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
  • 8472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 v?]a tb/h`  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 S"G(_%  
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, T$u'+* Xx  
xf;>o$oN0P  
7/hn%obC  
YL|)`m0-^5  
  class filler n5"oXpcIx  
  { J7",fb  
public : ELnUpmv\  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} $k&v juB.  
} ; VV1sadS:S`  
Ow>u!P!  
K5LJx-x*j  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: diu"Nt  
&':C"_|&r  
cd1-2-4U  
r{r~!=u  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Hm>cKPZ)  
GNM>hQ)h:  
w]qM  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 .>TG{>sH  
Ua|iAD 1  
Ot47.z  
#lqH/>`>  
二. 战前分析 SN{A@dyt  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 =C,DR4xh  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0^V<,CAV  
7NT} Zwf  
s|XWw<Sa  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 9jf9 u0  
  /* --------------------------------------------- */ V]J"v#!{  
vector < int *> vp( 10 ); D<FQVdP  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); o>(<:^x9  
/* --------------------------------------------- */ .^=I&X/P  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); u(1m#xr8$  
/* --------------------------------------------- */ =TEe:%mN  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); :35h0;8+  
  /* --------------------------------------------- */ RjviHd#DXn  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); oh$"?N7n1  
/* --------------------------------------------- */ :^`j:B  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); n6Uh%rO7S|  
c3l(,5DtH  
T5}3Y3G,6  
E)m \KSwh  
看了之后,我们可以思考一些问题: Dx /w&v  
1._1, _2是什么?  \H>T[  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ,_(=w.F   
2._1 = 1是在做什么? +Eb-|dM  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 *LBF+L^C%  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 nkPlfH  
\9p.I?=  
[I%e Ro[  
三. 动工 W^^0Rh_  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: g,WTXRy  
T2]8w1l&K  
.?g=mh79(  
ku*k+4rz  
template < typename T > qk'&:A  
class assignment Y1r'\@L w  
  { vA:ZR=)F  
T value; 9A4n8,&sm  
public : v `/nX->  
assignment( const T & v) : value(v) {} cu?6\@cD  
template < typename T2 > vgtAJp+p*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } jbe:"S tw  
} ; JE:LA+ (  
B0yGr\KJ  
. mO8 ~Z  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }O crA/  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ?+=,t]`!m  
p@Os  
@Yb8CB  
']2d^'TH  
  class holder ) C~#W  
  {  Rh6CV  
public : j8e=],sQ  
template < typename T > &/^p:I  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const y=\&z&3$  
  { \2El>>  
  return assignment < T > (t); r%=a:GdAg  
} AFsieJ  
} ; 6@# =z  
+|S)Mm8-  
"&D0Sd@[?  
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: |wb_im  
H&*&n}vh5y  
  static holder _1; I&15[:b=-  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 }vB{6E+h/w  
W^[QEmyn  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !p\ @1?  
而不用手动写一个函数对象。 /J-.K*xKt  
]5*H/8Ke7  
-ys/I,}<  
#gWok'ZcR  
四. 问题分析 rLD1Cpeb,w  
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。 @~$=96^  
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。 KMb'm+  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ;dZZOocV1  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 7mi=Xa:U  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 .XK3o .ZhW  
MTE 1\,  
五. 问题1:一致性 1=+S'_j  
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?| S]fkA6v  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }3Ke  
VrT-6r'Y  
struct holder (]mBAQ#hw  
  { JM0+-,dl[  
  // Z[z" v  
  template < typename T > kd&~_=Q  
T &   operator ()( const T & r) const #]i^L;u1A  
  { jZ5ac=D&I  
  return (T & )r; obbg# ,  
} 2|exY>`w  
} ; m|?1HCRXRI  
V0,5c`H c  
这样的话assignment也必须相应改动: {Gfsiz6  
8KR17i1  
template < typename Left, typename Right > ,{iMF (Nj  
class assignment po]<sB  
  { g] IPNW^n  
Left l; i/8OC  
Right r; \N?lG q  
public : %ByqkY{5F  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [}Rs  
template < typename T2 > .{;RJ:O  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } >PdrLwKS  
} ; &BKnJ {,H  
U[yA`7Zs}  
同时,holder的operator=也需要改动: ~QE?GL   
{Ho_U&<  
template < typename T > Ygfy;G%  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const OL#i!ia.  
