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
  • 4197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 >Kz_My9  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 iU.!oeR?  
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, W/b"a?wE{  
s.f`.o  
d&/^34gn  
>_rzT9gX&  
  class filler ` 52% XI  
  { =9kj? u~  
public : kTr6{9L  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;}  -0{T  
} ; d1UVvyH  
`)0Rv|?  
or?0PEx\  
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: {CW1t5$*  
0eQ~#~j&  
_Syre6k  
K%98;e9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); FgXu1-  
29&sydu  
"2*G$\  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 qXXYF>Z-  
^`l"'6  
{ z-5GH|  
l\q*%'Pe  
二. 战前分析 s@[C&v  
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。 f 1sy9nQs  
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 5oVLv4Z9u  
%M|Z}2qv  
L4MxU 2  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); xnJjCEZ  
  /* --------------------------------------------- */ x, G6\QmA  
vector < int *> vp( 10 ); i}.{m Et  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 5LDQ^n  
/* --------------------------------------------- */ it(LphB8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); G> f^ 2  
/* --------------------------------------------- */ CnxK+1n l  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 3$GY,B  
  /* --------------------------------------------- */ 4JX`>a{<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); /X(@|tk:  
/* --------------------------------------------- */ #JK;& Dg!  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ;k9 ?  
3r,1^h  
p:DL:^zx  
nAQyxP%  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3!i. Fmo  
1._1, _2是什么? fG:PdIJ7_  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Xz;et>UD*B  
2._1 = 1是在做什么? ;X?Ah  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 TYs+XJ'Xj  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 ]jHh7> D  
>wz;}9v  
y #hga5  
三. 动工 <_##YSGh,  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: }"F ?H:\  
4yA9Ni  
xi '72  
ti$oZ4PpF  
template < typename T > ovhC4 2i  
class assignment Z7tU0  
  { jxRF"GD  
T value; 8@Egy%_  
public : /#S4espE  
assignment( const T & v) : value(v) {} :z0s*,QH  
template < typename T2 > LydbP17K}  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } \_m\U.*  
} ; .V5q$5j  
ib5;f0Qa  
:FX'[7;p  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 +-Z"H)  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,pQ'w7  
MgJ%26TZ  
DhtU]w}  
h(C#\{V  
  class holder =]_d pEEQ  
  { (lyt"Ty  
public : @<@R=aqE  
template < typename T > %8}WX@SB  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =oL8d 6nI  
  { YtwmlIar`  
  return assignment < T > (t); 5}.,"Fbr  
} @ A~B ,  
} ; /3CHE8nSh  
oso1uAOfp  
D..{|29,:  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: N<#S3B?.  
2*~JMbm  
  static holder _1; oj,HJH+  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9[epr+f  
Jcwh|w9D8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Zu2m%=J`  
而不用手动写一个函数对象。 9IS1.3  
@{J!6YGh  
x&hvFG3  
Hrd5p+j  
四. 问题分析 { 4_I7r  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 d-6sC@PB  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 2ru*#Z#(  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 f7EIDFX>pt  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 &^CL] &/  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 2.fyP"P L  
T[Z <bW~0  
五. 问题1:一致性 A%NK0j$;}  
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?| 1M%{Uqsd-  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1S*8v 7  
w>NZRP_3  
struct holder p6&LZ=tL3  
  { hYP6z^  
  // h/0<:eZ*  
  template < typename T > w%i+>\tO  
T &   operator ()( const T & r) const X_-Hrp!h  
  { _Ewy^;S%L  
  return (T & )r; xh+AZ3  
} Xm"w,J&  
} ; 5t"bCzp  
X7XCZSh#A  
这样的话assignment也必须相应改动: L:t)$iF5+  
%KJ"rvi4K  
template < typename Left, typename Right > PTuCN  
class assignment N3XVT{ yo  
  { yiv RpSL  
Left l; n}AR/3}  
Right r; wf~5lpI[  
public : :,h=2a_ 8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .XV]<)<K$  
template < typename T2 > C&gOA8nf  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } eeI9[lTw  
} ; /I`cS%U  
OEy:#9<'  
同时,holder的operator=也需要改动: sx)$=~o  
KRnB[$3F1  
template < typename T > 2-"Lxe65f  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 3oppV_^JdT  
  { /ctaAQDUh\  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); s]nGpA[!  
