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
  • 4820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 X@\W* nq  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C_Ewu*T7  
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, sCFxn  
H&)}Z6C"  
+P2oQ_Fk`9  
!5o j~H  
  class filler \_ 3>v5k|  
  { IW0S*mO$  
public : n:%4 SZn  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 9D3{[  
} ; /kbU<  
S<"Fp1#"l  
aj1]ZT \  
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: V95o(c.p  
cKt=?  
B{nwQC b  
>qmCjY1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ;miif  
Q\N*)&Sd<M  
r=H?fTY<3E  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Q7_5  
3f[Yk# "  
.S/ 5kLul  
o.{W_k/n  
二. 战前分析 6Wu*zY_+  
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。 e73=*~kfR  
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 ^m|@pp  
_}R[mr/  
zt(lV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); X7},|cmD_  
  /* --------------------------------------------- */ mM,HMrgLqK  
vector < int *> vp( 10 ); q>$MqKWM  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); k QuEG5n.-  
/* --------------------------------------------- */ R~\R>\  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); gM&IV{k3  
/* --------------------------------------------- */ K~TwyB-h  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); (~GQncqa  
  /* --------------------------------------------- */ C^J<qq &  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Lx0nLJ\  
/* --------------------------------------------- */ cS;3,#$  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); SVe]2ONd  
9TW[;P2> )  
D=0YLQ*rP  
SMEl'y  
看了之后,我们可以思考一些问题: ]`/>hH>+~9  
1._1, _2是什么? %QezC+n  
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。 1<YoGm&  
2._1 = 1是在做什么? qjB:6Jq4q  
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。 V`Cy x^P  
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。 tbFAVGcAM  
pU$k{^'UK  
sQJ\{'g  
三. 动工 u m9yO'[C  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 'Gy`e-yB  
_U s"   
F]\ Sk'}&  
uJw?5kEbv<  
template < typename T > 3UZd_?JI[^  
class assignment x-BU$bx5  
  { @ ^{`!>Vt  
T value; Xs0)4U  
public : M/N8bIC! Q  
assignment( const T & v) : value(v) {} vO}r(kNJ  
template < typename T2 > bA^uzE  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } _~<sb,W  
} ; e"E8BU  
$.PRav  
A)f-r  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 , >LJpv  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment dli(ckr  
(` *BZ_  
(dy(.4W\  
>q"dLZ  
  class holder Cj-s  
  { 7Ak<e tHD  
public : 3s6obw$ki  
template < typename T > TSB2]uH  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const |Y7SP]/`gB  
  { +:S `]  
  return assignment < T > (t); cOVj @z  
} yHeL&H  
} ; 7(Fas(j3  
586P~C[ic  
>8f~2dH2%  
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: Ku(YTXtK  
h^Wb<O`S  
  static holder _1; zI`I Q  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 [:8\F#KW  
@<\oM]jX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); bMO^}qR`  
而不用手动写一个函数对象。 gv*b`cl  
k@4N7}  
}y(t')=9  
IW~R{ ]6  
四. 问题分析 .j]tzX  
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。 j4$nr=d.6  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 PLCm\Oh$l  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Na0^csPm  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +kL7"  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 aI=p_+.h  
6jq*lnA%  
五. 问题1:一致性 aU!}j'5Q  
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?| ~y<0Cc3Vs  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 thjr1y.e  
Z)@vJZ*7(  
struct holder on_h'?2  
  { 3#7V1  
  // r2-iISxg+  
  template < typename T > ] K$YtM^  
T &   operator ()( const T & r) const 7^eyO&4z  
  { 69c4bT:b"  
  return (T & )r; ?;XO1cs  
} Rl?1|$%  
} ; Z@bgJL8 3  
-CvmZ:n  
这样的话assignment也必须相应改动: dbf<k%i6  
<V?2;Gy  
template < typename Left, typename Right > _2fW/U54_  
class assignment ..N6]u  
  { 6.@.k  
Left l; M':-f3aT%  
Right r; V:\:[KcL^  
public : csP4Oq\g[  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} A8% e _XA  
template < typename T2 > F2N"aQ&  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } "n%j2"TYJj  
