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
  • 4380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 *A-_*A  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 6v%yU3l  
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, ^F^g(|(K  
|r9<aVlK  
LI,wSTVjC  
~Xi@#s~  
  class filler oEIpv;:_  
  { #UGSn:D<i  
public : 1NYR8W]2  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} NAYLlW}A  
} ; *d._H1zT  
'%$Vmf)=  
2>z YJqG|  
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: }YwaN'3p!  
HoI6(t  
*WE8J#]d  
Q%e<0t7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 3%vXB=>T!  
T(|'.&a  
xAm tm"  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 S^O9}<2g  
YQ0#j'}/  
%m&6'Rpfk  
f*k7 @[rSv  
二. 战前分析 qxZIH  
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。 +C~h(  
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 >Kgw2,y+  
q,v<:sS9T  
$6"sRI6u  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9A |A@E#  
  /* --------------------------------------------- */ /=2aD5r  
vector < int *> vp( 10 ); _p$/.~Xo9  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _^ hg7&dF  
/* --------------------------------------------- */ W>3S%2d  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); -^&=I3bp  
/* --------------------------------------------- */ hSehJjEoM  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); <2U#U;  
  /* --------------------------------------------- */ 7q0_lEh  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); dT| XcVKg  
/* --------------------------------------------- */ =<]`'15"V  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &V4Zm n?UU  
vQWmHv\P  
i)#-VOhX)  
C qd\n#d/~  
看了之后,我们可以思考一些问题: 2 6#p,P  
1._1, _2是什么? y3~=8!Tj?Q  
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。 .}faWzRH9  
2._1 = 1是在做什么? b{0a/&&1O  
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。 ybaY+![*  
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。 N'{[BA(eE  
Ejug2q  
=\Q< TY  
三. 动工 Eq-+g1a  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: hHJiGVJ=V  
T zL|{9  
0O3O^ 0  
XgxE M1(  
template < typename T > #XQ/y}(  
class assignment gL<n?FG4b  
  { qu B[S)2}  
T value; ZP"; B^J  
public : <83Ky;ry  
assignment( const T & v) : value(v) {} ~ l}f@@u  
template < typename T2 > 'LgRdtO6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } A6(Do]M  
} ; Y?^liI`#  
\'|n.1Fr  
C?qRZB+W#  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Wf c/?{  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Vh-8pF t  
w/@ZPBRo]  
n#!c!EfG  
}s,NM%oI  
  class holder 8}n< 3_  
  { 0zW*JJxV  
public : |5u~L#P  
template < typename T > KL \>-  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 99yWUC,  
  { ~  QRjl  
  return assignment < T > (t); |[],z 8  
} t/ \S9  
} ; WI\a  
@i ~A7L0/  
+4yre^gC  
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: ~ z^?+MgZ2  
.x I Aep_  
  static holder _1; %ap(=^|5  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Y0(4]X \ey  
b<FE   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ('x]@  
而不用手动写一个函数对象。 4,y7a=qf3  
f*%kHfaXgN  
!Yof%%m$;  
X>I3N?5  
四. 问题分析 r<!hEWO>v  
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。 h$5[04.Q  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 U7WYS8  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 py;p7y!gxA  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 E#!N8fQ  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  kN=&"  
c64^u9  
五. 问题1:一致性 @)>Z+g  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| l'I:0a 4T  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )<5k+O~  
C0N :z.)4  
struct holder L:HvrB~  
  { (z sG!v  
  // s{b\\$Rb  
  template < typename T > Jc":zR@5  
T &   operator ()( const T & r) const ^N7H~CT"  
  { Pd7\Q]of  
  return (T & )r; 8"%Es  
} 1L,L/sOwB&  
} ; R-%6v2;ry  
>YI Vi4''  
这样的话assignment也必须相应改动: !Cgj >=  
_?-oPb  
template < typename Left, typename Right > (MLcA\LJ  
class assignment 5W)ST&YPL*  
  { Kk^*#vR  
Left l; K]|UdNo  
Right r; j(%N.f6  
public : V'9.l6l   
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4Y(@ KUb  
template < typename T2 > WEwa<%Ss  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } &tH?m;V  
} ; +/[M Ex=   
!( lcUdBd  
同时,holder的operator=也需要改动: s4bV0k  
` <1Wf  
template < typename T > ?t YZ/  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const .D@J\<,+l  
  { q-!H7o  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); }{R*pmv$bN  
} NQ`D"n  
sD3ZZcy|=  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 X&9: ^$m  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 v+LJx    
