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
  • 3747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 }".\ 4B$n  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 =4YbVA+(  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, d,Hf-zJ%~  
}T?i%l  
<1ztj#B  
SIKk|I)  
  class filler ]s1TJw [B  
  { 6^7)GCq [  
public : _Ym&UY.u#  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} s98: *o3  
} ; wxdh?sQ  
uYG #c(lc  
BZ]&uD|f  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 'DaNR`9  
O^QR;<t'  
O[i2A (  
4<=eK7;XR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); yb@X*PW/z  
YHwVj?6W  
fS;m+D!j@  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 z|t.y.JX  
?M*C*/R  
`<]P"G  
<MI$N l  
二. 战前分析 *@b~f&Lx6  
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。 hr/xpQW  
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 >tE,8  
`Z;B^Y0  
YyX^lL_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); yKX:Z4I/  
  /* --------------------------------------------- */ [4V|UvKz  
vector < int *> vp( 10 ); 'tq\<y  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ;DT"S{"7  
/* --------------------------------------------- */ f4@#pnJ3po  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 3RTB~K8:{  
/* --------------------------------------------- */ il`C,CD  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); #U6/@l)  
  /* --------------------------------------------- */ r&j+;JM5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ]8q%bsl+  
/* --------------------------------------------- */ O(c4iWm  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); <9MQ  
t&p:vXF2  
U3VsMV*Y  
Ed ?Yk* 4  
看了之后,我们可以思考一些问题: %Pt[3>  
1._1, _2是什么? 5BGv^Qb_2  
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。 BhhK| U/  
2._1 = 1是在做什么? "~ i#9L/H  
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。 $yxIE}  
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。 OM.(g%2  
@/ovdf{  
}gi`?58J6  
三. 动工 HjE Tinm"  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:  hE?GO,  
KlSY^(kHR  
PHB\)/  
Hf E;$  
template < typename T > )Lv6vnT>  
class assignment 0^-b}  
  { 07HX5 Hd  
T value;  :L+zUlsf  
public : ?),K=E+=U  
assignment( const T & v) : value(v) {} )I0g&e^Tzy  
template < typename T2 > _ jM6ej<  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Snvj9Nr  
} ; ='l6&3X  
0^tJX1L  
>+W?!9[p:2  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 nq w*oLFQ  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment /(}l[jf  
sjgxx7  
JjL0/&  
DW;.R<8  
  class holder 39^uLob  
  { )-7(Hv1  
public : zJym`NF  
template < typename T > A UO0  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const s!zr>N"  
  { vN[m5)aT  
  return assignment < T > (t); ~o\]K  
} b9!J}hto,  
} ; W71#NjM2Z  
_[6+FdS],  
yyYbB]D  
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: p RfHbPV?  
S&g -  
  static holder _1; O"w_sw  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .M#>@~XR  
Ay. q)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 2LK*Cv[  
而不用手动写一个函数对象。 G;.u>92r|  
kO O~%|1CP  
a~+WL  
w[7HY@[  
四. 问题分析 5EZr"  
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。 w2_I/s6B  
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。 SOY#, Zu  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 )e$-B]>7z  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 xn#I7]]G  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 JL+[1=uE1L  
CMB$RLf  
五. 问题1:一致性 <UHf7:0V  
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?| K0bmU(Xxp  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 F;l<>|vG  
'48|f`8$  
struct holder j;c ^pLUP  
  { !)1Zp*  
  // ;C@^wI  
  template < typename T > yH0ZSv  
T &   operator ()( const T & r) const *`/@[S2,cu  
  { \%Ih 6  
  return (T & )r; U\plt%2m>  
} ~]s"PV:|  
} ; t ,Rn  
{@`Uf;hPAX  
这样的话assignment也必须相应改动: Tp.iRFFkP  
n/|`Dz.  
template < typename Left, typename Right > /-9+(  
class assignment `9NnL.w!  