} ; )OI}IWDl  
7-744wV}Z  
同时,holder的operator=也需要改动: f_c\uN@f  
o,7|=.-b  
template < typename T > &~:EmLgv  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const de:@/-|  
  { f"Sp.'@  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); KuR]X``2  
} Y@FYo>0O  
l2F#^=tp  
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。 ,r B(WKU  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。  /YJo"\7  
6z\!lOVjb  
return l(rhs) = r; a 0SZw  
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。 MCE@EFD`\  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: q{w|`vIb  
|"*P`C=  
template < typename Tp > <B6md i'R  
class constant_t - Jaee,P  
  { "6U0 !.ro@  
  const Tp t; d"|_NG`vr  
public : PQaTS*0SXJ  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} xlv(PVdn  
template < typename T > Gu$/rb?  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const cH_qHXi[G  
  { 9PB%v.t5 y  
  return t; 13?:a[~=Y  
} t0 e6iof^o  
} ;  VY6G{f  
&M|rRd~*  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 /stvNIEa  
下面就可以修改holder的operator=了 rN1]UaT  
h8/tKyr8(  
template < typename T > bB<S4@jF8z  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 6,q0F*q  
  { \&F4Wl>`  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); +$C9@CZM9  
} "(=g7,I4  
pA8bFtt  
同时也要修改assignment的operator() CR [>5/:M  
I~l qg  
template < typename T2 > sc*R:"  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 'Xik2PaO  
现在代码看起来就很一致了。 h,\{s_b  
-r *|N.5c  
六. 问题2:链式操作 #$UwJB]_D  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 onu G  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 l%+ &V^:  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 kqB# 9  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 V Rv4p5  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct uO4 LD}A  
3eY>LWx  
template < typename T > 'xS@cF o(  
struct result_1 .>W [  
  { R+!U.:-yz  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; zY/Oh9`=v  
} ; xd{.\!q.  
i$kB6B#==  
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: 5WI bnV@  
d>[i*u,]/  
template < typename T > b36{vcs~  
struct   ref "rMfe>;FJ  
  { p&I>xu8fl  
typedef T & reference; A.b^?k%I  
} ; k<*v6 sNs;  
template < typename T > JWHsTnB  
struct   ref < T &> t,YRM$P  
  { DOyO`TJi  
typedef T & reference; M4Cb(QAVP  
} ; '`^~Zy?c  
.6MG#N  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: hTa X@=Ra  
YT-ua{ .^  
template < typename T > i6yA>#^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const A{> w5T  
  { '/`O*KD]  
  return l(t) = r(t); @vq)Y2)r\  
} T;DKDg a  
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。 XW aa`q  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 3>n&u,Xe  
xY?p(>(  
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 @ 95p[  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: J4eU6W+{  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 KKpM=MZ  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 qG,h 1  
最后的布局是: TDw~sxtv&  
                Add E^J &?-  
              /   \ 4Pr^>m  
            Divide   5 #_^ p~:  
            /   \ wfO -bzdw  
          _1     3 xD*Zcw(vj~  
似乎一切都解决了?不。 oL9<Fi  
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。 E 14DZ  
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。 z wUC L  
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: Mq~E'g4#  
ZC2aIJ  
template < typename Right > z?13~e[D  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const y9mV6.r  
Right & rt) const @~vg=(ic(  
  { 2{RRaUoRb  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); bbq`gEV  
} OybmyGHY  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 e!0xh  
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。 2MB>NM<xO  
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。 Mx w-f4j  
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。 Qe F:s|[  
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。 Ak3^en  
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? F4~ OsgZ'N  
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: Lea4-Gc  
UG44 oKB  
template < class Action > t>quY$}4  
class picker : public Action .oM- A\!  