9gg{i6  
return l(rhs) = r; m!7%5=Fc  
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。 rZ?:$],U!  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: JpS}X\]i  
JP4DV=}L  
template < typename Tp > 6]v}  
class constant_t Db"mq'vT  
  { %:aXEjm@  
  const Tp t; t@!n?j I  
public : ?%5VaxWJ  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ,D{7=mDVm  
template < typename T > e |Ri  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ;M?)-dpZ  
  { ]FCP|Jz  
  return t; u1/ >)_U  
} b,Wm]N  
} ; G(t:s5:  
6qT@M0)i  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 SES.&e|!6  
下面就可以修改holder的operator=了 r *K  
! JA;0[;l=  
template < typename T > )R7Sh51P  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const zamMlmls^  
  { ~&RTLr#\*M  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); -'Z Gc8)  
} #I=EYl=Vvi  
CNN9a7  
同时也要修改assignment的operator() sqKx?r72  
wqo:gW_  
template < typename T2 > VKttJok1  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } m?(8T|i  
现在代码看起来就很一致了。 poBeEpbs  
]LB_ @#  
六. 问题2:链式操作 Z8E<^<|  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 j*>J1M3E  
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。 *?<N3Rr*  
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。 =muQ7l:(  
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。 "'CvB0>   
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct z>PVv)X  
=\6)B{#T  
template < typename T > 1gHe$ dzXk  
struct result_1 c~hH 7/v  
  { ]c>@RXY'  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; m[}P  
} ; D;YfQQr  
P}4&J ^  
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: pX%:XpC!h  
n%3!)/$  
template < typename T > $0[T<]{/?  
struct   ref 7i($/mNl  
  { _*~F1% d  
typedef T & reference; # `=Zc7gf  
} ; `4*I1WZW  
template < typename T > :UdW4N-  
struct   ref < T &> 'OnfU{Ai  
  { S# ]] h/  
typedef T & reference; ]q"&V\b  
} ; hF$`=hE,F~  
4|PWR_x  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: jC&fnt,O  
k3bQ32()  
template < typename T > 6!_Wo\ _%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const SrKitSG  
  { uq3pk3 )W9  
  return l(t) = r(t); #}#m\=0  
} ndD>Oc}"3  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 eB~\~@  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。  u 8o!  
JwMRquQv  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 eu5te0{G  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Aits<0  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 rf0Z5.  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 <)ZQRE@  
最后的布局是: |5vcT, A  
                Add q=3>ij {v  
              /   \ D=ej%]@iw  
            Divide   5 :[<Y#EX.  
            /   \ O}"oz3H  
          _1     3 yx8G9SO?  
似乎一切都解决了?不。 \d"\7SA  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Zbnxs.i!  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 9p8ajlYg,  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ^8&}Nk[j  
UC+Qn  
template < typename Right > jV2H61d  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const d>f;N+O%  
Right & rt) const /<-PW9X?  
  { !*v% s  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 0$|VkMq(  
} "-f]d~P>  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 k^}[+IFJ  
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。 pwN2Nzski  
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。 Yh95W  
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。 'bx}[  
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。 =b%f@x_U1  
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? s:_hsmc"  
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: b%lB&}uw}  
HwFg;r  
template < class Action > ]KuM's  
class picker : public Action PzPNvV/o  
  { *z[vp2 TN  
public : 9i\}^ s2  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Kyh6QA^  
  // all the operator overloaded z<eu=OD4t  
} ; K#A&  
P"NI> HM  
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。 +jE)kaV%  
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: `p\%ha!,w  
/D"T\KNWr  
template < typename Right > im*sSz 0 (  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ~ n<|f  
  { _-fLD  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); hp)>Nzdx  
} $R}C(k ;?  
CRo'r/G  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > c^=q(V  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 8 o}5QOW  
k1D7=&i  
template < typename T >   struct picker_maker w5z]=dN  
  { mRx `G(u:v  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 4&NB xe  
} ; \y7?w*K  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > oI -Fr0!  