  { Q-s5-&h(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); h>xB"E|.  
} z:O:g?A  
b4KNIP7E  
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。 0lqh;/  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 l'!_km0{d  
ZW;Re5?DJ  
return l(rhs) = r; M!VW/vdywL  
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。 <dS I"C<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ZZxt90YR'5  
gHL:XW^  
template < typename Tp > z:Ru`  
class constant_t (i<\n`h1K  
  { ZLP0SCkuR  
  const Tp t; i-95>ff  
public : 8*VQw?{Uee  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} c2gZ<[~  
template < typename T > .ArOZ{lKD>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 0"sZP\<p  
  { b\NY!)B  
  return t; tC+1 1M  
} >"zN`  
} ; 7|ACJv6%9  
lYm00v6y  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 0|\A5 eG  
下面就可以修改holder的operator=了 nGJ+.z  
U; #v-'Z  
template < typename T > 33"!K>wC  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =ZV+*cCC=q  
  { dt=M#+g  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ZS&+<kGD  
} bI;u};v  
Xa U ^^K  
同时也要修改assignment的operator() oC!z+<  
wUS w 9xg  
template < typename T2 > }&l%>P  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } dZd]p8  
现在代码看起来就很一致了。 /5>A 2y  
\3 rgwbF  
六. 问题2:链式操作 T%TO?[cN  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 oSR;Im<2  
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。 R C!~eJG!  
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。 ]>+ teG:4  
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。 o8A(Cg}  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct [;C*9Nl  
0)vX  
template < typename T > 9~r8$,e  
struct result_1 `Z@qWB<  
  { w/ID y Q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; pe\]}&  
} ; Wjd_|Kui  
{|q(4(f"Iu  
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: l n09_Lr  
S; !7 /z  
template < typename T > 6I5LZ^/G9  
struct   ref NdI~1kemr  
  { ~MK%^5y?  
typedef T & reference; kKVNE h Tp  
} ; ^ -lWv  
template < typename T > E@@XWU21;N  
struct   ref < T &> U]E~7C  
  { ~#rmw6y  
typedef T & reference; ukee.:{  
} ; -zm-|6[Wi  
#.@D}7y5  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: N/B-u)?\:  
<q4 <3A  
template < typename T > }K 2fwE  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |s !7U  
  { W_]onq 6  
  return l(t) = r(t); [Al} GM  
} Ch&2{ ng  
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。 ?ieC>cr  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 bqZ5GKUo  
[_tBv" z  
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 mw${3j~&  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: R6irL!akAd  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 HAcC& s8  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 KD..X~Me  
最后的布局是: =|3*Y0  
                Add T$Rf  
              /   \ to] ~$~Q|>  
            Divide   5 Ij7[2V]c  
            /   \ KA9v?_@{F  
          _1     3 { =IAS}  
似乎一切都解决了?不。 E*UE?4FSw|  
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。 ]6?6 k4@  
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。 5k<0>6;XH  
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: pJ@D}2u(  
f2M}N  
template < typename Right > 6"c(5#H  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const WP? AQD  
Right & rt) const 1n>(CwLG"  
  { ^r 9  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); EUuk%<q7C(  
} WQltUaF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ggzcANCD<  
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。 AKUmh  
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。 \ UiITP<  
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。 rIAbr5CG  
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。 ks(BS k4  
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? J4m2|HK  
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: vqJq=\ .m  
`z6I][Uf  
template < class Action > &^K,"a{  
class picker : public Action p']oy;t  
  { qbD[<T  
public : \2y [Hy?  
picker( const Action & act) : Action(act) {} LVBE+{P\5?  
  // all the operator overloaded )SWLX\b  
} ; ![aa@nOSa  
8/ PS#dM\  
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。 JR4fJG  
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: :z%q09.)  
