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
  • 5270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 7*>S;$  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 9XoQO9*Q  
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, y3cf[Q  
GT'7,+<?N  
5Z9~ &U  
! FR%QGn1  
  class filler 2T@L{ql  
  { JS/M~8+Et  
public :  gmRT1T  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} n|x$vgb  
} ; (/SGT$#8  
N~):c2Kp<9  
$Ei o$TI  
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: )_77>f%  
OQ(D5GR:4  
JAlU%n?R  
(A29Z H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); aUW/1nQHa  
_\dt?(m|  
BrJ o!@<  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 g/8.W  
K DYYB6|  
Gz>Lqd  
K8 b+   
二. 战前分析 l#D-q/k?  
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。 2yN%~C?$  
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 tu\mFHvlg  
LBiowd[  
Bx(yu'g|a  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); i`prv&  
  /* --------------------------------------------- */ RT% x&j  
vector < int *> vp( 10 ); ,>;!%Ui/p  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); TH|?X0b  
/* --------------------------------------------- */ Aoj6k\YX  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); m CM|&u  
/* --------------------------------------------- */ )`w=qCn1Y  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); GDF{Lf)/v  
  /* --------------------------------------------- */ 4s9c#nVlu  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Kw)K A^KF  
/* --------------------------------------------- */ ;}LJh8_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); $#5klA  
hM~eJv  
}wG,BB%N  
Fse['O~  
看了之后,我们可以思考一些问题: a`#S|'oatC  
1._1, _2是什么? D%-{q>F!gf  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 p ZtgIS(3  
2._1 = 1是在做什么? !g8*r"[UJ  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 qgtn5] A  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 [4p=X=B  
q0Xoj__c!A  
c4\C[$  
三. 动工 <P1rqM9^  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: c15r':.5  
AM'gnP>  
jo)6 %w]  
W2`.RF^  
template < typename T > Zd[OWF  
class assignment e&0NK8&#+  
  { DR@1z9 a  
T value; d8E,o7$m  
public : dx@QWTNE  
assignment( const T & v) : value(v) {} o-z &7@3Hu  
template < typename T2 > \3aTaT?..  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 78 d_io}w  
} ; L,?/'!xV  
i.y=8GxY  
W`rMtzL5  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 JO=1ivZl  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment X\\7$  
B76 v}O:  
vc8?I."?  
|CIC$2u  
  class holder >.<ooWw  
  { G 4qy*.  
public : 7J|&U2}c  
template < typename T > KzphNHd  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const {U"^UuU]  
  { x6;j<m5Mjx  
  return assignment < T > (t); *5OCqU+g  
} 3~Qd)j"<  
} ; j1q[c,  
gg^1b77hT  
c #lPc>0xb  
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:  f:wd&V  
3A,rHYS  
  static holder _1; P`jL]x  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 \.#p_U5In  
k6(r !mc  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .A6lj).:  
而不用手动写一个函数对象。 bk<FL6z z  
{G3i0 r  
909md|9K3  
o>?*X(+le  
四. 问题分析 W3rl^M=r  
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。 yGj.)$1},@  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 `/nM[  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 z ;Q<F  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2c(aO[%h9  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 -*a?<ES`  
fuX'~$b.fA  
五. 问题1:一致性 EJ84rSp  
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?| |Au]1}  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 U@F)2?  