} C;58z 5*,  
G:h;C].  
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。 2g ?Jb5)  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )E[ Q  
 ?;ALF  
return l(rhs) = r; 2HvTM8  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 +H)!uLva B  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V',m $   
:w {M6mM>  
template < typename Tp > #GDh/t2@  
class constant_t /H\^l.|vk  
  { 8^P2GG'+-  
  const Tp t; 323yAF  
public : *'s2 K  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ((RpT0rP\  
template < typename T > #whO2Mv  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const &dZ.+#8r  
  { V\k5h  
  return t; 7)8rc(58  
} OVQxZ~uQ  
} ; {jx#^n&5R  
;H m-,W  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0btmao-  
下面就可以修改holder的operator=了 T0*TTB&b  
@ 2%.>0s.  
template < typename T > 8M3p\}O  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const xvdnEaWe$  
  { ;:-2~z~~  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); k"DQbUy0L  
} WRLu 3nBx  
' F 6au[  
同时也要修改assignment的operator() nL7S3  
j-I6QUd  
template < typename T2 > eBSn1n  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 6,g5To#vw  
现在代码看起来就很一致了。 r$3~bS$]  
jziA;6uL  
六. 问题2:链式操作 1v[#::Bs  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _Sk< S  
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。 ;8%@Lan  
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。 Ivt)Eg  
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。 ?4wehcZz  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ?Qo_ KQ%sn  
=An Z>6  
template < typename T > psyH?&T  
struct result_1 0+2Matk>.  
  { "u,~yxYWl  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; fdCxMKlu;  
} ; <Hr@~<@~  
3*2&Fw!B  
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: {Gb)Et]<  
W(PW9J9  
template < typename T > 6M<mOhp@}n  
struct   ref N8L)KgM5#7  
  { *]>OCGsr  
typedef T & reference; ('o; M:  
} ; z hR_qW+  
template < typename T > <-oRhi4  
struct   ref < T &> }07<(,0n  
  { =DF@kR[CH"  
typedef T & reference;  1+i  
} ; *2m&?,nJ  
t#D\*:Xi  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: %. 6?\w1e  
_>?8eC]4a  
template < typename T > /J9T=N  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const "` ?W u  
  { d,Dg"Z  
  return l(t) = r(t); 'bY|$\I  
} ;ijfI  
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。 \ \mO+N47i  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 1o6J9kCq^3  
w3?t})PB&  
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 Kz*AzB  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: }&C!^v o  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 HU'`kimWb  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 4K?H-Jco  
最后的布局是: 1^H<+0  
                Add ^)0{42!]  
              /   \ d8BK/b  
            Divide   5 f@. Q%+!4  
            /   \ 6'sFmC  
          _1     3 Vp-OGX[  
似乎一切都解决了?不。 <2@<r t{  
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。 <hF~L k ,  
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。 @9kk f{?  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: RWh}?vs_  
W!Ct[t  
template < typename Right > hDkqEkq1R  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Uf]Pd)D  
Right & rt) const t+)GB=C  
  { b8b PK<  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ``YL] <<  
} Q]?J%P.  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 U-]PWt?C{  
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。 oWaIjU0  
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。 5_tK3Q8?  
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。 u%IKM \  
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。 )'I<xx'1  
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? PS<tS_.  
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: sxQ,x/O  
7!yF5 +_d  
template < class Action > _ L:w;Oy9T  
class picker : public Action :~A1Ud4c  
  { hr}R,BR|  
public : 3<' Q`H>  
picker( const Action & act) : Action(act) {} (XIq?c1T  
  // all the operator overloaded fvBC9^3  
} ; zl8\jP  
?28GQyk4  
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。 \g[f4xAV  
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: A[,"jh  
Ug'nr  
template < typename Right > {R8P $  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const jeuNTDjeL  
  { ZwrYs s  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Nm:<rI,^  
} N,+g/o\f  
.N><yQ-j3'  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^fiRRFr[  
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。 8Carg~T@  
C"|_j?  
