8p]y[R  
2._1 = 1是在做什么? }+KM"+@$<  
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。 $vXY"-k  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 DS(>R!bb  
bPOPoq1#  
Wa^Wn +r  
三. 动工 s=jmvvs_V}  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^&YtZjV  
swj\X ,{  
Y5GN7.  
E"E(<a  
template < typename T > YdCl  
class assignment Jq` Dvz  
  { oYw?kxRZ  
T value;  ,h^6y  
public : 0OHXg=  
assignment( const T & v) : value(v) {} aftt^h  
template < typename T2 > 5>9Q<*   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } E^rBs2;9  
} ; 6n2RTH  
I'P|:XKI  
mHMsK}=~  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _K#7#qp2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment n8EKTuy  
gaXo)oS  
|2^m CL.r  
J8~hIy6]  
  class holder J0IKI,X.  
  { 8 siP  
public : p_Xfj2E4c  
template < typename T > co\?SgE35  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const %t&Lq }e  
  { qY-aR;  
  return assignment < T > (t); &;ddnxFI  
} 4}N+o+  
} ; rrU(>jA!  
&G%AQpDW5  
Tr;.%/4Q  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: !=21K0~t#  
+DSbr5"VlB  
  static holder _1; )b nGZ8h99  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ruagJS)+  
TgV-U  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 4mY^pQ1=L  
而不用手动写一个函数对象。 yzfiH4  
<tTNtBb  
fAStM:  
O8hx}dOjA  
四. 问题分析 ]kNxytH\o  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 !"phz&E5ah  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 *><j(uz!  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 %pg)*>P h  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 [ x>Pf1  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 D`n<!"xg@$  
kN 2mPD/  
五. 问题1:一致性 v0WB.`rO  
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?| X ([^i;mr  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 j*8Ze!^  
ShRMzU  
struct holder FBP # _"z  
  { KX x+J}n  
  // J8FzQ2  
  template < typename T > oBai9 [+  
T &   operator ()( const T & r) const )+ G0m,n  
  { G8F;fG N  
  return (T & )r; "nJMS6HJ[  
} fc:87ZR{K  
} ; vIi&D;  
,f>^ q"  
这样的话assignment也必须相应改动: +Rd\*b  
S%]4['Y  
template < typename Left, typename Right > G|?V}pZ  
class assignment ~>]Ie~E: (  
  { ! pa7]cZ  
Left l; tm34Z''.>  
Right r; Y,n8co^  
public : kVWrZ>McK  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %LdBO1D0  
template < typename T2 > 3Qv9=q|[b  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } K:4 G(?w  
} ; mV7_O//  
-K^(L #G  
同时,holder的operator=也需要改动: 8/"uS;yP  
GYT0zMMf  
template < typename T > 99zMdo S  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const qk&BCkPT  
  { qqYQ/4Ajw  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); BaCzN;)  
} aIfB^M*c5  
cJ,`71xop,  
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。 F>u/Lh!  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 R'1"`@f G  
)]}68}9  
return l(rhs) = r; ' #r^W2  
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。 h=cA]^:=  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4=ha$3h$  
]G~u8HPH!m  
template < typename Tp > n*=Tm KQ  
class constant_t ~r]$(V n  
  { 3A b_Z  
  const Tp t; vns Mh  
public : p_sqw~)^%  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} oW/H8q<wY  
template < typename T > $)O\i^T  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const YH[HJ#:7r  
  { ?7*J4.  
  return t; |SsmVW$B|  
} +m6acu)N.  