  { " ~hjB  
Left l; ?d'9TOlD  
Right r; 6>^k9cJp  
public : 4E94W,1%,Y  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^qy-el  
template < typename T2 > X64I~*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ^d=@RTyo/  
} ; FK('E3PG  
<W{0@?y  
同时,holder的operator=也需要改动: [wxI X  
+VFwYdW,  
template < typename T > u$^` hzfI  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ZX}"  
  { -v2q:x'G#  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); XsMphZnK  
} :cz]8~i\  
L-TVe  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 hS/'b$#  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +`[Sv%v&L  
(KU@hp-\  
return l(rhs) = r; 6XU5T5+P^  
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。 WHT%m|yn  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: pZn%g]nRD  
(LPc\\Vv  
template < typename Tp > d8I:F9  
class constant_t J4X35H=Z  
  { Ku'U^=bVm:  
  const Tp t; ?5gpk1  
public : YtQWArX,  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} "xI[4~'`:  
template < typename T > f ebh1rUX  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 1MSu ]) W  
  { H|O}Dsj  
  return t; M*uG`Eo&  
} GC3L2C0)k  
} ; _J!mhU A  
1=.?KAXR  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 r/f;\w7  
下面就可以修改holder的operator=了  (La  
RkM!BcB  
template < typename T > z w9r0bG  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 6Fb~`J~s  
  { kMXl {  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); z`SkKn0f Y  
} 0rUf'S ?K  
N|}`p"  
同时也要修改assignment的operator() e:<> Yq+  
] ={Hq9d@  
template < typename T2 > U4JN,`p{  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } E .5xzY  
现在代码看起来就很一致了。 K(2s%  
A\Gw+l<h,  
六. 问题2:链式操作 x ,W+:l9~s  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 9~yuyv4$  
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。 ZxQP,Ys_Y  
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。 g~b'}^J  
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。 a6_`V;  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Q{60^vg  
+l(}5(wc  
template < typename T > AbB>ZT>hR  
struct result_1 "5K: "m  
  { "?SnA +)  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; %<t/xAge  
} ; \ :.p8`  
/_\4( vvf  
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: }=gGs  
)SuJK.IF  
template < typename T > 0'uj*Y{L  
struct   ref m`~ Qr~  
  { ,")7uMZaF\  
typedef T & reference; R#>E{[9  
} ; 4p.O<f;A8  
template < typename T > RiklwR#~r/  
struct   ref < T &> ff0,K#-  
  { F<[8!^l(z  
typedef T & reference; uY,FugWbl  
} ; 0dW1I|jR  
dq2v[? *R  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: U N/.T   
) =[Tgh  
template < typename T > ZfU_4Pl->  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const <S qbj;  
  { 0W)_5f&  
  return l(t) = r(t); ^^m%[$nw&r  
}  (c"!0v  
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。 15COwc*k  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 })B)-8  
7_RU*U^  
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 4J  s>yP  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: JsV#:  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 #!2gxm;g  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 $a G'.0HW  
最后的布局是: !E%!,  
                Add  Po5}Vh  
              /   \ N|DY)W  
            Divide   5 x;+,lP  
            /   \ ;.Kzc3yz}  
          _1     3 MmX42;Pw  
似乎一切都解决了?不。 aD4ln]sFxG  
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。 |l9AgwDg  
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。 &+\wYa,  
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: ` F)Iv:;y,  
QwhPN'U  
template < typename Right > tQ/U'Ap&  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ZrTq)BZ  
Right & rt) const Z5\6ca  
  { ;j$84o{  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,GK>|gNsb  
} |A2.W8`o  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 6c2fqAF>i  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 !n7?w@2a'  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 txi m|)  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 /fX]Yu  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 '!_o`t@  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? <a'j8pw9i  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: IcA]<}0!"v  
TqWvHZX  
template < class Action >  9( m^^  
class picker : public Action !l'Zar  
  { DU;]Q:r{  
public : %hXa5}JL  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Cnn,$R=/s  
  // all the operator overloaded YXmLd'F^3  
} ; 1r;Q5[@  
hVd63_OO  
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。 rIu>JyC"p  
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: *bR _ C"-  
V482V#BP  
template < typename Right > .9`.\v6R  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const n |(Y?`(  
  { d~.#KS  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); F.JE$)B2EX  
} Z rvb %  
vwP83b0ov"  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^fRA$t  
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。 HbCM{A9  
9D&ocV3QV  
template < typename T >   struct picker_maker %R}}1  
  { A6-JV8^  
typedef picker < constant_t < T >   > result; eQMY3/#  
} ; 6}[W%S]8  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > [~$9n_O94  
  { ."9v1kW  
typedef picker < T > result; X.g1 312~  
} ; 1 ,Y-_e)  
Qp{{OjD  
下面总的结构就有了: '#^ONnSTn  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 < =sO@0(<  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 >i=mw5`D]  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 uQrD}%GI  
至此链式操作完美实现。 7 v#sr<  
3. Kh  
-(~CZ  
七. 问题3 \  VJ3  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 "(/.3`g  
FhW\23OC  
template < typename T1, typename T2 > gaVWfG  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i{xgygp6f  
  { ~p^6  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); CsXIq.9  
} &Zd! |u  
sFMSH :5z  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: =fEn h'KE  
Kh}#At^C8e  
template < typename T1, typename T2 > ?~hC.5  
struct result_2 Wfz&:J#  
  { ;i>|5tEy  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Y0 Ta&TYZ0  
} ; eVn]/.d  
*ax$R6a#X  
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? *#w+*ywVZH  
这个差事就留给了holder自己。 *CMe:a  
    .sgP3Ah  
)u`q41!  