%1kIaYZ  
template < typename Right > <2fgao&-n  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 7NQEnAl  
  { a/lTQj]A  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %bgUU|CdA  
} Kr@6m80E5  
=$F<Ac;&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Amj'$G|+hj  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 / yTPb  
KWi P`h8  
template < typename T >   struct picker_maker G Y+li {  
  { {1J4Q[N9m  
typedef picker < constant_t < T >   > result; #b$qtp!,  
} ; 5/m}v'S%  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > %"BJW  
  { QJtO~~-  
typedef picker < T > result; %@Nu{?I  
} ; <4%vl+qW  
_+}#  
下面总的结构就有了: wF$z ?L  
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。 o%[swoM@  
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。 Zd8`95  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 u\o~'Jz  
至此链式操作完美实现。 {Z^q?~zC[  
e# z#bz2<  
$'93:9tg  
七. 问题3 F0/!+ho  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 T3h1eU  
*w[0uQL5Z  
template < typename T1, typename T2 > NbUbLzE  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Eanwk` Rx  
  { 6=g! Hs{  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); V ^hR%*i'  
} wg]VG,  
O#x=iZI  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: OzUo}QN  
D7v_ <  
template < typename T1, typename T2 > ^D A<=C-[!  
struct result_2 5b;~&N4~  
  { |a>,FZv8e  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ;]^% 6B n  
} ; dnCurWjdk  
.g!K| c  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ZFRKzPc {V  
这个差事就留给了holder自己。 80 ckh  
    Oz Axnd\.N  
8 Cw3b\ne  
template < int Order > Tx|y!uHh  
class holder; }mOo=)C!  
template <> gvoYyO#cm  
class holder < 1 > `zsooA Gt  
  { eR:C?v  
public : W7"UhM  
template < typename T > )w,<XJhg`  
  struct result_1 p;.M .  
  { 0n*D](/NK  
  typedef T & result; !TLJk]7uC  
} ; )F,z pGG  
template < typename T1, typename T2 > %`}nP3  
  struct result_2 *g[MGyF "  
  { J7+[+Y  
  typedef T1 & result; 59BB-R,V  
} ; 9E}JtLgT  
template < typename T > MM(\>J[Uq  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 2&XNT-Qm  
  { Tb}op XYK  
  return (T & )r; *1,4#8tB  
} IO<Ds#(  
template < typename T1, typename T2 > 2 :wgt  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4OFv#$[  
  { 1h?QEZ,6a  
  return (T1 & )r1; }Dx.;0*:  
} . Ky)Co  
} ; L wn  
"D'"uMS`H  
template <> 61](a;Di  
class holder < 2 > zJo?,c  
  { sq?js#C5  
public : DcN!u6sJ  
template < typename T > ~]SCf@pRk  
  struct result_1 /h9v'Y}c  
  { __}ut+H^5p  
  typedef T & result; l"/E,X  
} ; m}6Jdt'|  
template < typename T1, typename T2 > 3!vnSX(iv  
  struct result_2 U'@ ![Fp  
  { z! :0%qu  
  typedef T2 & result; WV}HN  
} ; Sg*+!  
template < typename T >  C=qL0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ch33+~Nn  
  { $ i%#fN  
  return (T & )r; {@hJPK8  
} RoNE7|gF:  
template < typename T1, typename T2 > 6B+?X5-6DH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const iP6?[pl8  
  { NuW6~PV  
  return (T2 & )r2; hR~&}sxN  
} d'iSvd.  
} ; D7=Irz!O\7  
!6,rN_a@Y  
O_L>We@3E  
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> >。 a[p$e?gka  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 2S-f5&o  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: #_WkV  
bjAI7B8As  
return l(i, j) = r(i, j); 3!{Tw6A8(  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) }{)Rnb@ >  
nDyA][  
  return ( int & )i; 6j95>}@  
  return ( int & )j; 'I$kDM mwh  
最后执行i = j; \>x1#Vr>#V  
可见,参数被正确的选择了。 aJ}hlM>  
oU se~  
)!~,xl^j{}  
Nxna H!wS  
WyRSy-{U(}  
八. 中期总结 H!'4A&  
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: F}=_"IkZ  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 #}l$<7Z U  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 'KDt%?24  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3aU5rbi|B  
t~ <HFY*w  
) ]DqK<-  
0s79rJ  
&2S-scP  
bM.$D-?dF*  
九. 简化 Rh#`AM`)j  
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。 S|af?IW  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;hF}"shJN  
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: z[6avW"q  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ,4Q8r:_ u  
  +-*/&|^等 2|ej~}Y  
2. 返回引用。 q"EW*k+ )  
  =,各种复合赋值等 e N v\ZR1  
3. 返回固定类型。 n.t5:SW  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ;M~9Yr=1  
4. 原样返回。 Y>at J  
  operator, P^!g0K  
5. 返回解引用的类型。 ,:2Z6~z{  
  operator*(单目) |?nYs>K  
6. 返回地址。 $@O?  