  { '{0O!y[H6  
public : P'iX?+*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} g@x72$j  
  // all the operator overloaded <mP_K^9c  
} ; 0Gj/yra9MO  
a1_ N~4r`  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ()j)}F#Z`  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: \4qF3#  
47Vt8oyh%  
template < typename Right > UxMy8} w!y  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const #&uajo  
  { c1kV}-v  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (XR}U6^v]  
} 1/\Xngd  
`hY%HzV=  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > B (eXWWT_  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 X*#\JF4$i  
5M>p%/  
template < typename T >   struct picker_maker V}vL[=QFZ(  
  { /Gnt.%y&  
typedef picker < constant_t < T >   > result; {{gd}g  
} ; k6DJ(.n'%a  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > |:SV=T:  
  { |Zn;O6c#L5  
typedef picker < T > result; "1""1";  
} ;  e+#Oj  
jCj8XM{c>  
下面总的结构就有了: L$a{%]I  
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`B/9-K)y  
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。 E_ 30)"]  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 A##Q>|>)  
至此链式操作完美实现。 Dd0yQgCu  
^{J^oZ'%~  
U(+QrC:  
七. 问题3 U1 3Lsky%  
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。 !1S!)#  
Y#):1C1  
template < typename T1, typename T2 >  })!-  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9(X~  
  { !<h9XccN  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); L})fYVX  
} LDw.2E  
zZ9Ei-Q  
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: 2N-p97"g  
4]zn,g?&  
template < typename T1, typename T2 > 902A,*qq  
struct result_2 EhD%  
  { cMtUb  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; QHXpX9  
} ; s(5(zcBK  
?N+pWdi  
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? _ZWU~38PM  
这个差事就留给了holder自己。  eJ[+3Wh  
    X`Lv}6}xT  
4`5W] J]6  
template < int Order > %/U'Wu{*  
class holder; Grw[h  
template <> 2fayQY xD  
class holder < 1 > %26HB w=JF  
  { / E!6]b/  
public : _;x`6LM  
template < typename T > aFnyhu&W'  
  struct result_1 ?=?*W7  
  { cWQ &zc  
  typedef T & result; ;eFV}DWW  
} ; taVK&ohWx  
template < typename T1, typename T2 > U/HF6=Wot  
  struct result_2 vGH]7jht  
  { $rjm MSxi  
  typedef T1 & result; bQ?Vh@j(M  
} ; g C8 deC8  
template < typename T > PHez5}T  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N>s3tGh  
  { \(?d2$0m  
  return (T & )r; L`:V]p  
} 1_xkGc-z<  
template < typename T1, typename T2 > H93ug1,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ;$*tn"- ?~  
  { KB\ri&bF  
  return (T1 & )r1; _=[pW2p  
} E^w0X,0XlE  
} ; 0ikA@SAq  
: @gW3'  
template <> e'v_eD T^  
class holder < 2 > Z0~,cO8~  
  { e v7A;;  
public : Nb0T3\3W  
template < typename T > RY,L'Gt O  
  struct result_1 EN>a^B+!  
  { 4dz Ym+vJm  
  typedef T & result; (:+Wc^0  
} ; m*e8j[w#  
template < typename T1, typename T2 > *xeJ4h  
  struct result_2 6!U~dt#a  
  { 4&L,QSJ V  
  typedef T2 & result; *rm[\  
} ; |jWA >S  
template < typename T > /HSg)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const DfOig LG*  
  { :h0!giqoQ  
  return (T & )r; Qc 1mR\.5  
} % 5!Y#$:{o  
template < typename T1, typename T2 > : T4ap_Ycq  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const p8CaD4bE  
  { 3=Xvl 58k  
  return (T2 & )r2; I=E\=UTG,5  
} ;$r!eFY;  
} ; Nw1 .x  
*z'Rl'j9[  
ccW{88II7w  
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> >。 #\}xyPS  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: dKPx3Y'  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: :' !_PN  
LKud'  
return l(i, j) = r(i, j); !?B2OE  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) @nj`T{*.  
&4p~i Z  
  return ( int & )i; Ys5I qj=mp  
  return ( int & )j; %CrpUx  
最后执行i = j; 61b<6 r0o  
可见,参数被正确的选择了。 'Te'wh=Y  
|L)qH"Eo  
?`SB GN;  
y0t-e   
x}7Xd P.2$  
八. 中期总结 0w$1Yx~C  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ',Oc +jLR  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 p AtxEaXh  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 F xXnX  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ]`@< I'?,X  
U,`F2yD/!  
