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
  • 6805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 c!8=lrT.  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 H3{GmV8  
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, v^ d]r Sm  
PSawMPw  
(M =Y&M'f  
gX{loG  
  class filler *5<Sr q'  
  { qyHZ M}/  
public : rbT)=-(  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} smG>sEp2  
} ; [sW.CK= 3  
bqanFQj  
uP\lCqK,  
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: yT{8d.Rh  
 Av0y?oGH  
&'l>rD^o  
x\2?ym@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); bVmA tm[  
Oi"a:bCU  
"m{,~'x  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 1Y_w5dU  
Nr2C@FU:0  
c`x7u}C  
}FF W|f  
二. 战前分析 C@N1ljXJT  
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。 M8k"je7`s  
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 RvJ['(-  
R{,ooxH\J  
}AZc8o-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); s<x1>Q7X~  
  /* --------------------------------------------- */ Z%Z9oJ:  
vector < int *> vp( 10 ); Qr# 1u  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 6)pH |d.FR  
/* --------------------------------------------- */ w@2Vts  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); reo{*) %  
/* --------------------------------------------- */ (I@bkMp  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); HaA1z}?n  
  /* --------------------------------------------- */ "i:T+#i({O  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); [nxE)D  
/* --------------------------------------------- */ \yrisp#`  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 0oy-os  
7\o!HMfK  
ch5s<x#CE  
$o@R^sJ  
看了之后,我们可以思考一些问题: `k\grr.J  
1._1, _2是什么? VC5_v62&.  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 # N~,F@t  
2._1 = 1是在做什么? W;?(,xx  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ry};m_BY  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 }awzO#  
NGYyn`Lx  
4 !`bZ`_Bw  
三. 动工 H* !EP  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: v;{{ y-  
x0a.!  
wLuv6\E  
]L2Oz  
template < typename T > "S~_[/q  
class assignment Oc9#e+_&  
  { }aB#z<B6  
T value; xChI ,~i  
public : 33:DH}  
assignment( const T & v) : value(v) {} 5p?!ni9  
template < typename T2 > e2CV6F@a  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %u?HF4S'  
} ;  Gt9wR  
4^c- D  
SEKN|YQV/t  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 g. %  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment hwnx<f '  
UVf\2\Y  
IL7`0cN(  
jW*1E *"  
  class holder :ZdUx  
  { ~Pk0u{,4XQ  
public : 4yMW^:@  
template < typename T > m$>iS@R  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =fc: 6JR  
  { ^ L:cjY/  
  return assignment < T > (t); zH)_vW  
} 9-*NW0  
} ; ]kktoP|D  
pw>m.=9|y  
xu%'GZ,o9  
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: mkvvNm3  
Bt^K]F\  
  static holder _1; 3bC yTZk  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 $%2_{m_K:p  
Iyk6=&?j  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !J>A,D"-  
而不用手动写一个函数对象。 #?} 6t~  
!7lj>BA>  
r$)$n&j  
#S QXTR  
四. 问题分析 ~JZ3a0$^  
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。 TZ^LA L'8_  
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。 aP~gaSx  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ph30'"[Z}  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Qb^q+C)o]  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 wN]J8Ir  
;M v~yb3v  
五. 问题1:一致性 +KK$0pL  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| -$Y8!54  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ^,s?e.u$8`  
g%J./F=@3  
struct holder sn\;bq  
  {  o sdOw8  
  // tR`S#rk  
  template < typename T > =(U/CI  
T &   operator ()( const T & r) const K\=8eg93Z  
  { -R+zeu(e'  
  return (T & )r; ;'kI/(;;C  
} T@+ClZi  
} ; OS7R Qw1  
1 0N,?a  
这样的话assignment也必须相应改动: B< ;==|  
&a~=b,  
template < typename Left, typename Right > Jgx8-\ 8  
class assignment c;!g  
  { E1q%gi4Q%  
Left l; 'qeP6}M  
Right r; n`5WXpz4;  
public : w$Ux?y- L  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Y5TS>iEE]  
template < typename T2 > 4 \Di,PPu  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } n E :'Zxj  
} ; DnyYMe!r  
~@M7&%]  
同时,holder的operator=也需要改动: '"O&J}s;  
sWxK~Yg  
template < typename T > rZC3\,W  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const -q2MrJ*  
  { 8=H\?4)()Y  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -{x(`9H;  
} B3b,F#  
E2:D(7(;l  
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。 {g=b]yg\o  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Z;*`f d?8  
_Xh=&(/8@  
return l(rhs) = r; Z`xyb>$  