template < typename T >   struct picker_maker ghO//?m  
  { z^HlDwsbm  
typedef picker < constant_t < T >   > result; N{z(|2{A#  
} ; {|wTZ  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ,'{B+CHoS  
  { \,#4+&4b  
typedef picker < T > result; 8}`8lOE7  
} ; .Fz6+m;Z  
8JO\%DFJ  
下面总的结构就有了: 2uR4~XjF  
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。 sL`D}_:  
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。 <.B > LU  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 mt]YY<l  
至此链式操作完美实现。 <W|{)U?p  
"N:]d*A\  
"=TTsxyM6P  
七. 问题3 !<^j!'2  
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。 o>rlrqr?_  
o|n0?bThS-  
template < typename T1, typename T2 >  hahD.P<  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const > Vm  
  { ( 2(;u1  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); :;u]Y7  
} 2<./HH*f  
pQ`L=#WM  
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: >;U%~yy}qc  
f2e$BA  
template < typename T1, typename T2 > ]x{H  
struct result_2 _^s SI<&m  
  { [goPmVe+  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; |B WK"G  
} ; H9m2Whq  
qvE[_1QCc  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ['`'&+x&!  
这个差事就留给了holder自己。 ;Wm)e~`,  
    ` Z V'7|  
U5%]nT"[]  
template < int Order > s+G9L)b'  
class holder; 5{f/H] P  
template <> zw:b7B]  
class holder < 1 > 8$tpPOhzb  
  { ]1$AAmQH  
public : ;8Q?`=a  
template < typename T > SL 5DWZ  
  struct result_1 JV{!Ukuyp+  
  { t7%Bv+Uo  
  typedef T & result; 1,D ^,  
} ; aL6 5t\2  
template < typename T1, typename T2 > %31K*i/]  
  struct result_2 ?O^:j!C6  
  { hUvH t+d  
  typedef T1 & result; BnY|t2r  
} ; (&x\,19U$  
template < typename T > c`=h K*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |L-juT X9  
  { (D3m5fO  
  return (T & )r;  .5r0%  
} 3nGK674;z  
template < typename T1, typename T2 > %cjav  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const l_IX+4(@b|  
  { 9e*poG  
  return (T1 & )r1; z]_CFo1'l  
} 9cPucKuj  
} ; "Z?":|%7  
:WTvP$R  
template <> S$:S*6M@"  
class holder < 2 > 'B:De"_(N  
  { Q%d[ U4@  
public : E*"E{E7  
template < typename T > v^E2!X  
  struct result_1 + a@SdWf  
  { #Ih(2T i  
  typedef T & result; }eK*)  
} ; TyXOd,%zl  
template < typename T1, typename T2 > .b)(_*  
  struct result_2 teALd~;  
  { `G{t<7[[;  
  typedef T2 & result; HYa!$P3}[  
} ; d u )G)~  
template < typename T > ?%n9g)>Yej  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :|( B[  
  { $ $+z^%'_  
  return (T & )r; @2O\M ,g5  
} 6% axbB  
template < typename T1, typename T2 > K?eo)|4)DB  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const IMEoov-x  
  { +T;qvx6  
  return (T2 & )r2; }Ec"&  
} lK@r?w|<M  
} ; Ghe=hhZ  
hZG{"O!2 s  
?7s  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 0']M,iC/  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: n-WvIy  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: +g30frg+Gl  
l/M+JT~R  
return l(i, j) = r(i, j); g}h0J%s  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) I[C.iILL  
|Q+v6r(<zZ  
  return ( int & )i; yU`IyaazZ  
  return ( int & )j; aa!c>"g6  
最后执行i = j; N.rB-  
可见,参数被正确的选择了。 pp_ddk  
l)bUHh5[  
>H! 2Wflm  
bsVOO9.4-  
pYQs|5d  
八. 中期总结 sIM`Q%  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: pc>R|~J{2  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ;^]F~x}  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 r73Xh"SL  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor t?Znil|o  
RmCR"~   
*()#*0  
]t<%>Z$  
/ nRaxzf'  
3EdPKM j&  
九. 简化 CiF bk&-g  
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。 Ha\hQ'99  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Rh^$0Q*2  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 2|EoP-K7  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]e9kf$'  
  +-*/&|^等 I}{eYXh  
2. 返回引用。 0U~JSmj:2K  
  =,各种复合赋值等 }%|OnEk"  
3. 返回固定类型。 Su~`jRN $  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 3+ 'w%I  
4. 原样返回。 C<ljBz`,t  
  operator, -ybupUJcbv  
5. 返回解引用的类型。 Ja2.1v|r .  