template < int Order > N\BB8<F  
class holder; FY@ErA7~  
template <> Hcq?7_)  
class holder < 1 > @))PpE`co8  
  { 2c LIz@  
public : F$F,I,$ "  
template < typename T > FIDV5Y/f  
  struct result_1 >/9f>d?w^  
  { sEm-Td+A5  
  typedef T & result; pa*bqPi  
} ; ;*Ldnj;B  
template < typename T1, typename T2 > 8GgZAu'X  
  struct result_2 j}ywdP`a  
  { _o`+c wc  
  typedef T1 & result; Bf1,(^3XH  
} ; ,4M7:=gf  
template < typename T > =dSH8C"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const -|YG**i/  
  { Ii FeO  
  return (T & )r; pyJY]"UHVE  
} F9IrbLS9c  
template < typename T1, typename T2 > +"Flu.+['  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const sxkWg>  
  { I7,5ID4pn  
  return (T1 & )r1; %38HGjS  
} %? -E)n[  
} ; .5*5S[  
 ~ "Xcd8:  
template <> EIQ`?8KSR  
class holder < 2 > ?gD^K,A Hd  
  { /6",#B}%b  
public : [QwEidX|  
template < typename T > pDqX% $^  
  struct result_1 |iSd<  
  { F#NuZ'U  
  typedef T & result; 4~<78r5m  
} ; {02$pO  
template < typename T1, typename T2 > %x{jmZ$}  
  struct result_2 ETZE.a  
  { x9\z^GU%H  
  typedef T2 & result; s R/z)U_  
} ; r)<c ~\0 7  
template < typename T > # `L?24%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const x Zp`  
  { CZZwBt$P  
  return (T & )r; ^cRAtoa  
} ^Mvgm3hg  
template < typename T1, typename T2 > !U::kr=t  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const T8^`<gr.  
  { N W]zMU{c  
  return (T2 & )r2; -A]-o  
} POXd,ON9  
} ; A4{14Y;?  
d)>b/0CZ  
ibP IT!5c  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 G]v BI=  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: b I"+b\K  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: M:M"7>:  
CKE):kHu  
return l(i, j) = r(i, j); je;C}4  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) e@h (Zwp  
Efp[K}Z^$  
  return ( int & )i; :%[mc-6.  