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。 Baq ~}B<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A~y VYC6l  
&-F"+v,+  
template < typename Tp > rgR?wXW]jE  
class constant_t Ru7L>(Njs  
  { pI^=B-7  
  const Tp t; *PcVSEP/0  
public : q!*MH/R  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -- S"w@  
template < typename T >  z\$;'  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const eiB(VOJ  
  { @^HwrwRA  
  return t; 9S"N4c>  
} S~&\o\"5  
} ; S-,kI  
.HOY q  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 :|($,3*  
下面就可以修改holder的operator=了 2mOfsn d@  
g^n;IE$B  
template < typename T > 8l?w=)Qy  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const wz@/5c/u  
  { [J:zE&aj  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); z@n+7p`w  
} ,*w>z  
hs,5LV)|y  
同时也要修改assignment的operator() ZpTi:3>  
JchA=n  
template < typename T2 > T:'+6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } @2|G|C/]O}  
现在代码看起来就很一致了。 A ' )(SGSc  
e18T(g_i  
六. 问题2:链式操作 F]Pul|.l  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 A'b<?)Y7_  
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。 c}8 -/P=  
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。 %N1T{   
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。 l]/> `62  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct W=M< c@  
i 63?"  
template < typename T > IwnYJp:9v  
struct result_1 z.{HD9TD  
  { P$ F#,Cn  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; zH'!fhcy  
} ; dvxf lLd @  
@ikUM+A {  
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: 6J]~A0vsi}  
Z!k5"\{0pE  
template < typename T > mn Qal>0~  
struct   ref e$x4Ux7*"  
  { K"G(?<>~4c  
typedef T & reference; '%3u%;"  
} ; ]+FX$+H/A0  
template < typename T > 7-(>"75Q|  
struct   ref < T &> 5=Zp%[ #  
  { i<0D Z_rub  
typedef T & reference; 7d%A1}Bq$  
} ; }isCv b  
$)4GCP  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: \;'_|bu3.  
t.gq5Y.[  
template < typename T > .$n$%|"H-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4;",@}  
  { J,.j_ii`!  
  return l(t) = r(t); 6zELe.tq  
} !4i,%Z& 6  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Q|6Ls$'$  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 q+r ` e  
rwasH,+  
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 5~v(AB(x  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: #_JA5W+E  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 #_?426Wfs  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >SY 2LmV'a  
最后的布局是: z (c@(UD-_  
                Add f%`*ba" v  
              /   \ "u .)X3  
            Divide   5 dcV,_  
            /   \ ]Y?{$M G  
          _1     3 >_|Z{:z]d.  
似乎一切都解决了?不。 x e"4u JO  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 2V#c[%vI  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 D|u^8\'.  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: Z[DetRc-  
*%P>x}6w3  
template < typename Right > JUe K"|fA  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 5bu[}mJ  
Right & rt) const 6R$ F =MB  
  { 34/]m/2NZK  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ;:#?~%7>  
} zgEr,nF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 L:|X/c9r[  
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。 {[YqGv=fF  
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。 /Bg6z m  
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。 }1X11+/W  
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。 "ZA$"^  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? B,BOzpb(  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 9 AQ96  
E|F!S(.:,M  
template < class Action > N'lGA;}i  
class picker : public Action J};u25:}  
  { D:ql^{~  
public : 97:t29N  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }QX2 :a  
  // all the operator overloaded c<JM1  
} ; IS5.i95m  
mG}^'?^K  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 60U{ e}Mkb  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: ShEaL&'J  
I>YtWY|ed  
template < typename Right > ! 4qps$p{  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const MHpL$g=5_  
  { rE bx%u7Q  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); FthXFxwx$  
} ,Do$`yO+  
<ZHY3  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > TNX%_Q<  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 P0`>{!r6@  
U 3wsWSO  
template < typename T >   struct picker_maker k vue@  
  { ,\m;DR1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; [+:mt</HN  
} ; 3;t@KuQ66  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Q)%8NVs  
  { #LrCx"_&  
typedef picker < T > result; F=*BvI "+  
} ; }K#&5E  
Y_Z &p#Q!  