  operator*(单目) YN3uhd[2  
6. 返回地址。 v4zARE9#  
  operator&(单目) Po[zzj>m  
7. 下表访问返回类型。 b87d'# .  
  operator[] SuSZ,>  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 d?qz7#kc  
  operator<<和operator>> V00zk`PH  
H(|v  
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。 #{a<{HX  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Nq8A vBwo4  
z'*>Tk8h  
template < typename Left > v4Gkf  
struct value_return uR[i9%=8L(  
  { Z )I4U  
template < typename T > 1OKJE(T  
  struct result_1 ~<3yTl>  
  { |,crQ'N'  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 0rj*SC_  
} ; %8/$CR  
x(Z@ R\C-a  
template < typename T1, typename T2 > P7!Sc  
  struct result_2 3m'6cMQ  
  { 5irOK9hK  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ah.Kb(d:  
} ; `Hqu 2 '`  
} ; %|~ UNP$  
Z9y:}:j"  
{zcjTJ=Zt8  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ZBWe,Xvq  
yO)Qg* r  
下面我们来剥离functor中的operator() ]  D(3   
首先operator里面的代码全是下面的形式: 1zffPC8jl  
sQ$FtKm6  
return l(t) op r(t) :1I,:L  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) PC5FfX  
return op l(t) 6>Fw,$  
return op l(t1, t2) }HzZj;O^2>  
return l(t) op 0ni5:tYy  
return l(t1, t2) op R_&>iu'[  
return l(t)[r(t)] >=(e}~5y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~kga+H  
= zSrre  
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: hV%l}6yS&  
单目: return f(l(t), r(t)); _<$=n6#  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); r_",E=e  
双目: return f(l(t)); ~*qGH  
return f(l(t1, t2)); g|oPRC$I'  
下面就是f的实现,以operator/为例 VI4d/2e  
:>;#/<3{  
struct meta_divide J&?kezs  
  { , /pE*Yk  
template < typename T1, typename T2 > RDbA"e5x  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ^/,s$dj  
  { "(5}=T@,  
  return t1 / t2; >; Bhl|r~z  
} F&\o1g-L  
} ; {XAKf_Cg  
H0S7k`.  
这个工作可以让宏来做: VQCPgs  
f55Ev<oOa  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ #'[ f^xgJ  
template < typename T1, typename T2 > \ q:'(1y~  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 6m]L{ buP  
以后可以直接用 J';tpr  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >Y:ouN~<  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 8CL05:&  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 9D@Ez"xv  
C<pF13*4  
w?[)nlNW  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 1VeCAx[e  
otOl7XF  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ldu!uihx  
class unary_op : public Rettype e1#}/U  
  { ] 3v  
    Left l; 9/{g%40B^  
public : O =fT;&%.  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^ZsME,  
1_' ZbZv4h  
template < typename T > tf,_4_7#$  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r&qD!l5y  
      { `4o;Lz~  
      return FuncType::execute(l(t)); &45.*l|mo  
    } X!@Gv:TD  
gyPF!"!5dq  
    template < typename T1, typename T2 > ZE9*i}r  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /swTn1<Y  
      { ?E`J-ncP  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); _tjH=Ff$  
    } %w@(V([(c  
} ; 9}4L 8?2  
qIk6S6  
QM IQy  
同样还可以申明一个binary_op BdceINI  
$6_J` 7  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \6N\6=t!A  
class binary_op : public Rettype ?TXFOr]g]2  
  { b x@CzXre;  
    Left l; -{O2Nv-]]  
Right r; 6Hz=VhQrN  
public : f7`y*9^  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} sU8D;ML7  
Qcw/>LaL:  
template < typename T > mr*zl*  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \+,jM6l}-  
      { 8E" .y$AW  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); a; "+Py  
    } 27MgwX NQ  
W] lFwj  
    template < typename T1, typename T2 > ~6OdPD  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const NENbr$,G  
      { {\%x{  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); GVg0)}  
    } X9P-fF?0  
} ; PBUc9/  
)a.U|[:y[+  
.8,lhcpY  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 2@ad! h  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 -Oo$\=d  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ;c'jBi5W  
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。 F8pLA@7[  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! g><sZqj8tt  
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。。。 /5o~$S  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 "e(N h%t  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) q[+];  
下面是修改过的unary_op , w_Ew  
shi#K<gVC  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > eVy,7goh  
class unary_op 9;@6iv  
  { ut o4bs:  
Left l; old}}>_  
  +pE-Yn`YS  
public : ;xb:{?  