BQ~\p\  
6A} 45  
y|#Fu  
\FIOFbwe  
九. 简化 z)FGbX  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 1Dm$:),^T}  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 HxShNU  
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: ({t6Cbw  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ( 2KopL  
  +-*/&|^等 )]JQlm:H  
2. 返回引用。 l'\m'Ioh  
  =,各种复合赋值等 #fF';Y7  
3. 返回固定类型。 hTAZGV(  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) A6F/w  
4. 原样返回。 wo) lkovd  
  operator, ,Ct1)%   
5. 返回解引用的类型。 \/ /{\d  
  operator*(单目) Znh<r[p<  
6. 返回地址。 #|}EPD9$  
  operator&(单目) PkdL] !:  
7. 下表访问返回类型。 Kx,<-]4  
  operator[] <(o) * Zmo  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 z`y^o*qc]  
  operator<<和operator>> yLvU@V@~  
Qb1hk*$=  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 #$-`+P  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: H[iR8<rhQ  
KQrG|<J  
template < typename Left >  !*-|s}e  
struct value_return vj<JjGP  
  { ;[j)g,7{  
template < typename T > ]A:G>K  
  struct result_1 5SHZRF(. 2  
  { 5q.)K f+  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; zAd%dbU|  
} ; )>^!X$`3  
"[\TL#/  
template < typename T1, typename T2 > y)+l U  
  struct result_2 -IG@v0_w  
  { H*EN199  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; c0:`+>p2  
} ; m3Rss~l  
} ; D3;#:  
DqBiBH[%h  
mp>Ne6\Tu  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 8}!WJ2[R  
YZ^;xV  
下面我们来剥离functor中的operator() 32,Y 3!%  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ;[[oZ  
fnU;DS] W  
return l(t) op r(t) #uH%J<U  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) (wZ/I(4  
return op l(t) 4#w Z#}  
return op l(t1, t2) T [2l32  
return l(t) op yK:b $S  
return l(t1, t2) op b*"%E, ?  
return l(t)[r(t)] +T]D\];D  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] X?OH//co  
.0'FW!;FV  
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: .L}k-8  
单目: return f(l(t), r(t)); 5g;i{T/6~x  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); |]x>|Z?/u  
双目: return f(l(t)); </jTWc'}  
return f(l(t1, t2)); qgw)SuwW  
下面就是f的实现,以operator/为例 77p8|63  
Dt*/tVF  
struct meta_divide 3etW4  
  { GC^>oF  
template < typename T1, typename T2 > <Is~DjIav  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) tx||<8  
  { !$8 e6  
  return t1 / t2; ps3jw*QZ{5  
} ~k'SP(6#C  
} ; # Q61c  
'P3jUc)  
这个工作可以让宏来做: 0ZJt  
OS$^>1f"  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ phqmr5s^H  
template < typename T1, typename T2 > \ QlK]2r9  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; {Z(kzJwN  
以后可以直接用 tsN,yI]-VA  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Z+G/==%3#,  
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 S;I}:F#5  
(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。。。) e4(E!;Z!QF  
ZA6)@Mn  
&Z 6s\r%  
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 tkKiuh?m  
xy[aZr  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > K+ @R [  
class unary_op : public Rettype Q6rvTV'vv  
  { R*r;`x  
    Left l; @pO2A6 Ks  
public : wOs t).  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} I7e.p m  
.FpeVjR''  
template < typename T > ?I332,,q  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T43Jgk,  
      { 6_kv~`"tZ  
      return FuncType::execute(l(t)); nb}rfd.  