  return ( int & )j; 0ZM#..3sI  
最后执行i = j; jWL%*dJrN  
可见,参数被正确的选择了。 ]A=yj@o$xN  
I|x? K>  
P9 w);jp;  
FW"n+7T  
kk>z,A4 h_  
八. 中期总结 2WK c;?  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: &K*Kr=9N  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Y 'y yrn}  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 b|-}?@&7&q  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor BaVooN~C  
icK$W2<8mg  
4iDqd  
CzDV^Iv;Q{  
_]v@Dq VP  
i@`qam   
九. 简化 5<XWbGW  
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。 h_HPmh5  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 }  fa  
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: Xhs*nt%l  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ~ <36vsk  
  +-*/&|^等 ]f~!Qk!I7r  
2. 返回引用。 '':MhRb  
  =,各种复合赋值等 $[g#P^  
3. 返回固定类型。 JU#m?4g  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) <Nk:C1Op}  
4. 原样返回。 *C);IdhK%y  
  operator, ~ o=kW2Y  
5. 返回解引用的类型。 l(9AwVoAR|  
  operator*(单目) GG`j9"t4  
6. 返回地址。 "TI>_~  
  operator&(单目) 99tUw'w  
7. 下表访问返回类型。 O"X:3srJ`  
  operator[] 6e S~*  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 '|<r[K  
  operator<<和operator>> 388vdF  
ejia4(Cd  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 |- <72$j  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: )5NWUuH 5  
} eF r,bJ  
template < typename Left > Ih N^*P:Fo  
struct value_return R.?PD$;_M  
  { *07?U")  
template < typename T > CZE!@1"<{  
  struct result_1  `-JVz{z  
  { AhkDLm+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; JZK93R  
} ; +cbF$,M4  
YG /@=Z.  
template < typename T1, typename T2 > XG!6[o;  
  struct result_2 ^f57qc3nF  
  { \H9:%Tlp~4  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; JVGTmS[3  
} ; N/'8W9#6  
} ; K$:+]fJK  
&6vWz6!P  
puLgc$?  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait F2\&rC4v  
SdN&%(ZE  
下面我们来剥离functor中的operator() vvG"rU  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 5dhy80|g]  
6#AEVRJKU@  
return l(t) op r(t) _Hd|y  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) B;S'l|-?  
return op l(t) Z\]{{;%4b7  
return op l(t1, t2) Bd7B\zM  
return l(t) op c%WO#}r|  
return l(t1, t2) op 4"H *hKp  
return l(t)[r(t)] '9=b@SaAj  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ;aj;(Z.p)  
h@Jg9AM  
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: b;{"@b,Y  
单目: return f(l(t), r(t)); 97U OH  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 3HBh 3p5  
双目: return f(l(t)); "*t0 t  
return f(l(t1, t2)); "M@&*<S  
下面就是f的实现,以operator/为例 V0rQtxE{F  
SO.u0!  
struct meta_divide `U b*rOMu  
  { Y9|!= T%  
template < typename T1, typename T2 > l S3LX  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >~Xe` }'  
  { BWvM~no  
  return t1 / t2; Vfga%K%l F  
} (# mvDz  
} ; 2m]4  
j}tM0Ug.U  
这个工作可以让宏来做: !tt 8-Y)i  
}^0'IAXi  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 4].o:d;`/  
template < typename T1, typename T2 > \ K#N9N@WjR  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; H8I)D& cw  
以后可以直接用 tkR~(h  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ;l~a|KW0  
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 4r `I)  
(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。。。) vanV|O  
1U#W=Fg'  
`kxC# &HO  
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 fv#ov+B  
QNINn>2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > #O !2  
class unary_op : public Rettype Z{BK@Q4z  
  { p<(a);<L  
    Left l; v@OELJX  
public : R;pW,]}g,  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} t6\H  
1HKA`]D"p  
template < typename T > vD9\i*\2  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const i9zh X1#  
      { ZP!.C&O  
      return FuncType::execute(l(t)); ,hu@V\SKv  
    } >n3GvZ5%  
#7Q9^rG  
    template < typename T1, typename T2 > ']eN4H&=?}  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dp^PiyL  
      { 'g,_lF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Be]z @E1x  
    } AV2Jl"1)z  
} ; Ycm.qud ?  
)K@D4sl  
hBX.GFnw  
同样还可以申明一个binary_op )L6 it  
:AFW=e@<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > EBW*v '  
class binary_op : public Rettype "lu^  
  { ]:D&kTc  
    Left l; C(v'7H{4cW  
Right r; _g/d/{-{Q  
public : z+;$cfN  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0J'Cx&Rg  
>^`#%$+  
template < typename T > q6$6:L,<  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S+[,\>pY  
      { \mGb|aF8  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 5JVBDA^#om  
    } ,&4 [`d  
w^&UMX}  
    template < typename T1, typename T2 > ]kmAN65c  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const iUh7eR9  
      { fgtwV ji  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *!"T^4DEg  
    } X%-hTl  
} ; Z"Hq{?l9  
n8!|}J  
SGZYDxFC@  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 c/bT5TIEWs  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 xC _3&.  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) |>j^$^l~  
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。 U= n  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! >BO!jv!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。。。 $aTo9{M^  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 CpN*1s})d  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) &f'Lll  
下面是修改过的unary_op ~P,Z@|c4  
-M]/Xv]  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ^8oN~HLZ  
class unary_op ;_< Yzl  
  { E.:eO??g  
Left l; (0 t{  
  lxXF8c>U  
public : B\AyG4J  
QrmGrRH  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} u{W I 4n?  