下面总的结构就有了: l?yZtZ8  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 U:pLnNp`  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Lv,ji_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 H(5ui`'s  
至此链式操作完美实现。 ~q#[5l(r8  
kw}ISXz v  
9Ww=hfb5UW  
七. 问题3 Gg3?2h"d  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ~' Qpf 8)  
^%4( %68  
template < typename T1, typename T2 > mNBpb}  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &ESR1$)'P  
  { !Wdt:MUI8  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); k DceBs s  
} mAYr<=  
)l[7;ZIw$  
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: DoCQFSL  
dZ]\1""#H  
template < typename T1, typename T2 > ^$&"<  
struct result_2 c@ZkX]g  
  { $U"P+  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; v&CO#vK5.  
} ; fAY2V%Rft  
[ ;3EzZL  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? pRk'GR]`  
这个差事就留给了holder自己。 _uy5?auQ  
    7,&]1+n  
/O(;~1B  
template < int Order > ~A:;?A'.  
class holder; 9>$%F;JP44  
template <> |qudJucV  
class holder < 1 > w4< u@L  
  { 8 *(W |J  
public : R2H\;N  
template < typename T > wHN` - 5%  
  struct result_1 B"E(Y M  
  {  JY050FL  
  typedef T & result; ]K0,nj*\c  
} ; -)->Jx:{  
template < typename T1, typename T2 > pS|JDMo  
  struct result_2 t&Y^W <  
  { V@+<,tjq  
  typedef T1 & result; dv4r\ R^  
} ; >* Qk~kv<%  
template < typename T > +IOKE\,Y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const j|$y)FBX  
  { Vo9)KxR  
  return (T & )r;  k9VQ6A  
} uwS'*5tU  
template < typename T1, typename T2 > 3Ns:O2|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const I}Gl*@K&O  
  { 2Nt]Nj`  
  return (T1 & )r1; B& f~.UH  
} {*]= qSz  
} ; AdN= y8T  
},QFyT  
template <> CPCB!8-5  
class holder < 2 > ^&w'`-ra  
  { ;uo|4?E:\(  
public : K v>#  
template < typename T > O6/=/-?N=c  
  struct result_1 +P6  
  { PQ!?gj  
  typedef T & result; u #QSa$P  
} ; [?r\b  
template < typename T1, typename T2 > 1MzB?[gx  
  struct result_2 eEds-&_  
  { WE8L?55_Au  
  typedef T2 & result; Z(`K6`KM  
} ; Z_ *ZUN?B  
template < typename T > w7ABnX  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "@'9+$i6  
  { ;>hPHx  
  return (T & )r; >a] s  
} H-y-7PW*~  
template < typename T1, typename T2 > vH\nL>r  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const U?m?8vhR6(  
  { _@ 3O`  
  return (T2 & )r2; 5<ya;iK  
} 9mtC"M<   
} ; g8@i_  
Hn2Q1lF-ip  
7&U+f:-w  
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> >。 E]Gq!fA&<  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: )t 7HioQ  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: -`<N,  
pDS4_u  
return l(i, j) = r(i, j); nLLHggNAV  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ,T>2zSk  
o\YdL2:X  
  return ( int & )i; = |zyi|  
  return ( int & )j; CMf~Yv  
最后执行i = j; 8{^GC(W{]  
可见,参数被正确的选择了。 H ;}ue  
]V7hl#VO  
wx7>0[zE  
o~N-x*   
F>{uB!!L4  
八. 中期总结 |&*rSp2iH  
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: .:Xe*Q  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ;Cpm3a t  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 E$fy*enON  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor gM]/Y6 *$b  
Zl/+HU~  
VH*(>^Of F  
Z?[J_[ZtR3  
;Awzm )Q  
^HKaNk<  
九. 简化 8#3cmpx4  
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。 9GOyVKUv  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ~oyPmIcb  
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: jh!IOtf  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 }=R|iz*,!  