x\\~SGd  
struct holder l=}~v  
  { 6#e::GD  
  // 8K"+,s(%R  
  template < typename T > 3c3OG.H$8  
T &   operator ()( const T & r) const RA O`i>@  
  { )G1P^WV4  
  return (T & )r; T=Z.TG|lIx  
} mQ~:Y  
} ; o<i,*y88  
nV_8Ke  
这样的话assignment也必须相应改动: sOU_j:A80;  
MXD4|r(  
template < typename Left, typename Right > "xJ0 vlw  
class assignment qe$^q  
  { %A/_5;PZ/  
Left l;  vZj`|  
Right r; {aYY85j  
public : t.Nb? /  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?sz)J 3  
template < typename T2 > `D$Jv N  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Cq)IayD@  
} ; "Z=5gj  
;)AfB#:d  
同时,holder的operator=也需要改动: IiBD?}  
ufV!+$C)is  
template < typename T > 8flOq"uK^  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const M<PIeKIEB  
  { Y?J"wdWJNB  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); yp.[HMRD  
} 3*UR3!Z9 *  
An*~-u9m  
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。 M$4[)6Y  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 KJ2Pb"s  
q$(5Vd:  
return l(rhs) = r; #>=j79~  
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。 q#w8wH"  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Fs_]RfG  
r}#\BbCv;7  
template < typename Tp > Ian[LbCWB  
class constant_t l5xCz=dw  
  { mm[2wfTE  
  const Tp t; EtbnE*S  
public : ]?O2:X  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} )a@k]#)Skm  
template < typename T > P 3MhU;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const <f@"HG l  
  { :cu #V  
  return t; ;9o;r)9~  
} ,Ys"W x  
} ; <fCKUc  
I&n  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 =K'cM=WM6  
下面就可以修改holder的operator=了 jls-@Wl  
^7zu<lX  
template < typename T > ['8!qr  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const <)+y=m\eJ  
  { (=D&A<YX  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); DCqY|4Qc  
} ,h"-  
8-<:i  
同时也要修改assignment的operator() ;7N{^"r  
s0Z uWVip  
template < typename T2 > c'/l,k  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } pTIf@n6I  
现在代码看起来就很一致了。 *m?/O} R  
 V#VN %{  
六. 问题2:链式操作 45hF`b>%,  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 vfVj=DYj  
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。 N F)~W#  
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。 ;a:[8Yi  
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。 tcxcup%  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct vpmj||\-  
]_N|L|]M  
template < typename T > .^B*e6DAD  
struct result_1 D3|I:Xm  
  { M4as  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; |sJSN.8  
} ; '7O3/GDK  
t!RiUZAo  
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: kc0E%odF.v  
,v"YqD+GC5  
template < typename T > *}P~P$q%  
struct   ref 6j ~#[  
  { AK@9?_D  
typedef T & reference; 5oAK8I  
} ; $|8!BOx8t  
template < typename T > K6R.@BMN  
struct   ref < T &> :OuA)f  
  { .9wk@C(Eh_  
typedef T & reference; -B +4+&{T  
} ; 5{g?,/(  
]q4rlT.i  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 4<BjC[@~Z{  
.mR8q+I6  
template < typename T > A}l3cP; `#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const V~3a!-m\  
  { D;*SnU(9L  
  return l(t) = r(t); h7Kzq{$  
} P/eeC"  
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。 e#8Q L  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 CY5Z{qiX  
&K#M*B ,*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 b2Fe<~S{  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: %J?xRv!  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 x|Bf-kc[#Q  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 *w\W/Y  
最后的布局是: YK'<NE3 4  
                Add g*_&  
              /   \ U%QI a TN*  
            Divide   5 T.BW H2gRP  
            /   \ LL~%f &_  
          _1     3 !*N@ZL&X  
似乎一切都解决了?不。 +I|vzz`ZVr  
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。 8OU\V5i[,q  
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。 .Yn_*L+4*  
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: yR{3!{r3(  
L#sMSVC+  
template < typename Right > '-~~-}= sJ  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const .W!i7  
Right & rt) const nDxz~8  
  { H<,gU`&R  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \_f(M|  
} 3XV/Fb}!(i  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 b3, _(;A!  