} ; +Kg3qS"  
%t-}dC&  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 5U&?P   
下面就可以修改holder的operator=了 Ni 5Su  
q\6ZmKGnT  
template < typename T > ;;l-E>X0  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const #AUz.WHD  
  { E; Z1HF R  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); eMC0 )B  
} HGRH9W  
J deGQ  
同时也要修改assignment的operator() \a\ApD  
G_a//[p  
template < typename T2 > ?rgk  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } {n>W8sN<  
现在代码看起来就很一致了。 ${%*O}$  
7 V+rQ  
六. 问题2:链式操作 d4zqLD$A  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 PXYo@^ 3  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 U$(AZ|0  
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。  $VCWc#  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ;eeu 9_$  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct "Aq-H g  
n7 S~n k  
template < typename T > c);(+b  
struct result_1 x p#+{}  
  { b 64~Y|8  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; B3^4,'  
} ; h[O!kwE  
T;%ceLD  
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: iE$/ Rcp  
U\A*${  
template < typename T > JUlV$b.)J  
struct   ref EI29;  
  { z;_d?S <*m  
typedef T & reference; @:s|X  
} ; yU(k;A-  
template < typename T > sc! e$@U  
struct   ref < T &> +FoR;v)z=F  
  { [yF4_UoF  
typedef T & reference; AdtAc$@xK  
} ; hfGA7P"  
*zy0,{bl  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:  R9->.eE  
7 C5m#e3  
template < typename T > }>w;(R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 5UwaBPj4  
  { Cp_YIcnEJ  
  return l(t) = r(t); : /9@p  
} RkN a;j)t  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Ywf.,V  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 -, ~n|ceI  
j"E_nV:Qc  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 EY(@R2~#J  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: AO9F.A<T5  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 >sP-)ZeuU[  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ?EeHeN_  
最后的布局是: E#_TX3B   
                Add <3QE3;4  
              /   \ rZ1${/6  
            Divide   5 F`U%xn,  
            /   \ ,'F;s:WM,  
          _1     3 y-{^L`%Mk  
似乎一切都解决了?不。 1A">tgA1  
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。 wa W2$9O  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 cgm]{[f  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ld4QhZia  
zMKW@  
template < typename Right > y_38;8ex  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const H6x~mZu_:T  
Right & rt) const a84^"GH7  
  { ykxjT@[  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); D(s[=$zua  
} fEWS3`Yy  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 %:N6#;l M  
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。  Jt.dR6,  
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。 7Nw7a;h  
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。 x,STt{I=  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 WsTbqR)W%  
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? +y>D3I  
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: YL=?Nk/  
QSW62]=vV  
template < class Action > o> WH;EBL  
class picker : public Action **d3uc4y  
  { EkgS*q_  
public : R)"Ds}1G  
picker( const Action & act) : Action(act) {} + O=wKsGD  
  // all the operator overloaded SG2s!Ht  
} ; z/)HJo2#  
%kS+n_*  
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。 9Ruj_U  
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: w7$*J:{  
mVg-z~44T  
template < typename Right > B\wH`5/KW  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ?1K|.lr  
  { w?d~c*4+  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Wp`wIe6  
} 4pq@o  
acz8 H 0cS  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ,di'279|  
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。 .8S6;xnkC  
-Mx"ox  
template < typename T >   struct picker_maker _nOJ.G  
  { Sg(fZ' -  
typedef picker < constant_t < T >   > result; o_p#sdt"  
} ; IqJ7'X  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > m!3b.2/h  
  { 1P:r=Rt/  