  +-*/&|^等 #!<s& f|O  
2. 返回引用。 A}}t86T  
  =,各种复合赋值等 G!Q)?N    
3. 返回固定类型。 V#FLxITk  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) NWcF9z%@  
4. 原样返回。 :~(^b;yhZ  
  operator, r!=VV!XZ  
5. 返回解引用的类型。 6!V* :.(  
  operator*(单目) "A$Y)j<#G  
6. 返回地址。 +4RaN`I  
  operator&(单目) 6H9]]Unju  
7. 下表访问返回类型。 +w/o  
  operator[] iTyApLV  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 p#I1l2nE  
  operator<<和operator>> 4iPg_+  
3<SC`6'?  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Z ISd0hV  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: (6aZQ`H  
j|w+=A1  
template < typename Left > Fs~-exY1  
struct value_return [! o -F;  
  { 2Ki/K(  
template < typename T > ^u<+tV   
  struct result_1 XP1_{\  
  { sRG3`>1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; smNr%}_g  
} ; 6C5qW8q]u3  
A`8If  
template < typename T1, typename T2 > @5ybBh]   
  struct result_2 <>GyG-q  
  { p5hP}Z4r  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 60$    
} ; suSIz 7:  
} ; %dQX d ]  
O*7~t17  
R["7%|RV  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Fx\Re]~n  
x]M1UBnMN  
下面我们来剥离functor中的operator() }9dgm[C[b  
首先operator里面的代码全是下面的形式: f# + h_1#  
/+7L`KPD  
return l(t) op r(t) ^6n]@4P  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) YG|T;/-  
return op l(t) t$2{U  
return op l(t1, t2) z@j&vW  
return l(t) op  q\"$~*  
return l(t1, t2) op |F`'m":$m  
return l(t)[r(t)] HB^azHr  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] >oNs_{  
w5Z3e^g  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: gsH_pG-jU  
单目: return f(l(t), r(t)); CaMG$X&O  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); VP&lWPA}\$  
双目: return f(l(t)); pcG q  
return f(l(t1, t2)); l+,rc*-j0  
下面就是f的实现,以operator/为例 Gz:a1-x  
S7*:eo  
struct meta_divide 5 Da( DA  
  { [d}1Cq=_  
template < typename T1, typename T2 > 6]*qx5m`<l  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) `pr,lL  
  { R!ij CF\  
  return t1 / t2; aMWNZv  
} +{Ttv7l_2  
} ; *np|PyLP:  
:KwYuwYS  
这个工作可以让宏来做: jC=_>\<|X*  
#Bjnz$KB  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 2vLn#  
template < typename T1, typename T2 > \ .*{LPfD|  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; j~0hAKHG  
以后可以直接用 j<u`W|vl  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) li?Gb1  
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 W=/B[@3'  
(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。。。) tFCeE=4%  
ek<U2C_u#  
z!tHn#  
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 t<-Iiq+tL  
$= gv  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P=.W.oS  
class unary_op : public Rettype Pt$7U[N  
  { hO8B]4=&*  
    Left l; a,.9eHf  
public : <v?-$3YT  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8in8_/x  
LdL< 5Q[  
template < typename T > /}wGmX! -!  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ygHNAQG~  
      { dJk.J9Z  
      return FuncType::execute(l(t)); hk(^?Fp  
    } HDYoM  
PeOgXg)L`z  
    template < typename T1, typename T2 > @U,cj>K  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gg=z.`}  
      { 98l#+4 +  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); '` n\YO.N  
    } :gmVX}  
} ; y9 "!ys  
zPn8>J<.0Q  
zT@vji%Y  
同样还可以申明一个binary_op Mppb34y  
ry:tL0;;e#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > k~R_Pq S  
class binary_op : public Rettype 9E+^FZe  
  { -1[ri8t;nV  
    Left l; XS>4efCJ  
Right r;  (1ebE  
public : bR.T94-8y  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9,4a?.*4~  
HG3jmI+u>  
template < typename T > 9.<$&mVk7`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l#Iof)@#  
      { U^.$k-|k  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); !9-dS=:Y  
    } L_/.b%0)  
Mb-C DPT  
    template < typename T1, typename T2 > Gz`Zp "i%0  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const c#_%|gg  
      { $OmtN"  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); &#~yci2{  
    } cOIshT1  
} ; zZ kwfF  
qk+:p]2  
`":< ]lj  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 v6]lH9c{,  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 V /|@   
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]F,5Oh :OY  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 (UpSi6?\  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~s+\Y/@A  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ).LJY<A  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 h.PY$W<  
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) F<o J  
下面是修改过的unary_op [mX\Q`)QP  
h|wy vYKZ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Uj_%U2S$  
class unary_op =VDN9-/.  