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。 W^l-Y %a/o  
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$b-x6F  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 <0!):zraS  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 e(t\g^X  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? '~=SzO  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: X l5 A 'h  
M .mfw#*  
template < class Action > 0\P1; ak%  
class picker : public Action 83#mB:^R  
  { u'BaKWPS  
public : AoxA+.O  
picker( const Action & act) : Action(act) {} !+v$)3u9  
  // all the operator overloaded MQ8J<A Pf-  
} ; /gP+N2o+}  
uVrd i?3  
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。 C~/a-  
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: k{-Cwo  
4.t-i5  
template < typename Right > Ysv" 6b}  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ;:NJCuG  
  { eJ-nKkg~a  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9G2FsM|,  
} o66}yJzmD  
N;`n@9BF  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 5nx1i  
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。 0o&5 ]lEe  
Qo|\-y-#  
template < typename T >   struct picker_maker qIT@g"%}t  
  { u>vL/nI  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 3u0RKLc\  
} ; ;Rl x D 4p  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > CU!Dhm/U  
  { c7H^$_^=  
typedef picker < T > result; |`FY1NN   
} ; FGzwhgy  
wUJcmM;  
下面总的结构就有了: 5|)W.*Q  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 x]j W<A  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 2GG2jky{/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 } ^\oCR@  
至此链式操作完美实现。 ]6j{@z?{  
f _:A0  
iWR)ke  
七. 问题3 ) )Za&S*<  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 (/$^uWj  
apn*,7ps65  
template < typename T1, typename T2 > 7zj{wp!  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |DwZ{(R"W  
  { 6 !bsM"F  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); x4O~q0>:Le  
} m]&SNz=  
E{vbO/|kf  
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: * v#o  
@2#lI  
template < typename T1, typename T2 > izR"+v  
struct result_2 # f\rt   
  { vP,n(reM  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; -'Mf\h 8  
} ; "J1 4C9u   
Iga0 24KR  
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? h2QmQ>y"  
这个差事就留给了holder自己。 Dt1jW  
    -:rUw$3J  
Ho]su?  
template < int Order > w!XD/j N  
class holder;  Fk;Rfqq  
template <> Y4YJJYvD  
class holder < 1 > |vC~HJpuv'  
  { u%!@(eKM-  
public : D6Wa.,r  
template < typename T > K)P%;X  
  struct result_1 ji= "DYtL  
  { @}ZVtrz  
  typedef T & result; uw8f ~:LT  
} ; \)Cl%Em  
template < typename T1, typename T2 > 8?C5L8)  
  struct result_2 Tsx>&WC  
  { e#q}F>/L  
  typedef T1 & result; *K; ~!P  
} ; 7-A2_!_x{  
template < typename T > e:W{OIz:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6w77YTJ  
  { TsZ@  
  return (T & )r; DaVa}  
} 6H|S;K+  
template < typename T1, typename T2 > wKHBAW[i]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #A.@i+Zv  
  { ?h2}#wg  
  return (T1 & )r1; j+YJbL v  
} DV{=n C  
} ; hv+zGID7  
nRY5xRvK  
template <> XfmwVjy  
class holder < 2 > DTs;{c  
  { !&\INl-Z  
public : l;V173W=&  
template < typename T > .|=\z9_7S8  
  struct result_1 9!tW.pK5  
  { azU"G(6y?+  
  typedef T & result; ?fS9J  
} ; 2TuU2 f.  
template < typename T1, typename T2 > "w _aM7x_  
  struct result_2 9>$p  
  { _XT pU  
  typedef T2 & result; .sA.C] f  
} ; BORA(,  
template < typename T > < 7$1kGlA  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Vz[C=_m  
  { 'm9` 12 H  
  return (T & )r; t >sE x:  
} Ct|A:/z(  
template < typename T1, typename T2 > Er[A X.3  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6@Y|"b  
  { 3mni>*q7d  
  return (T2 & )r2; 3ANQaUC  
} J. @9zA&  
} ; &~w}_Fjk  
\(T /O~b2  
D3A/l  
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> >。 u2[w#   
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: L.WljNo  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W'.m'3#z  
M@ZI\  
return l(i, j) = r(i, j); PxE3K-S)G  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .x1NWGDn  
v9UD%@tZ  
  return ( int & )i; abEmRJTmW  