typedef picker < T > result; y Q-&+16^  
} ; 4n @}X-)  
HpSmB[WF  
下面总的结构就有了: @.;] $N&J  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 s!esk%h{K  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 kRo dC(f @  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 "K n JUXpl  
至此链式操作完美实现。 D7H,49#1Q  
s+&Ts|c#  
bwR_ uF  
七. 问题3 }CnqJ@>C5  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 "jqC3$DKI  
d0ThhO  
template < typename T1, typename T2 > }'mVD^<+  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 83~ Gu[  
  { L1A0->t  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ]#=43  
} {U1 j@pKm  
X~|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: @ c,KK~{  
6X2>zUHR  
template < typename T1, typename T2 > }`#OA]NZ  
struct result_2 F4'g}y OLd  
  { NfvvwG;M  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; l*_%K}%?V  
} ; iU3)4(R  
/z:pid,_0  
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? u3)Oj7cX  
这个差事就留给了holder自己。 eQ _dO]Q  
    ]vj4E"2;  
d\C x(Lb[  
template < int Order > CBw/a0Uck  
class holder; 9s\(yC8h  
template <> jY>|>]4X  
class holder < 1 > mi9BC9W(  
  { M,xhQ{eBY  
public : -;pZC}Nd3  
template < typename T > q] g'rO'  
  struct result_1 EOJk7  
  { (qd$wv^ h  
  typedef T & result; k$ k /U  
} ; bl@0+NiM  
template < typename T1, typename T2 > ^9*FYV  
  struct result_2 AZ' "M{wiI  
  { jO xH' 1I  
  typedef T1 & result; }YUUCq&  
} ; s`"o-w\$>  
template < typename T > rmpx8C Y"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const lr SdFJ%  
  { (2J_Y*N~>  
  return (T & )r; sVP[7&vr~  
} c@u)m}V  
template < typename T1, typename T2 > ZqKUz5M4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8B ZTHlUB  
  { XrR@cDNx{  
  return (T1 & )r1; = 7U^pT  
} ?"MJ'u  
} ; p&1IK8i"  
`:WVp~fn  
template <> _4qP0LCa  
class holder < 2 > Co6ghH7T  
  { ;0*T7l  
public : tln*Baq  
template < typename T > TAz #e  
  struct result_1 RqTW$94RD  
  { g1U   
  typedef T & result; -$Bom  
} ; zA+&V7bvy  
template < typename T1, typename T2 > WK7=z3mu  
  struct result_2 b|U48j1A  
  { zt/p' khP3  
  typedef T2 & result; fsc^8  
} ; Jp)>Wd  
template < typename T > Kj[X1X5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :ie7HF  
  { 9/Q_Jv-Q  
  return (T & )r; bni :B?#  
} hDc, #~!  
template < typename T1, typename T2 > `q Sfo`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const AHsp:0Ma#  
  { mo%9UL,#W  
  return (T2 & )r2; p"^^9'`=  
} gE8=#%1<  
} ; `5}XmSJ?5  
=\s(v-8  
x:8xGG9  
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> >。 ?_9cFo59:  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: @W3fKF9*R  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: M ,.++W\  
75vd ]45as  
return l(i, j) = r(i, j); b6=.6?H@4f  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) u?[P@_i<  
-L7Q,"a$  
  return ( int & )i; =8OPj cX.V  
  return ( int & )j; Zab5"JR  
最后执行i = j; @ ?y(\>  
可见,参数被正确的选择了。 hNXP-s  
e#`wshtN:  
p1t9s N,  
DmAMr=p  
`+]9+:tS  
八. 中期总结 W&`_cGoP  
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: A S;ra,x  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 C/dqCUX:  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 qA:CV(Z  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor \2i4]V  
|x3&#(Tf  
Gad! }dz  
Y}(#kqh>  
&,Dh*)k  
OIB~ W  
九. 简化 * EOIgQp  
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。 }S'+Ytea  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 p"ht|x  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Z QND^a:  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 &s_O6cqgh  
  +-*/&|^等 y|V/xm+Fp  
2. 返回引用。 g<oSTA w  
  =,各种复合赋值等 7QL>f5Q  
3. 返回固定类型。 W|~Lmdzj  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) c:"*MM RC  
4. 原样返回。 a #?% I#  
  operator, Q(gu ";&  
5. 返回解引用的类型。 j['Z|Am"l  
  operator*(单目) Sai_rNRWB  
6. 返回地址。 uc~PKU?tO  
  operator&(单目) ?,NZ /n  
7. 下表访问返回类型。 [(}f3W&  
  operator[] -tZ2 N  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 DIodQkF  
  operator<<和operator>> "v4;m\g&:  
[qlq&?"  