  { pDW .Pav  
Left l; VF;%Z  
  =>&d[G[m!  
public : j  $L  
Bp9 u6R  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} a93Aj  
(g5T2(_6L  
template < typename T > 6ZX{K1_q  
  struct result_1 5'6Oan7dL:  
  { +YXyfTa  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; w<>B4m\  
} ; znD0&CS9q  
/1Ndir^c  
template < typename T1, typename T2 > "H6DiPh.E  
  struct result_2 PE-Vx RN)  
  { ,9=5.+AJ  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b16\2%Ea1  
} ; G$WMW@fy  
pLNv\M+  
template < typename T1, typename T2 >  6~j6M4*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L -<!,CASW  
  { j&u{a[Y/}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); YDO#Q= q%  
} 1#6c sZW5  
("ql//SL  
template < typename T > QrDI$p7;'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r3;?]r.}7  
  { Iy'a2@   
  return OpClass::execute(lt(t)); x+47CDDu3  
} rdSkGb  
C,&r7  
} ; +uLl3(ml  
p{NVJ^! +  
VM88#^  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ~}+F$&  
好啦,现在才真正完美了。 gM&XVhQJ\  
现在在picker里面就可以这么添加了: xbsp[0I,  
yO.q{|kX  
template < typename Right > \9jEpE^Ju(  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const  ~p<w>C9  
  { a/ ^ojn  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 3P N<J  
} %xPJJ $P  
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。 7\HjQ7__  
:;HJ3V;  
}I`"$2   
S8 .1%sw  
 ]?M3X_Mq  
十. bind E.45 s? r  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 f:bUM/Ud  
先来分析一下一段例子 [`2V!rU  
rv ouE:  
+XMKRt  
int foo( int x, int y) { return x - y;} b"k1N9  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 4c0 =\v  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 sYE|  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 :"{("!x   
我们来写个简单的。 eaB6e@]@  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: rK(TekU  
对于函数对象类的版本: n%X5TJE  
.Yg7V'R1  
template < typename Func > WCRGqSr4  
struct functor_trait +`=rzL"0I7  
  { ~+ [T{{  
typedef typename Func::result_type result_type; yGj'0c::  
} ; b v5BV  
对于无参数函数的版本: 4z6kFQgu  
|q!O~<H@  
template < typename Ret > !-B$WAV  
struct functor_trait < Ret ( * )() > B:oE&Ahh{  
  { r^zra|]  
typedef Ret result_type; %1h%#/#[  
} ; `8M{13fv  
对于单参数函数的版本: t.X8c/,;g  
>= O5=\`  
template < typename Ret, typename V1 > VY G o;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ]?c9;U  
  { #7v=#Jco  
typedef Ret result_type; ZB+~0[C  
} ; %^pm~ck!  
对于双参数函数的版本: \l-JU  
@;;3B  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Xnc?oT+  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > T$!Pkdh  
  { L+ K,Y:D!W  
typedef Ret result_type;  }o[N B  
} ; T\v~"pMu*0  
等等。。。 e5 N$+P"  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <]Btx;}  
6v?tZ&, G  
template < typename Func > 5D+rR<pD}"  
struct func_return ,76Q*p  
  { ^i[bo3  
template < typename T > ,4mb05w;d  
  struct result_1 F rd>+   
  { tf IUH'Ez>  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; SiLWy=qbR  
} ; '+&!;Jj,  
xcE2hK/+  
template < typename T1, typename T2 > M.qE$  
  struct result_2 ?+_Y!*J2b  
  { SDu%rr7sQ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; z"\<GmvB  
} ; k 5gvo  
} ; p54 e'Zb  
Lo*vt42{4  
Qa#Em1co  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 y/Ui6D  
`g vd 8^  
template < typename Func, typename aPicker > @+>t]jyz  
class binder_1 B,b^_4XX$  
  { c8h71Cr  
Func fn; BN1,R] *;  
aPicker pk; +?'a2pUS  
public : dnzZ\t>U  
X?7s  
template < typename T > Yij_'0vZ  
  struct result_1 3w&Z:<  
  { 6GMwB@ b  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; s:xt4<  
} ; +<Y1`kV)  
|-9##0H  
template < typename T1, typename T2 > 9}T(m(WQVu  
  struct result_2 }xJ!0<Bs  
  { '$h0l-mQ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; RPw1i*  
} ; oM!zeJNA  
RDxvN:v  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} a\m0X@Q  
)O,+'w?  