e jk?If 07  
template < typename T > f~=e  
  struct result_1 l3MA&&++KF  
  { mp(:D&M  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; O>X!78]#K  
} ; ^|rzqXW  
uh)f/)6  
template < typename T1, typename T2 > Us&~d"n  
  struct result_2 YL;*%XmAG  
  { Tff eCaBv  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; {|zQ .s A  
} ; * e,8o2C$  
9ys[xOh WM  
template < typename T1, typename T2 > u`+kH8#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [F *hjGLc}  
  { Cq=k3d#}  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); >]\oVG  
} 2rP!]  
,+n{xI2  
template < typename T > m:;`mBOc3  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QA!'p1{#  
  { ^jo*e,y:  
  return OpClass::execute(lt(t)); 1G,'  
} 7&|&y SCu  
?y*yl  
} ; b Oh[(O!  
uhmSp+%  
<e8Ux#x/  
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 ;2eZa|M*q  
好啦,现在才真正完美了。 /LCRi  
现在在picker里面就可以这么添加了: +N:M;uTS  
-S $Y0FDV  
template < typename Right > c30 kb  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 'khhn6itA  
  { +^aM(4K\  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Kv\uBMJNW  
} r<kqs,-~  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 7bam`)n  
9[\$\l  
"g;}B"rG  
FVH R  
a*@4W3;7  
十. bind dy0xz5N-  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 *3Ci4\Ew  
先来分析一下一段例子 ?m.Ry  
(>x_fDv  
nR$Q~`  
int foo( int x, int y) { return x - y;} I9r> 3?  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 G`R2=bb8  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ApAHa]Ccp  
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。 W\yaovAt  
我们来写个简单的。 8 =<&9TmE  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ji|tc9#6  
对于函数对象类的版本: *[['X%f  
m&r?z%  
template < typename Func > tJY3k$YX  
struct functor_trait 6/thhP3`-  
  { };;6706a  
typedef typename Func::result_type result_type; k39;7J  
} ; PP)-g0^@  
对于无参数函数的版本: 2l!* o7  
gkDlh{  
template < typename Ret > KF`@o@,  
struct functor_trait < Ret ( * )() > V2|XcR  
  { "*aL(R  
typedef Ret result_type; Tj*Vk $}0  
} ; Va m4/6  
对于单参数函数的版本: 8L*P!j9`EY  
2f$6}m'Ad  
template < typename Ret, typename V1 > g>O O '}lF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > =XT}&D6  
  { t<2B3&o1  
typedef Ret result_type; ,] ,dOIOwn  
} ; m2"~.iM8  
对于双参数函数的版本: xT$9M"  
PxHH h{y%c  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2aUy1*aM  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > r8E)GBH-|  
  { sC.aT(meJ  
typedef Ret result_type; "R/Xv+;  
} ; -?$Hr\  
等等。。。 2,X~a;+  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Sc zYL?w^  
_*O^|QbM  
template < typename Func > AG$S;)Yl9c  
struct func_return }vbs6u  
  { 6U`yf&D  
template < typename T > ]%PQ3MT.  