  { W_XFTqp^  
typedef picker < T > result; W,~*pyLdO  
} ; ]MYbx)v)  
;d<XcpK}  
下面总的结构就有了: TU?n;h#TZ  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Lx- %y'P  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 8nI~iN?"   
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 MLr L"I"  
至此链式操作完美实现。 .g/!u(iy  
O5du3[2x7a  
m LajiZ Bf  
七. 问题3 rX$-K\4W  
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。 R}Zaz3( Hd  
*?Eu{J){7%  
template < typename T1, typename T2 > ]yKwH 9sl  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wp:$Tqa$  
  { f #h0O3  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); KeyKLkg>  
} X:Y1g)|K  
DQhHU1  
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: ,;6%s>Cvd(  
I&|8 qx#  
template < typename T1, typename T2 > d '2JMdbc  
struct result_2 :C;fEJN  
  { (NUXK  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; f]1 $`  
} ; >kAJS??  
=O8YU)#  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? #~j$J  
这个差事就留给了holder自己。 gs2qLb  
    R@WW@ Of  
/,7#%D  
template < int Order > *Iw19o-I  
class holder; Q \X_JZ  
template <> ])pX)(a  
class holder < 1 > R&s/s`pLW  
  { Jur$O,u40l  
public : 0D:uM$ i]  
template < typename T > @uC-dXA"  
  struct result_1 aJm5`az)  
  { RGV{KL  
  typedef T & result; N+SA$wG  
} ; [9?]|4  
template < typename T1, typename T2 > iP7KM*ks  
  struct result_2 e7G>'K  
  { Bptt"  
  typedef T1 & result; Yp m*or  
} ; b<fN,U< k  
template < typename T > Ct /6<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Ql7opl,  
  { FIn)O-<  
  return (T & )r; $.DD^ "9  
} RW>F %P  
template < typename T1, typename T2 > 3!;o\bgK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )P1NX"A  
  { ivdPF dJ  
  return (T1 & )r1; }J5iY0  
} /x-tl)(s=  
} ; ICoZ<;p  
&m(eMX0lU  
template <> 5NSXSR9c  
class holder < 2 > ziW[qH {  
  { KJ?/]oLr0  
public : TuMZHB7h;  
template < typename T > yyR@kOGga  
  struct result_1 Zfu" 8fX  
  { W6B o\UK  
  typedef T & result; !/&~Feb  
} ; suj}A  
template < typename T1, typename T2 > jaThS!>v  
  struct result_2 t[%=[pJHW  
  { QL(}k)dB  
  typedef T2 & result; `).;W  
} ; Y!E| X 3  
template < typename T > 1?+)T%"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Z?",+|4  
  { If9!S} wa  
  return (T & )r; B7ys`eiB5C  
} '\m\$ {  
template < typename T1, typename T2 > ]*S_fme  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const uuh vd h=  
  { 8DrKq]&  
  return (T2 & )r2; (aCl*vV1  
} J! eVw\6  
} ; nfvs"B;  
I^ A01\p  
;rta#pRn  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 cmh/a~vYaY  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?yz}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: NOmSLIgt7  
j1toV$)P  
return l(i, j) = r(i, j); 1/q iE{NW  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) [laX~(ND{  
.yj=*N.  
  return ( int & )i; 48%a${Nvvj  
  return ( int & )j; &9] [ ~$  
最后执行i = j; .J\U|r  
可见,参数被正确的选择了。 [76mgj!K  
f{Y|FjPp=E  
cl7+DAE  
zck |jhJ6  
f<'&_*7,|t  
八. 中期总结 N<Q}4%^c  
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: 4_I,wG@  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 VF==F_l  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 vDOeBw=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor \ZDT=?  