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。 ]OZZPo  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: *\m 53mb  
@5Q}o3.zA-  
template < typename Left > ?rXh x{vD  
struct value_return `ysPEwA|  
  { ya{vR* '~  
template < typename T > fHYEK~!C04  
  struct result_1 g*\u8fpRq  
  { bG67TWY)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ]"q[hF*PM  
} ; ovzIJbf  
uF9p:FvN8  
template < typename T1, typename T2 > N:[m,U9a  
  struct result_2  ^"K  
  { u*{hXR-"  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Y'Sxehx  
} ; DzO0V"+H}k  
} ; |f'U_nE#R/  
`R0>;TdT  
ui`xgR\6Rh  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait rX%#Q\0h  
:+ @-F>Q  
下面我们来剥离functor中的operator() 3lhXD_Y  
首先operator里面的代码全是下面的形式: m,aJ(8G  
*fW&-ic  
return l(t) op r(t) uNl<= 1  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) V\%;S  
return op l(t) v<_}Br2I[  
return op l(t1, t2) D4G*K*z,w4  
return l(t) op UF=5k~7<b  
return l(t1, t2) op $&EZVZ{r  
return l(t)[r(t)] ?cCh?> h  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] AvRZf-Geg  
NwD*EuPF:  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: )Ac8'{Tq/  
单目: return f(l(t), r(t)); T,Cq;|g5E  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6Bmv1n[X^h  
双目: return f(l(t)); >#*]/t  
return f(l(t1, t2)); ' IFbD["r  
下面就是f的实现,以operator/为例 5&v'aiWK  
IE: x&q`3  
struct meta_divide %MU<S9k  
  { `hM`bcS  
template < typename T1, typename T2 > !;pmql  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) xO9,,w47  
  {  /8Bh  
  return t1 / t2; Vm_y,;/(-R  
} 'SY jEhvw  
} ; #l2wF>0  
jr~ +}|@{  
这个工作可以让宏来做: 4?><x[l2{  
y1c Aw   
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 91E!4t}I  
template < typename T1, typename T2 > \ l6Ze6X I  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; KArf:d  
以后可以直接用 o B_c6]K  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ]x:>~0/L  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 YN n,{Xi  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 8xDS eXh;  
?'P8H^K6u  
0?BT*  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 .=3Sm%  
{G&K_~Vj  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > zu(/ c  
class unary_op : public Rettype 3T# zxu  
  { ?T7`E q  
    Left l; FgE6j;   
public : _jy*`$"q (  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} &sR{3pC}  
+z+25qWi  
template < typename T > L q'*B9  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;EW]R9HCH  
      { L; Nz\sJ  
      return FuncType::execute(l(t)); #AyM!   
    } [Rs5hO  
} !pC}m  
    template < typename T1, typename T2 > )6PZ.s/F6p  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U;i:k%Bzy  
      { %LXk9K^]e  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); c;Hf+n  
    } f6PXcV  
} ; 7Nh6 `  
0 !E* >  
{ogGi/8  
同样还可以申明一个binary_op  X4BDl  
` R!0uRu  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > #PVgx9T=_  
class binary_op : public Rettype R/~j <.s3P  
  { {b<p~3%+Hc  
    Left l; Sl:Qq!  
Right r; "@ Zy+zLU  
public : 0jrcXN~  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (toGU  
.P# c/SQp  
template < typename T > q_g'4VZv  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3_J9SwtN  
      { |m"2B]"@  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); "}\z7^.W>  
    } HGC>jeWd_  
r*>XkM& M  
    template < typename T1, typename T2 > pb{'t2kk  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Al$"k[-Uin  
      { G- Sw`HHo  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); I=D`:u\H  
    } H[*.Jd  
} ; 5ii`!y  
{3$ge  
 |}QDC/  
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 \qUmdN{FU  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 cI?dvfU?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 6}L[7~1  
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。 :&2RV_$>=  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :QUZ7^u  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 UI<'T3b  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 MGX,JW>L  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) [@rZ.Hsl  
下面是修改过的unary_op VpWax]'  
g5V9fnb!d  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > hAfRHd  
class unary_op Nq9Qsia&  
  { @gE +T37x2  
Left l; ZA1?'  