    } 0;2"X [e  
Y2Y)|<FH  
    template < typename T1, typename T2 > b]k9c1x  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const M.?[Xpa  
      { B6xM#)  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); oZ,_G,b^  
    } sA!$}W  
} ; ]YWz;Z  
Dg o -Os@  
TNkvdE-S  
同样还可以申明一个binary_op fuF!3Q  
3  G_0DS  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6w)a.^yx7  
class binary_op : public Rettype )uu1AbT +e  
  { 9vI<\ Xa  
    Left l; T1=T  
Right r; ZfP$6%;_  
public : G_/Dz JBF  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} z^^)n  
N|\Q:<!2_w  
template < typename T > szC<ht?z  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const X)b@ia'"Wp  
      { z1S p'h$  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6&`hf >  
    } h1 pEC  
ce:p*  
    template < typename T1, typename T2 > ;{89*e*)  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F_F02:t  
      { ! 8*l U2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ]I'dnd3e  
    } Cd2A&RB  
} ; -+{<a!Nb  
U'k 0;  
fs\A(]`$  
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 w;;9YFBdM  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 !QS j*)V#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) mLm?yb:  
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。 7!U^?0?/  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! `i<omZ[aT  
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。。。 @|([b r|O  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 :T )R;E@  
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) WT63ve  
下面是修改过的unary_op a(uZ}yS$  
5yk#(i 7C  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ->L>`<7(  
class unary_op LR#BP}\b'  
  { %%FzBbWAO  
Left l;  D9h  
  yQ0:M/r;0  
public : Q@KCODi  
we8aqEomr  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ?k dan  
<.".,Na(J0  
template < typename T > i93 6+[  
  struct result_1 V:h7}T95  
  { f~ wgMp.W0  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; f0&%  
} ; Q$(Fm a4a  
ZeLed[J^xJ  
template < typename T1, typename T2 > !|\l*  
  struct result_2 4-m6e$p;  
  { OE*Y%*b  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7@ \:l~{  
} ; '^)}"sZ@G  
>#VNA^+t  
template < typename T1, typename T2 > Swr4De_5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const MX iQWg$  
  { R.!.7dO  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); % Ai' 6  
} _&%FGcAS  
T@A Qe[U'v  
template < typename T > H*e+ 2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V503  
  { Y (p Ud3y  
  return OpClass::execute(lt(t)); T+e*'<!O  
} _n1[(I  
'o~gT ;T#  
} ; (x fN=Te,-  
``%yVVg}  
-9::M}^2  
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 k%BU&%?1  
好啦,现在才真正完美了。 .,20_<j%=  
现在在picker里面就可以这么添加了: 2+_a<5l~  
,l Y4WO  
template < typename Right > Xv3pKf-K  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const  TJ1h[  
  { "9 f+F  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); "([/G?QAG  
} h+ud[atk.  
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。 xHMFYt+0$G  
~Up{zRD"B  
4(p`xdr}K  
s VHk;:e>x  
sn"z'=ch  
十. bind xv&h>GOg  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 NBHpM}1xtU  
先来分析一下一段例子 C~R ?iZ.&U  
f}J(nz>Sh  
FgL892[  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 7i!VgV  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 T7%!JBg@  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 L$BV`JWPw  
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。 "Kdn`zN{  
我们来写个简单的。 G;$; $gM  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 'qvj[lpGr  
对于函数对象类的版本: K|YB)y  
,yA[XAz~U  
template < typename Func > S*$?~4{R  
struct functor_trait +:"0 %(  
  { U (#JC(E-#  
typedef typename Func::result_type result_type; iGkysU<wcp  
} ; le]~Cy0  
对于无参数函数的版本: :eSsqt9]9  
&7oL2 Wf  
template < typename Ret > 7[w<v(Rc  
struct functor_trait < Ret ( * )() > H>A6VDu  
  { 4(8tr D6  
typedef Ret result_type; Px&_6}YWy  
} ; 1I{8 |  
对于单参数函数的版本: "i\#L`TkzX  
bMxK@$G~  
template < typename Ret, typename V1 > |-G2pu;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 4e Y?#8  
  { !nCq8~#  
typedef Ret result_type; N -]/MB 8  
} ; tM^4K r~o,  
对于双参数函数的版本: "L:4 7!8  
&iVdqr1,  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2 U]d 1  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > r34MDUZdI  
  { Id##367R  
typedef Ret result_type; P/dnH  
} ; " X8jpg  
等等。。。  -X71JU  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy )+hV+rM jp  
!TJ,:c]4{!  