EZ$m4: {e  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} k`N)-`O7  
eX=W+&lj  
template < typename T > AttDD{Ta  
  struct result_1 ^@N@ gB  
  { fQv^=DI#  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4WNWn#M  
} ; <5nz:B/  
O=yUA AD$  
template < typename T1, typename T2 > 'a0$74fz  
  struct result_2 z-()7WY  
  { LOp<c<+aW  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; nTLdknh"  
} ; +VTMa9d  
,fL*yn  
template < typename T1, typename T2 > IQR?n}ce  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wc ^z9y  
  { 2"NJt9w  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ?gTY! ;$P  
} P2lj#aQLS  
:imp~~L;  
template < typename T > E")82I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GU_R6Wt+  
  { -{ZRk[>Z  
  return OpClass::execute(lt(t)); VG)kPKoi  
} .aNy)Yu8  
@k6>&PS  
} ; O)W1.]GMbf  
]A'E61t<n  
B[8  
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 { c]y<q  
好啦,现在才真正完美了。 H1N%uk=kV  
现在在picker里面就可以这么添加了: Iz VtiX  
c$>Tfa'H  
template < typename Right > G6L 'RP  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const  aj1Zi3h  
  { 5*~G7/hT  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ,%Dn}mWu  
} )Wgh5C`  
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。 j134iVF%  
Z:5e:M  
D;m>9{=  
<D=U=5  
uP<tP:  
十. bind ZMoN  
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。 q&7J1  
先来分析一下一段例子 u>d,6 !  
8n NRn[oS  
W* N^Gp@  
int foo( int x, int y) { return x - y;} NKh8'=S  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 U@DIO/C,m`  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 H htAD Y  
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。 %I?uO( @  
我们来写个简单的。 $o5<#g"/T  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: cR _ 8 5  
对于函数对象类的版本: ]H%y7kH8  
~Sh8. ++}  
template < typename Func > Xji<oih  
struct functor_trait v, 9MAZ,  
  { F`+}p-  
typedef typename Func::result_type result_type; L-vy,[9)[*  
} ; )nQA) uz  
对于无参数函数的版本: D&$%JT'3  
dy`K5lC@  
template < typename Ret > fp u^  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ]|'Mf;  
  { r+ k5Bk'  
typedef Ret result_type; i#=s_v8  
} ; O6 bB CF;  
对于单参数函数的版本: |cUTP!iy  
N"@aisi)  
template < typename Ret, typename V1 > 7ZqC1  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Ar,B7-F!  
  { >Ta|#]{  
typedef Ret result_type; (w `9*1NO  
} ; cl/}PmYIZ  
对于双参数函数的版本: [HLXWu3  
cba ~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 6O>NDTd%  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Kj.4Z+^  
  { ET.c8K1f  
typedef Ret result_type; \%g# __\  
} ; XcD$xFDZ  
等等。。。 -YPUrU[)  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy :/A3l=}iV  
Pm*FA8a7  
template < typename Func > s8Bbe t  
struct func_return o)GLh^g_I'  