  operator&(单目) eK5~YM:o  
7. 下表访问返回类型。 [ r  
  operator[] g/}d> 6  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ^VW]Qr!  
  operator<<和operator>> Bh'!aipk  
^4NRmlb  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 .)=*Yr M  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 9yaTDxB>  
]_|'N7J  
template < typename Left > EIfqRRTA  
struct value_return y4l-o  
  { H4sW%nZ0  
template < typename T > m(o`;  
  struct result_1 { ^^5FE)%  
  { OQ4Pk/-'  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; q%QvBN  
} ; `\|tXl.  
[oXSjLQm[  
template < typename T1, typename T2 > 'IFA>}e7W  
  struct result_2 _`gkYu3R+  
  { Ijap%l1I  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; fj/L)i  
} ; @3$I  
} ;  JZ+6)R  
T+aNX/c|>  
$gN\%X/n"1  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Z6rZAwy  
 v\CBw"  
下面我们来剥离functor中的operator() %hN(79:g  
首先operator里面的代码全是下面的形式: a6cU<(WDeh  
pJs`/   
return l(t) op r(t) g],]l'7H  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) $STGH  
return op l(t) cJbv,RV<  
return op l(t1, t2) tQRbNY#}Z  
return l(t) op GyMN;|  
return l(t1, t2) op ij#v_~g3  
return l(t)[r(t)] i/I  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] CM$&XJzva  
rk4KAX_[  
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: ;Z`a[\i':  
单目: return f(l(t), r(t)); jMCd`Q]K  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); q,<l3rIn  
双目: return f(l(t)); 6 rj iZ%  
return f(l(t1, t2)); }st~$JsV1  
下面就是f的实现,以operator/为例 I\1"E y  
mtkZF{3Jx  
struct meta_divide M$Ui=GGq  
  { "U"fsAc#  
template < typename T1, typename T2 > 0^\H$An*k  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) e$P^},0/  
  { TB?'<hD:  
  return t1 / t2; SXYwhID=  
} &WLN   
} ; R9^vAS4t[O  
H\n6t-l  
这个工作可以让宏来做: DTuco9yr[  
EC0B6!C&7  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ;dMr2y`6  
template < typename T1, typename T2 > \ jA;b2A]G  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ezbk@no  
以后可以直接用 -,YI>!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) DBHHJD/q  
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 `GBJa k  
(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。。。) AzF*4x  
& wtE"w  
!vRN'/(Vyu  
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 gY[G>D=  
TTl9xs,nO  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > DJ7ak>"R  
class unary_op : public Rettype jtpHDS  
  { 1%vE7a>{  
    Left l; _Dqi#0#40p  
public : Gey-8  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _<jU! R  
,mvFeo;@f  
template < typename T > H)E,([   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g.Qn,l]X/p  
      { 6Iv};f"Y  
      return FuncType::execute(l(t)); a@&qdp  
    } c^'bf_~-W  
"~EAt$  
    template < typename T1, typename T2 > 9S17Lr*c  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x 9\{a  
      { Z:,\FB_U  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); FN/l/OSb  
    } k$m'ebrS.~  
} ; ME]7e^  
;`c:Law4  
qi7*Jjk>90  
同样还可以申明一个binary_op D4(73  
frm[<-~w0  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > bv(+$YR  
class binary_op : public Rettype E&z^E2  
  { FZ<6kk4  
    Left l; ib 'l:GM  
Right r; 2-qWR<E  
public : 42hG }Gt  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} f% t N2k  
c)N_"#&  
template < typename T > ZVJ6 {DS/  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "QS(4yw?jg  
      { g8&& W_BI  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); \24'iYtqW  
    } Gw-{`<CxE  
)BI%cD  
    template < typename T1, typename T2 > .Jg<H %%f  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n#WOIweInf  
      { {wt9/IlG1  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); N4-Y0BO  
    } .Wp(@l'Hd  
} ; | B$JX'_  
*gGw/jA/  
Lw^%<.DM+t  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 QD^=;!  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 rfQs 7S;G  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) WuF\{bUh  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 E=S_1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! #')] ~Xa  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 U v>^ Z2  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ! @Vj&>mH$  
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) w^HI lA  
下面是修改过的unary_op bOrE86v:  
yGWl8\,j0  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > R6>*n!*D@  
class unary_op &1=,?s]&  
  { Fd80T6[  
Left l; `LIlR8&@aX  
  WTt /y\'6  
public : K^GvU0\  
iH]0 YT.E  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} wod{C!  