  6b-d#H/1Y  
public : +_Fsiu_b  
Ny*M{}E  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} k:m~'r8z  
^^jF*)DT@  
template < typename T > s]5wzbFO  
  struct result_1 / w_ Sc{  
  { ,BW ^j.7  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; +z>*m`}F  
} ; }C2I9Cl  
9 ?MOeOV8  
template < typename T1, typename T2 > +@Fy) {C7  
  struct result_2 H<}<f:  
  { 6xk"bIp  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 70lb6A  
} ; @`wBe#+\  
~< Gs<c}z  
template < typename T1, typename T2 > &^ =t%A%#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z+PSx'#}  
  { [53@'@26  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); K&BlWXT  
} kQ.atr`?e  
wh|[ "U('  
template < typename T > b1nw,(hLY  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const duXv [1  
  { 7fI[yCh  
  return OpClass::execute(lt(t)); "!E(= W?  
} Mr2dhSQ !  
Jc`LUJT  
} ; D G7FG--  
gWy 2$)  
FLEf(  
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 *3S,XMS{O  
好啦,现在才真正完美了。 4%\L8:  
现在在picker里面就可以这么添加了: S;+bQ.  
(}4tj4d  
template < typename Right > Y&Pi`E9=  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 9S=9m[#y'  
  { mEz&:A  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); hrU.QF8  
} i&mu=J[  
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。 PS`)6yn{_  
E`LML?   
5{,/m"-  
J24UUZ9&$  
vB/MnEKR  
十. bind ^q FFF3<8  
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。 0@*rp7   
先来分析一下一段例子 T>vHZZiO  
}`f%"Z  
`U2Z(9le  
int foo( int x, int y) { return x - y;} +s1+;VUs3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 JaG<.ki  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 `+1*)bYxU  
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。 `@?l{  
我们来写个简单的。 D'Byl,W$   
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: LtejLCf/  
对于函数对象类的版本: OR1XQij  
 PovPO  
template < typename Func > `hM ]5;0  
struct functor_trait i @+Cr7K,  
  { dfc-#I p?  
typedef typename Func::result_type result_type; +r4US or  
} ; VIAj]Ul  
对于无参数函数的版本: -("79v>#  
r{>tTJFD(:  
template < typename Ret > WQiEQ>6(t(  
struct functor_trait < Ret ( * )() > S3)JEZi  
  { 9OF5A<%"u  
typedef Ret result_type; J>!p^|S{  
} ; |=jgrm1yj  
对于单参数函数的版本: ;[g v-H  
1MfRF v  
template < typename Ret, typename V1 > #vLDNR  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > t8]u#bx"?  
  { 4?jhZLBU  
typedef Ret result_type; HmbTV(lC  
} ; 6$fC R  
对于双参数函数的版本: U NQup;#h  
ik7#Og~ 3  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 6K?+adKlc  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > zx#d _SVi  
  { Vk0O^o  
typedef Ret result_type; /R9>\}.y J  
} ; +1h^9 Y'  
等等。。。 7@+0E 2'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Srol0D I  
O}IS{/^7  
template < typename Func > ^Ud`2 OW;2  
struct func_return LT'#0dCC  
  { M 80Us.  
template < typename T > 2S!=2u+7  
  struct result_1 ag|d_;  
  { U?xl%qF`)  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "UVV/&`o  
} ; BtU,1`El5  
UT[KwM{y  
template < typename T1, typename T2 > L d#  
  struct result_2 c!w4N5aM  
  { tkNuM0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %o^'(L@z  
} ; -R6z/P (}  
} ; 9D8el}uHf  
Y*J`Wf(w  
EkXns%][L  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ,YH^jc  
+yCIA\i#t6  
template < typename Func, typename aPicker > H6'xXS  
class binder_1 \B2=E  
  { nX?fj<oR|  
Func fn; [@>Kd`!'  