<ct{D|mm  
U14dQ=~b/  
$l[*Y  
1@qb.9wZ6  
7iJk0L$]x  
九. 简化 .r*b+rc;]  
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。 U ._1'pW  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 =yNHJHRA#  
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: #XY]@V\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 c!\y\r  
  +-*/&|^等 $BBfsaJPT  
2. 返回引用。 /s*>V@Q  
  =,各种复合赋值等 \T]"pE+8l  
3. 返回固定类型。 UZX)1?U  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Z/RUrYeb  
4. 原样返回。 Tx_(^K  
  operator, Iq}h}Wd  
5. 返回解引用的类型。 |~CnELF)  
  operator*(单目) ng<`2XgU  
6. 返回地址。 tw3d>H`  
  operator&(单目) 'IW+"o  
7. 下表访问返回类型。 )L hO}zQ  
  operator[] =<_5gR  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 1k%ko?  
  operator<<和operator>> Yh%wf3 UEO  
Tk2kis(n  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 m[7:p{  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Zz&i0 r  
&s;%(c04A  
template < typename Left > pn7 :")Zx  
struct value_return A>g$[  
  { 9FLn7Y  
template < typename T > gX _BJ6  
  struct result_1 J+|ohA  
  { q@-qA]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @>:07]Dxo  
} ; imhq*f#A[  
l?1!h2z%  
template < typename T1, typename T2 > /[IQ:':^  
  struct result_2 l{a&Zy)  
  { \mu9ikZ<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ,] {NZ9  
} ; EXFxiw  
} ; 9f6TFdUi"y  
*_wef/==  
Q%xY/xH]  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ?(<AT]hV:  
t3>r f3v  
下面我们来剥离functor中的operator() 7h0'R k  
首先operator里面的代码全是下面的形式: BD0-v`  
fDqXM;a"  
return l(t) op r(t) 2,;t%GB  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) !Cy2>6v7  
return op l(t) *pD;AU  
return op l(t1, t2) `^ _:  
return l(t) op @Kr)$F  
return l(t1, t2) op |YFD|  
return l(t)[r(t)] ` j<tI6[e  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?^vZ{B)&0E  
f,a %@WT  
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: Lb{D5k*XU  
单目: return f(l(t), r(t)); e,*[5xQ  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;2|H6IN"  
双目: return f(l(t)); LI<5;oE;  
return f(l(t1, t2)); .am*d|&+G  
下面就是f的实现,以operator/为例 ,6S 8s  
Fb' wC  
struct meta_divide u" g p">  
  { dR+$7N$  
template < typename T1, typename T2 > K)@}Ok"#\4  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) WLl9>v^1  
  { Pvw%,=41O  
  return t1 / t2; w$ {  
} cj#q7  
} ; %$x FnGb  
y)E2=JQA/  
这个工作可以让宏来做: ):@%xoF5  
:GYv9OG  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ s- V$N  
template < typename T1, typename T2 > \ ,AM-cwwT:u  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; eFI4(Y  
以后可以直接用 \(FDR  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) _64@zdL+  
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 -JENY|6  
(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。。。) @ 1A_eF  
ix+x-G  
i|^6s87"N2  
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 EvmmQ  
{ bn#:75r  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > !?*!"S-Sl  
class unary_op : public Rettype Y%l3SB,5L  
  { ~Wm}M  
    Left l; 5,ahKB8  
public : $SVGpEw  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} )+,jal^7  
9`{2h$U  
template < typename T > Rk[ * p  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ItPK  
      { 3= zQ U  
      return FuncType::execute(l(t)); `=DCX%Vw  
    } 8|NJ(D-$  
"%t`I)  
    template < typename T1, typename T2 > r_E)HL/A  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U.'@S8  
      { n;`L5  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 3]es$Jy  
    } ]?`p_G3O  
} ; x 4</\o  
F5MPy[  
34kd|!e,  
同样还可以申明一个binary_op [B @j@&  
u g"<\"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > H;|:r[d!  
class binary_op : public Rettype 6ya87H'e@  
  { H`lD@q'S  
    Left l; "@w%TcA  
Right r; E}9ldM=]s  
public : ](:FW '-  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} c|( ?  