~ W8 M3(^  
template < typename T > RiZ}cd  
  struct result_1 #3?"#),q  
  { cw~GH  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; l,A\]QDvl  
} ; e*( _Cvxp  
=yqg,w&Q  
template < typename T1, typename T2 > jamai8  
  struct result_2 rc%*g3ryLG  
  { u|EJ)dT?  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; E6G;fPd= E  
} ; $1)NYsSH/H  
Sqmjf@o$>  
template < typename T1, typename T2 > Y%]g,mG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6~s{HI!  
  { c(?OE' "Z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); MfLus40;n  
} l{ fL~O  
SFsT^f<  
template < typename T > sZqi)lo-s  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const G~*R6x2g  
  { YWi Y[  
  return OpClass::execute(lt(t)); [czWUD  
} :t+Lu H g  
5HvYy *B/  
} ; O,J,Q|` H&  
ov!L8 9`[u  
lu1T+@t  
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 d]=>U^K  
好啦,现在才真正完美了。 #&{)`+!"  
现在在picker里面就可以这么添加了: l>HB0o  
=5%}CbUU)4  
template < typename Right > s\3ZE11L  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const P8CIKoKCV  
  { hE2{m{^A  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); t `\l+L  
} !a5e{QG0  
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。 9@Z++J.^y  
?PB}2*R  
;Oqbfl#%  
1 EV0Y]T1  
=E~SaT  
十. bind <sGioMr  
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。 _1$+S0G;  
先来分析一下一段例子 F20%r 0  
f%YD+Dt_V  
<lPHeO<^]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} )=,;-&AR  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 6X VJ/qZ  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 u`*$EP-%  
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。 c/3]M>+M  
我们来写个简单的。 @(tuE  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: <("P5@cExU  
对于函数对象类的版本: e7U9"pk  
?nR$>a`  
template < typename Func > }T=\hM  
struct functor_trait hJJo+NNN  
  { (jE[W:  
typedef typename Func::result_type result_type; \ $9n `  
} ; Y:'c<k  
对于无参数函数的版本: jLul:* L  
k1FG$1.  
template < typename Ret > ~BI! l  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 3e^'mT  
  { rf&nTDaWI  
typedef Ret result_type; gBd~:ZUa  
} ; _NbhWv  
对于单参数函数的版本: dFpP_U  
L w/ZKXDU2  
template < typename Ret, typename V1 > MS%h`Ypo  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > N sSl|m  
  { sWLH"'Z  
typedef Ret result_type; WOGMt T%  
} ; 3Q+THg3~?  
对于双参数函数的版本: +(hr5  
P$;_YLr  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > vnz}Pr! c  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > jCt[I5"+z  
  { @/?$ZX/e[  
typedef Ret result_type; pM@0>DVi  
} ; :3*0o3C/  
等等。。。 Bk1gE((  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Wuji'sxTs  
MXpj_+@  
template < typename Func > zhde1JE  
struct func_return x"PMi[4  
  { &nF7CCF  
template < typename T > C  F<  
  struct result_1 d4-cZw}+  
  { .aR$ou,7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; <H!; /p/S  
} ; B3Esfk  
P1QGfp0-J  
template < typename T1, typename T2 > UBy:W^\g  
  struct result_2 hLLg  
  { JSiLG0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; QGd"Z lQ  
} ; '^M3g-C[Jg  
} ; )8Sm}aC  
5fa_L'L#  
{R. @EFkZ  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 *,__\/U98  
~ +z'pK~c  
template < typename Func, typename aPicker > eTa[~esu.  