aPicker pk; }>)"!p;t_  
public : u!{P{C  
CXA)Zl5#  
template < typename T > c#CX~  
  struct result_1 xx9qi^  
  { ~>#=$#V   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; W0gaOew(^  
} ; S' TF7u  
9^Wj<  
template < typename T1, typename T2 > -V4@BKI8  
  struct result_2 K mL PWj  
  { Ce`{M&NSWX  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; fkk\Q>J9!=  
} ; k[G?22t  
Lxd*W2$3_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} LD^V="d  
c&F"tLl  
template < typename T > dw Aju:-H  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :ykQ[d`:|  
  { bU_9GGG|  
  return fn(pk(t));  '+'  
} *qKwu?]?>  
template < typename T1, typename T2 > *^" 4 )  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =_Qt&B)  
  { D!)'c(b  
  return fn(pk(t1, t2)); D97oS!*  
} r=qb[4HiV  
} ; yfuvU2nVH  
oa;[[2c  
3- LO  
一目了然不是么? [ &R-YQ@  
最后实现bind i"|'p/9@q  
7{<t]wQq  
Y@#~8\_  
template < typename Func, typename aPicker > eFZ`0V0  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "L{;=-e  
  { @c7 On)sy  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); f N t  
} u5T \_0  
i,* DWD+  
2个以上参数的bind可以同理实现。 1N:eM/a  
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。 !BK^5,4?--  
 "FG6R'  
十一. phoenix 0jj }jw  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: M# S:'WN  
gEPCXf  
for_each(v.begin(), v.end(), <lv:mqV  
( nA%-<  
do_ 5UjXpS  
[ gzl_  "j  
  cout << _1 <<   " , " Pf(z0o&  
] MF%9  
.while_( -- _1), .5_w^4`b  
cout << var( " \n " ) O% 9~1_  
) $Fr$9 jq&  
); tPFV6n i  
l_QpPo!a  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: F<G.!Y8!&  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 3osAWSCEL  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 M62V NYt  
那么我们就照着这个思路来实现吧: njvmf*A?S  
LH0\SmhU  
x!LUhX '  
template < typename Cond, typename Actor > m!!uf/  
class do_while E)>6}0P  
  { ioh_5 5e  
Cond cd; rK)%n!Z  
Actor act; [ub,&j^  
public : uw;s](~E  
template < typename T >  rd. "mG.  
  struct result_1 CDR^xo5 dP  
  { 4[rD|  
  typedef int result_type; GawLQst[+  
} ; QWfwoe&;R:  
 21w<8:Vg  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} h`Y t4-Y  
=:9n+7~$  
template < typename T > D`,@EW].  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,>"1'i&@  
  { v)rN] b]  
  do 4}#*M2wb  
    { ib uA~\5  
  act(t); {s_0[>  
  } `p'L3u5H-  
  while (cd(t)); 5M*q{kX)  
  return   0 ; .DCp)&m l;  
} AGOK%[[Ws  
} ; Tcr&{S&o  
6 U# C  
,cgC_ %  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). @WFjM  
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。 "eGS~-DVK  
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。 [NaU\;w\  
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。 I]ywO4  
下面就是产生这个functor的类: -7;RPHJs  
nef-xxXC^I  
r_ r+&4n  
template < typename Actor > =ngu*#?c4  
class do_while_actor _VR4 |)1g  
  { cF,u)+2b|6  
Actor act; v-OGY[|97  
public : hFQC%N. '  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} j>0S3P,  
|!IJ/ivEgw  
template < typename Cond > QZQ@C#PR;  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ^JY R^X>_  
} ; qWQJ>  
Zj`eR\7~  
M(oW;^B  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 RTF{<,E.UX  
最后,是那个do_ EKwS~G.b!  
'[Nu;(>a  
APK@Oq  
class do_while_invoker S,Tm=} wj  
  { ;zz"95X7  
public : f ( UcJx  
template < typename Actor > 7 yF#G9,  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const '90B),c{  
  { L~vNW6#W  
  return do_while_actor < Actor > (act); jY ^ndr0;  
} | b@?]M  
} do_; ( B50~it  
) e;F@o3  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? jzzVZ%t  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 YMqL,& Q{1  
最后来说说怎么处理break和continue UPJgTN*  
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。 ,wZ[Y 3  
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