  struct result_1 5 5_#?vw  
  { ^sp+ sr :  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (ft8,^=4  
} ; ?x(]U+  
,NQucp  
template < typename T1, typename T2 > lklMdsIdj  
  struct result_2 I(*4N^9++  
  { ?m?DAd~ZY  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; q >|:mXR  
} ; <Yk#MeiEp  
} ; BQcrF{q  
y[s* %yP3l  
A@X&d y  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 !kl9X-IiI  
 H)),~<s  
template < typename Func, typename aPicker > pUs s_3  
class binder_1 D,rF?t>=S  
  { ;L5'3+U  
Func fn; ; /3 <  
aPicker pk; Q}a 1P8?S  
public : .&AS-">Z  
El~x$X*  
template < typename T > $Q[a^V~:  
  struct result_1 9~^%v zM  
  { 9nFPGIz+  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; tTT./-*0  
} ; }2^_Gaj  
O3JN?25s  
template < typename T1, typename T2 > Qo !/]\  
  struct result_2 8$:4~:]/  
  { P~V0<$C  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ]OE{qXr{  
} ; I@l' Fx  
ZqHh$QBD 9  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 2Rc'1sCth-  
HB+\2jEE  
template < typename T > 4}FuoQL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T#.5F7$u  
  { uFM]4v3  
  return fn(pk(t)); U5; D'G  
} t> J 43  
template < typename T1, typename T2 > N#-P}\Q9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &D "$N"  
  { d&: ABI  
  return fn(pk(t1, t2)); #%4-zNS  
} _L mDF8Q(  
} ; }yup`R  
YN1P9j#0d  
 )_P|_(  
一目了然不是么? DBuvbq-  
最后实现bind \$Xo5f<  
(|_1ku3!  
SomA`y+ERn  
template < typename Func, typename aPicker > G992{B  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) CA7ZoMB#  
  { nPp\IE}:  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); gVM9*3LH6  
} fcd\{1#u  
7mipj]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Zgt:ZO  
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。 UPs*{m  
.lVC>UT  
十一. phoenix 0?} ),8v>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Hi$J@xU  
(9r\YNK  
for_each(v.begin(), v.end(), p\]Mf#B  
( T8& kxp  
do_ 9ALE6  
[ tMxa:h;/x  
  cout << _1 <<   " , " p._BG80  
] .i[rd4MCK  
.while_( -- _1),  LAG*H  
cout << var( " \n " ) 4LqJ4jo  
) 5z8CUDt 0  
); 0 e 1W&  
\}SA{)  
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: cn&\q.!fh  
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 H!Gsu$C  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 j4j %r(  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ]-d:wEj  
$\kqh$")  
W]kh?+SZ  
template < typename Cond, typename Actor > 5$o]D  
class do_while mM.-MIp  
  { [)V&$~xW  
Cond cd; va \ 5  
Actor act; ,7:_M> -3g  
public : PjriAlxD  
template < typename T > |=H*" (  
  struct result_1 Kbjt  CI7  
  { VT1Nd  
  typedef int result_type; aa:Oh^AJy  
} ; Fy!u xT-\  
R/8>^6  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 23XSQHVx  
<Z%iP{  
template < typename T > 'f0*~Wq|  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \a]JH\T)Q  
  { o:E+c_^q`  
  do ssVO+ T  
    { CAg\-*P|  
  act(t); \DsP '-t  
  } K)5'Jp@  
  while (cd(t)); ~e<l`rg#  
  return   0 ; v'Y)~Kv@!  
} !~5;Jb>s[/  
} ; ld58R  
Dohq@+] O  
<eRE;8C-  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). a f[<[2pma  
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。 PM3kI\:)m  
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。 .{+<o  
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。 <4,hrx&.  
下面就是产生这个functor的类: l \~w(8g<A  
@QiuCB  
-V@vY42  
template < typename Actor > d~f_wN&r  
class do_while_actor y.6D Z  
  { j'Ry.8}  
Actor act; IQ_2(8Kv  
public : ab ?   
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 4QbDDvRQ^  
Zt: .+.dV  
template < typename Cond > Vae}:8'}  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; bdh6ii  
} ; : vN'eL|#  
JWhi*je  
^_FB .y%  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 wc7gOrPpm  
最后,是那个do_ ?Fgk$ WqC  
?+-uF }  
WW33ZJ  
class do_while_invoker 5Vo8z8]t`  
  { ] ?!#*<t r  
public : LE^kN<qMK  
template < typename Actor > -#Xo^-&  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 7x8/Vz@\  
  { o'Q"  
  return do_while_actor < Actor > (act); Le#>uWM  
} 6Y4sv5G  
} do_; J^tLKTB  
IC&>PwXb  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? O_%X>Q9  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 'Fi\Qk'D@  
最后来说说怎么处理break和continue  + ]I7]  
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。 eUP.:(E  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八