  { R,>LUa*u  
template < typename T > 2guWWFS  
  struct result_1 2M1}`H\  
  { L/t'|<m  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; iK%%  
} ; $t}t'uJ  
__O@w.  
template < typename T1, typename T2 > 8 6y)+h`  
  struct result_2 _=S 4H  
  { ?H3Ls~R  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; D;*P'%_Z  
} ; +`'=K ;{U  
} ; )\ow/XPE  
|L%}@e Vw_  
C3>&O?7J*7  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 dTcrJ|/Y  
K8,Q^!5]"  
template < typename Func, typename aPicker > 2<q.LQ}<  
class binder_1 41dB4Td5t  
  { :QGgtTEV""  
Func fn; vVBu/)  
aPicker pk; ^qvN:v$1  
public : aGSix}b1P  
8=\}#F  
template < typename T > dX^ ^ @7  
  struct result_1 (]ToBju  
  { \2]M &n GT  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; qD!qSM  
} ; ,E ]vM&  
O1xK\ogv  
template < typename T1, typename T2 > #$-{hg{  
  struct result_2 *5T^wZpj)  
  { H;D 5)eJ90  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7\.{O$Q  
} ; x)GpNkx:  
xw2dNJL  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} CvkZ<i){  
b%A+k"d  
template < typename T > A~0eJaq+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lFJDdf2:$C  
  { 'ip2|UG  
  return fn(pk(t)); (+aU,EQ  
} P]cC2L@Vbi  
template < typename T1, typename T2 > bSJ@ 5qS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '/O >#1  
  { ^W#161&  
  return fn(pk(t1, t2)); Z/G`8|A  
} 8=kIN-l_  
} ; 7F$G.LhMw  
2;2FyKF(  
Iy[TEB  
一目了然不是么? h$`zuz  
最后实现bind 05SK$ Y<<  
h[*:\P`  
F .h A.E  
template < typename Func, typename aPicker > %7}ibz4iF  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) tleWJR8oc  
  { W!jg  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Rq@M~;p  
} CqFk(Td9-D  
+%sMd]$,n  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ^K3Bn  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ka=EOiX.  
^ jYE4gHM  
十一. phoenix o{[w6^D7  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ' Bx"i  
BS*Y3$  
for_each(v.begin(), v.end(), v{r,Wy3  
( >}H3V]  
do_ }j`#s  
[ 5do49H_  
  cout << _1 <<   " , " 'f_[(o+n  
] hEhvA6f,  
.while_( -- _1), 3Z_\.Z1R@  
cout << var( " \n " ) r7FFZNs!  
) ^!A@:}t>  
); vw2yOL RX  
&zV; p  
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: FKWL{"y  
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 JRr'81\  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 b=PB"-  
那么我们就照着这个思路来实现吧: CNM pyr  
9f #6Q*/  
wl5+VC*l0  
template < typename Cond, typename Actor > HDHC9E6  
class do_while H^fErl  
  { \Z8:^ct.P  
Cond cd; Y^2]*e%  
Actor act; x5(B(V@b  
public : \Xpq=2`  
template < typename T > v5A8"&Jr  
  struct result_1 ?#gYu %7DN  
  { G[lNgVbU@  
  typedef int result_type; dQ-:]T (  
} ; |Ye%HpTTv  
,M0#?j>  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} x.%x|6G*  
`nv82v  
template < typename T > w$$vR   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /SKgN{tWe  
  { J_7&nIH7  
  do - p*j9 z  
    { N VBWF  
  act(t); k.6(Q_TS  
  } i1 ^#TC$x  
  while (cd(t)); }ZB :nnG  
  return   0 ; glUf. :]  
} O Ce;8^  
} ; X;QhK] Z  
XK,l9 {*  
;@s'JSPt  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). &BE'~G  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 IRK(y*6  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 ^"{txd?6  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 )uazB!X  
下面就是产生这个functor的类: )^]1j$N=3  
8dCa@r&tz  
kpx2e2C|  
template < typename Actor > zrE Dld9  
class do_while_actor hM[QR'\QS  
  { Dl=qss~g+  
Actor act; 9#)&  
public : 7thB1cOJ  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} fl *>m,  
M D,+>kh  
template < typename Cond > R}0xWPt9G  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ;Y%.m3  
} ; tWa_-Un3  
^k}%k#)  
xa?   
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 0=I:VGC3  
最后,是那个do_ s\io9'Ec  
57rH`UFXH  
]}A3Pm- t*  
class do_while_invoker -J(93@X 9  
  { 'Ej&zh  
public : bFwc>  
template < typename Actor > 7yFV.#K3O  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const .?LP$O=  
  { Xw]L'+V=  
  return do_while_actor < Actor > (act); .TKKjS%8  
} :GN7JxD#  
} do_; +?y9EZB%  
yGX"1Fb?;x  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? X.FFBKjf[e  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Y4,LXuQ  
最后来说说怎么处理break和continue CSNfLGA  
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。 Uv%?z0F<C  
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