template < typename T > Bq~?!~\?.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5Z>+NKQ  
  { G&q@B`I  
  return fn(pk(t)); $Yj4&Two<  
} >P}6/L  
template < typename T1, typename T2 > {# N,&?[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]Wn=Oc{F  
  { 2OwO|n  
  return fn(pk(t1, t2)); 0Wb3M"#9<  
} NchEay;`  
} ; eC='[W<a.  
&4m;9<8\  
A i~d  
一目了然不是么? /Z2 g >  
最后实现bind es1'z.UJ  
3J[ 5^  
*#Iqz9X.Y3  
template < typename Func, typename aPicker > )2?A|f8  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) "b0!h6$!H  
  { tC&jzN"  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); gcF V$  
} qb PC5v  
 L{u1_  
2个以上参数的bind可以同理实现。 kOV6O?h  
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。 wV"C ,*V  
TnLblkX  
十一. phoenix jO5We mqf  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: pbNW l/|4  
hQ Lh}}B  
for_each(v.begin(), v.end(), +||[H)qym  
( wb6$R};?  
do_ +zzS  
[ K@@Jt  
  cout << _1 <<   " , " 7J$Yd976  
] 'p4b8:X  
.while_( -- _1), N4wMAT:h  
cout << var( " \n " ) lPn&,\9@~  
) @v=A)L  
); !gG\jC~n  
5U.,iQ(d  
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: ?`Som_vKO  
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 * TR ~>|  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 'q*:+|"  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ppPzI,  
0 = - D  
.E0*lem'hE  
template < typename Cond, typename Actor > {y7,n  
class do_while +ywd(Tuzm  
  { Y\ G^W8  
Cond cd; M ^~  
Actor act; bHH=MLZR:  
public : 7x :j4  
template < typename T > e3{L%rQE  
  struct result_1 h}$]3/5H  
  { Ld YaJh~h  
  typedef int result_type; Ow7I`#P  
} ; 0 B[eG49  
s\ i.pd:Q  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} %]@K}!)2  
z/t:gc.  
template < typename T > "rI By  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9=Rj9%  
  { bNO/CD4  
  do yy-\$<j  
    { aXefi'!6  
  act(t); wuTCdBu6hU  
  } ))>)qav  
  while (cd(t)); /A) v $Bv=  
  return   0 ; R!.HS0i.  
} 0yxMIX  
} ; q3E_.{t  
c{t[iXDG  
#Rdq^TGMi;  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). s(I7}oRWsL  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ^ok;<fJ  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ;{inhiySN  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 fE/8;v!=  
下面就是产生这个functor的类: *ad"3>  
t9()?6H\  
-zVa[ &  
template < typename Actor > X+K$y:UZ  
class do_while_actor $|YIr7?R  
  { a".uS4x  
Actor act; =7mR#3yt  
public : 8D:{05  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} )Cz^Xp)#  
pstQithS  
template < typename Cond > %d9UWQ  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; v=|BqG`  
} ; soZw""|v  
p\8cl/~  
Tf"DpA!_  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 wDZFOx0#8  
最后,是那个do_ ^[CD-#  
oA~m*|  
`R ^g[0 w'  
class do_while_invoker t{>66jm\R  
  { 7`tnoTUv  
public : rA9x T`  
template < typename Actor > !o4xI?  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const \sC0om,  
  { %~ecrQ;  
  return do_while_actor < Actor > (act); 3_T'TzQ u  
} %MP s}B  
} do_; 1 qUdj[Bj  
VJCh5t*  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Xt= &  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 @\!wW-:A  
最后来说说怎么处理break和continue ^l^_K)tw*  
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。 n/@/yJ<EFi  
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