~9{;V KgK  
template < typename T > >1G*ya)  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p30&JJ!~"  
      { /t)c fFM  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Z[S+L"0  
    } hyfnIb@~}  
PZRn6Tc  
    template < typename T1, typename T2 > .{ a2z*o  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bK8F |  
      { /.YAFH|i)"  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); oImgj4C2L  
    } 6n\z53Mk  
} ; A'QGTT  
Wx)U<:^e  
fR%1FXpK&  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 u7P+^A97L_  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 cN lY=L  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) M03i4R@h(  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 )NmlV99q  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Wo+CQH6(  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Ca@=s  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 QsJW"4d  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 0&IXzEOr  
下面是修改过的unary_op 6*aa[,>  
g+ 1=5g  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > /:{_|P\  
class unary_op ~uR6z//%  
  { n,a5LR  
Left l; EvqAi/(g  
  #3yw   
public : 83ic@[  
O& %"F8B  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} oXlxPN39  
uV}WSoq[  
template < typename T > 0O,T=z[+>  
  struct result_1 oA;Ty7s  
  { ^h6$> n5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; W({TC  
} ; j-`X_8W  
~J>gVg%66  
template < typename T1, typename T2 > 5Sjr6l3Vq8  
  struct result_2 sC5uA .?>9  
  { 4!~ .6cp3  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Qj<{oZp&  
} ; YG 5Z8@kH  
0SY f<$  
template < typename T1, typename T2 > _p J_V>l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const q X%vRf0  
  { n~)HfY  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); rH&r6Xv[  
} s'aV qB  
q bZ,K@0  
template < typename T > ?(/j<,m^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s |gD  
  { u2-@?yt  
  return OpClass::execute(lt(t)); nz(q)"A  
} me:|!lI7YU  
*M&VqG4P9w  
} ; 3_\{[_W  
2@3.xG  
$TA6S+  
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 gJ3OK!/  
好啦,现在才真正完美了。 jxnQG A  
现在在picker里面就可以这么添加了: En,)}yI  
^\[LrPq e  
template < typename Right > 5Hwo)S]r  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const VqClM  
  { y^!E "  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); cF_;hD|YZ  
} FS`vK`'  
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。 Dpdn%8+Z  
9jMC |oE  
 H\=LE  
LGo2^Xx  
6i]Nr@1C  
十. bind Z[k#AgC)  
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。 [EmOA.6  
先来分析一下一段例子 1J-Qh<Q   
C '-zh\a  
OHHNWg_5  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ," C[Qg(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 y^ X\^Kq  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 XJmFJafQD  
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。 r}oURy,5  
我们来写个简单的。 4FIV  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3"'# |6O9  
对于函数对象类的版本: bvip bf[m<  
nxyjL)!)0  
template < typename Func > /i{tS`[F2a  
struct functor_trait ~IlF*Zz#}6  
  { oI_oz0nHk  
typedef typename Func::result_type result_type; -v;n"Zy1  
} ; F<yy>Wf  
对于无参数函数的版本: dU ,)TKQ  
$bZu^d,  
template < typename Ret > *|LbbRu  
struct functor_trait < Ret ( * )() > E[jXUOu-  
  { Q(IJD4  
typedef Ret result_type; R%b*EBZ  
} ; &r'{(O8$N  
对于单参数函数的版本: I%}L@fZ  
<AI>8j6#B  
template < typename Ret, typename V1 > cQ(}^KO  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > g>~cs_N@  
  { (VYR!(17  
typedef Ret result_type; DO&+=o`"  
} ; cW)Oi^q%o2  
对于双参数函数的版本: NZo<IKD$  
oe(9mYWKa6  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > t1e4H=d>  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 01LZE,.  