template < typename Func > C!a1.&HHZ7  
struct func_return 9&5<ZC-D  
  { ".tL+A[  
template < typename T > Ff%V1BH[  
  struct result_1 zD79M  
  { p*&0d@'r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?UZt30|1  
} ; ?)y^ [9  
+)iMJ]>  
template < typename T1, typename T2 > 6:O<k2=2  
  struct result_2 }}{n|l+R5  
  { 8v4 o+w P  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Ph1XI&us9  
} ; =i&,I{3  
} ; 'Vo8|?.WhX  
S k~"-HL|  
CMaph  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *B"Y]6$  
Z(T{K\)uN  
template < typename Func, typename aPicker > RHg-Cg`  
class binder_1 . \"k49M`  
  { 0{|HRiQH9+  
Func fn; [/UchU]DT  
aPicker pk; Z0jgUq`r  
public : /}(d'@8p  
:Ko6.|  
template < typename T > `;E/\eG"  
  struct result_1 M .b8 -`V  
  { 4 "HX1qP  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 1!~cPD'F  
} ; Y~-y\l;Tr  
Ve3z5d:^  
template < typename T1, typename T2 > UtQey ;w  
  struct result_2  ir6' \  
  { FT@uZWgQ=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; M  9t7y  
} ;  b.&W W  
rtRbr_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} S3E,0%yo+)  
XiE`_%NW  
template < typename T > /i'078F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const '6#G$  
  { (~=.[Y  
  return fn(pk(t)); En?V\|,  
} //U1mDFT  
template < typename T1, typename T2 > hM Dd*<%l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4^tSg#!V{  
  { lmvp,BzC  
  return fn(pk(t1, t2)); h'):/}JPl  
} kI^* '=:  
} ; <U@N ^#  
[y[d7V9_o  
udZOg  
一目了然不是么? ;Y$>WKsV  
最后实现bind &12K pEyf  
_\ToA9m  
sjr,)|#[  
template < typename Func, typename aPicker > ,50  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ~#A}=, 4>  
  { %9J@##+  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Az`Aa0h]7  
} c=oDzAzuV\  
$;qi -K3j  
2个以上参数的bind可以同理实现。 6pt_cpbR  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 z)qYW6o%  
tS'lJu  
十一. phoenix z8Q!~NN-K  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Oj5UG*  
&O&HczO  
for_each(v.begin(), v.end(), k$w~JO!s  
( ~[g(@Xt  
do_ t4WB^dHYp  
[ 5p;AON  
  cout << _1 <<   " , " 'o >)E>  
] K}~$h,n  
.while_( -- _1), zX>W 8P  
cout << var( " \n " ) x sryXex;  
) I`kfe`_  
); Z/#_Swv  
w,LtQhQ  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: CLR1 CGnn7  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor O VV@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m[9.'@ ye  
那么我们就照着这个思路来实现吧: : \+xXb{  
>XD?zF)6  
Ot t6y  
template < typename Cond, typename Actor > 5)k8(kH  
class do_while uN|A}/hr]  
  { `g)}jo`W  
Cond cd; d7OygDb<  
Actor act; MMM tB6  
public : 7L{1S v  
template < typename T > `ONjEl  
  struct result_1 m>@hh#kBg  
  { AM}R#86  
  typedef int result_type; 4xy\  
} ; bx0.(Nv/X  
u6qK4*eAD  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ]?eZDf~  
b\k]Jx  
template < typename T > )pB#7aEw  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const P6:9o}K6  
  { YG "Ta|@5  
  do L:R4&|E/t  
    { {f/qI`  
  act(t); f-ltV<C_  
  } *c0H_8e  
  while (cd(t)); @T'^V0!-q:  
  return   0 ; XH%L]  
} \iuR+I  
} ; lSj gN~:z  
7aG.?Ca%  
l& :EKh  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). tcD7OC:"6  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ;FPx  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Pf*6/7S:  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 b/SBQ" B%  
下面就是产生这个functor的类: jkAjYR.  
XHr*Rs.[=  
w+M/VsL  
template < typename Actor > {!"UBALxc  
class do_while_actor *$tXm4 O[  
  { 3<0b_b  
Actor act; )DSeXS[ e  
public : +>ju,;4WK  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} fqNh\~kja  
[GwAm>k  
template < typename Cond > !ifU}qFzK  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; |LHJRP-Z  
} ; P}bIp+  
LCF}Y{  
 j]u!;]  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 \Z-th,t  
最后,是那个do_  q6 CrUn  
!b8V&<  
F'bwXb**  
class do_while_invoker }K{1Bm@S  
  { i Ha?b2=)  
public : _jWs(OmJ  
template < typename Actor > E$ d#4x  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 5E!C?dv(z  
  { &5 CRXf  
  return do_while_actor < Actor > (act); 5ut| eD`3  
} nL@'??I1  
} do_; mypV[  
BI'>\hX/V  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? MK&,2>m,A  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 wi(Y=?=  
最后来说说怎么处理break和continue 2g.lb&3W  
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。 EX8JlA\-W  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八