class binder_1 [5kaF"  
  { <?iwi[S  
Func fn; )u'("  
aPicker pk; +2]{% =  
public : w-MnJ(r  
%!1:BQ,p,i  
template < typename T > +EgQj*F*  
  struct result_1 !~k-S exh  
  { niN$!k+Jr  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; )Ikx0vDFQ  
} ; +Gvf5+ 5VR  
M3dNG]3E  
template < typename T1, typename T2 > enJE#4Z5&s  
  struct result_2 qu/59D  
  { 47XQZ-}4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; #r)c@?T@j  
} ; "eal Yveu  
P/FO,S-V  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #fYz367>  
bKH8/*Yk  
template < typename T > eq\{*r"DCK  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sL tsvH#  
  { SNd]c  
  return fn(pk(t)); /z+}xRS  
} t=ry\h{Pc  
template < typename T1, typename T2 > < F Cr L  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O<h`[1eUjS  
  { ;dYpdy  
  return fn(pk(t1, t2));  p68) 0  
} n2H2G_-L[  
} ; %8+'L4  
+x0-hRD  
]E)gMf   
一目了然不是么? 8ESBui3;  
最后实现bind pOip$Z  
[0} ^w[  
,saf"Ed=  
template < typename Func, typename aPicker > D|n`9yv a  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) =`rESb[  
  { d&0^AvM@  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ^@`dsll  
} HtIM8z#/  
~>ACMO  
2个以上参数的bind可以同理实现。 4>Q6!"  
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。 NPEs0|  
S-:l 60.  
十一. phoenix T;}pMRd%  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: |S:St HZm  
h^bbU.  
for_each(v.begin(), v.end(), Ydu=J g5u7  
( Qp${/  
do_ sEL[d2oO  
[ */RtN`dh  
  cout << _1 <<   " , " ]pr;ME<M{  
] P$D1kcCw  
.while_( -- _1), W!z=AL{  
cout << var( " \n " ) z@biX  
) t1.5hsp  
); uV*&a~  
#2&_WM!   
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: jQ_j#_Vle  
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 dd>stp   
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0=&Hm).  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ek#{!9-  
[>4Ou^=1  
1< ;<?  
template < typename Cond, typename Actor > :NO'[iE  
class do_while U)+Yh  
  { }} l04kN_  
Cond cd; -pc*$oe  
Actor act; BxO8oKe  
public : i%0Ml:Y  
template < typename T > ~FM5]<X)  
  struct result_1 4S@^ym  
  { X%S?o  
  typedef int result_type; pNI=HHx  
} ; pVP CxP  
a! P?RbW  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} N/mTG2'<  
C jsy1gA  
template < typename T > O%y.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $ T.c>13  
  { X5527`?e  
  do *^Wx=#w$V  
    { 2RidI&?c<  
  act(t); +^!&-g@(  
  } =x9zy]  
  while (cd(t)); e&E""ye  
  return   0 ; n_hV;  
} &aaXw?/zr  
} ; -D0kp~AO4N  
*<zfe.  
Sim\+SL{#  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). }^^X-_XT  
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。 AY{caM  
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。 sV'(y>PP%  
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。 X4lz?Y:*  
下面就是产生这个functor的类: TP[<u-@G  
! iA0u  
Q\Fgc ;.U  
template < typename Actor > +glT5sOk  
class do_while_actor [&y{z-D>  
  { o4,W!^ n2  
Actor act; kf>oZ*/  
public : ^N _kiSr  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 6+e@)[l.zc  
dmW0SK   
template < typename Cond > )VID ;l;4  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; B_anO{3$4  
} ; I8)x 0)Lx  
9^<t0oY  
S v$%-x^t  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 *f=H#  
最后,是那个do_ znzh$9tH  
OW\r }  
gh|TlvnA  
class do_while_invoker m@R!o  
  { )Y+n4UL3NK  
public : %,E\8{I+  
template < typename Actor >  PW x9CT  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const c=K . |g,  
  { >&7K|$y.J  
  return do_while_actor < Actor > (act); (4L XoNT  
} F??})YX  
} do_; %Iw6oG  
<<W{nSm#  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? D$d8u=S  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 +6-c<m|  
最后来说说怎么处理break和continue nxkbI:+t  
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。 H[UV]qO,  
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 或 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