  { %bIsrQ~B  
typedef Ret result_type; /~i.\^HX  
} ; Gr5`1`8|  
等等。。。 0).fBBNG  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy T!l mO?Q  
[3j$ 4rP  
template < typename Func > [ 8F \;  
struct func_return LkJ$aW/  
  { T&1-eq>l  
template < typename T > ;".z[l*  
  struct result_1 81g9ZV(4  
  { Ro'jM0(KE  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Md8(`@`o  
} ; |Du,UY/  
>vlQ|/C  
template < typename T1, typename T2 > / <JY:1|  
  struct result_2 5oz>1  
  { ow2M,KU6Z  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6xQ"bFm  
} ; sA/,+aM  
} ; <9ma(PFa  
)K{o<m~WAo  
9v~1We;{$  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Bj@x$v#/^  
<fNGhmL  
template < typename Func, typename aPicker > r_Lu~y|  
class binder_1 luW <V>  
  { QF\kPk(CtD  
Func fn; KHvIN}V5?3  
aPicker pk; "@.Z#d|Y  
public :  QTVa  
3PsxOb+  
template < typename T > d,)}+G  
  struct result_1 [ZuVUOm  
  { AK6=Ydu  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; B ,V( LTE  
} ; +.w[6  
@. "q  
template < typename T1, typename T2 > gf+o1\5t@  
  struct result_2 %VzYqj_P"  
  { \WWG>OUh.U  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; z4CJn[m9  
} ; BSN6|W  
aT&t_^[]   
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} GF&_~48GD  
XmP;L(wa   
template < typename T > 4 GUA&qs  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $h,d? .u6w  
  { ZQ|5W6c  
  return fn(pk(t)); <BSSa`N`  
} ]de\i=?|  
template < typename T1, typename T2 > Ujf,6=M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /K f L+"^|  
  { iBucT"d]  
  return fn(pk(t1, t2)); 5i6VZv  
} (I[s3EnhS  
} ; > 84e`aGE  
4 bn t=5]  
*t^eNUA  
一目了然不是么? NN^QUB  
最后实现bind "c6<zP  
k!&:(]  
z^'n* h  
template < typename Func, typename aPicker > 7m\vRMK  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) -!l^]MU  
  { L ${m/@9  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :WVSJ,. !  
} OZ=Cp$  
f_rp<R>Uu  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Wj&nUp{  
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。 $|k%@Q>  
l_6eI  
十一. phoenix z?)He)d  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: /N>} 4Ay  
{#N%Bq}  
for_each(v.begin(), v.end(), gSb,s [p&+  
( )T9~8p.  
do_ P/G>/MD/l  
[ GLCAiSMz[  
  cout << _1 <<   " , " rkq#7  
] Y~}5axSPH  
.while_( -- _1), "mR*7o$|  
cout << var( " \n " ) +>!V ]S  
) S nW7x  
); :<H8'4>  
Hte[TRbM  
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: z?4=h Sy  
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 4Ac}(N5D@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 )9B:Y;>)  
那么我们就照着这个思路来实现吧: FNC[59   
1eHe~p ,  
i3P9sdTD  
template < typename Cond, typename Actor > ?pqU3-knH  
class do_while cAb>2]M5V  
  { w//omF'`  
Cond cd; yPoSJzC=[  
Actor act; gGEIK0\{  
public : eeW`JG-E  
template < typename T > \%TyrY+`K  
  struct result_1 \^0!|  
  { J1X~vQAe  
  typedef int result_type; _lX8K:C(  
} ; ALXTR%f  
TdFT];:  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} wG8 nw;  
f0DK>L  
template < typename T > }RIU8=P  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <UT>PCNG  
  { N'QqJe7Z  
  do >'b=YlUL  
    { {jW%P="z$"  
  act(t); i$C-)d]  
  } lI6W$V\,  
  while (cd(t)); &n>7Ir  
  return   0 ;  L=]p_2+  
} xzr<k Sp  
} ; [pL*@9Sa&  
O%&cE*eX  
L5f$TLw h;  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). :RiF3h(  
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。 FshC )[w,  
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。 35_)3 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。 s6n`?,vw  
下面就是产生这个functor的类: APq7 f8t  
E{% SR  
U*\17YU6h  
template < typename Actor > #K4*6LI  
class do_while_actor [Gtb+'8  
  { O,'#C\   
Actor act; E7`qmn  
public : 64umul  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}  q=4Bny0  
>g}G}=R~3  
template < typename Cond > X{\jK]O  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Skxd<gv  
} ; ykmv'a$-4  
v@n_F  
E oe}l   
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 u R:rO^  
最后,是那个do_ ]C!?HQ{bsf  
z:}nBCmLV  
z_&P?+"Df  
class do_while_invoker u-:Ic.ZV  
  { 'SV7$,mK@  
public :  "r$/  
template < typename Actor > )];aIA$  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const tJ'iX>9I  
  { snC/H G7  
  return do_while_actor < Actor > (act); FnE6?~xa  
} nB] Ia?  
} do_; s`;f2B/|  
+~35G:&:  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? jatr/  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 5k$vlC#[H  
最后来说说怎么处理break和continue WU)Ss`s \  
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。 gKi{Y1  
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