  return ( int & )j; l NBL4yM  
最后执行i = j; fxIf|9Qi`  
可见,参数被正确的选择了。 E.>4C[O  
'Z|mQZN  
m#F`] {  
k$7Jj-+~  
o8vug$=Z  
八. 中期总结 cs'{5!i]  
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: d`6 ' Z  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 +t;7tQDVB  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 "wHFN>5B  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor !Rt>xD  
{qMIGwu  
&! ?eL  
! v0LBe4  
})?GzblI&  
;w[0t}dPl  
九. 简化 Tu7QCr5*  
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。 Ub!(H^zu  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 *D3/@S$B  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 3%ZOKb"D*  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 N8FF3}> g  
  +-*/&|^等 }Z,x~G  
2. 返回引用。 I 2|Bg,e  
  =,各种复合赋值等 {Dmjm{   
3. 返回固定类型。 1y4  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) |H+Wed|  
4. 原样返回。 ( ICd}  
  operator, 9 |vLwQ  
5. 返回解引用的类型。 ox (%5c)b|  
  operator*(单目) ,nB5/Lx  
6. 返回地址。 6f*CvW  
  operator&(单目) H+Sz=tg5  
7. 下表访问返回类型。 KyQX!,rV  
  operator[] Np0u,t%vs  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0=E]cQwh  
  operator<<和operator>> ~La>?:g <+  
7VFLJr t  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 hFl^\$Re  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Fun^B;GA:  
';=O 0)u  
template < typename Left > %Qdn  
struct value_return ={wcfhUl+  
  { "~C,bk  
template < typename T > vTzlwK\#1  
  struct result_1 ?oHpFlj  
  { r #cGop]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ~AT'[(6  
} ; 'u |c  
DX K?Cv71z  
template < typename T1, typename T2 > h|{]B,.Lh  
  struct result_2 JB[~;nLlC  
  { *.d)OOpLo  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; oEKvl3Hz_  
} ; SmSH2m-  
} ; 6.nCV 0xA  
FZslv"F  
T !WT;A  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait PKg@[<g43  
R3&Iu=g  
下面我们来剥离functor中的operator() %.-4!vj  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 65$+{s  
xH"/1g  
return l(t) op r(t) Cl8Cg~2  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) /zVOK4BqN+  
return op l(t) 0Y{yKL  
return op l(t1, t2) c?[I?ytl  
return l(t) op Jgd'1'FOs  
return l(t1, t2) op co|aC!7  
return l(t)[r(t)] *Y7u'v  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 4`]^@"{  
&LZn FR  
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: =I;ZMJR  
单目: return f(l(t), r(t)); zFw s:_ i  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); j2.|ln"!  
双目: return f(l(t)); JZ*/,|1}EC  
return f(l(t1, t2)); bj0G5dc=  
下面就是f的实现,以operator/为例 FvXZ<(A{  
)E@.!Ut4o  
struct meta_divide uHvp;]/0\  
  { -)]Yr #Q  
template < typename T1, typename T2 > (\hx` Yh=>  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) l%puHZ)t  
  { u#;7<.D  
  return t1 / t2; _j/<{vSy  
} ag#S6E^%S  
} ; mD0f<gJ1  
Bp`]  
这个工作可以让宏来做: mPN@{.(j  
>WQMqQ^t@  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ &<5zqsNJ\a  
template < typename T1, typename T2 > \ \fyRsa)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ceh j;  
以后可以直接用 ZaDyg"Tw+  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) C]eSizS.  
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 ;R5`"`  
(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。。。) N^ds RYC  
H*QIB_  
#ASz;$P  
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 g\(G\ tnu>  
^ f &XQQY  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > @ ZwvBH  
class unary_op : public Rettype 2d(e:r h]  
  { yAs> {6%-  
    Left l; _AYK435>N  
public : *@r/5pM2}  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Un(aW=PQ0  
9J*\T(W  
template < typename T > }[};IqVaK  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <#y[gTJ<'>  
      { } FlT%>Gw  
      return FuncType::execute(l(t)); D/B8tf+V  
    } ZW8vza  
GoA>sK  
    template < typename T1, typename T2 > U$J_:~  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4z DAfi#0  
      { .vF< 3p|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); tpzdYokh >  
    } "/h"Xg>q  
} ; s-S"\zX\D  
-"fq34v  
w/D m  
同样还可以申明一个binary_op 84\o7@$#  
ghR]$SG  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > r>@/XYK&\  
class binary_op : public Rettype Rk0 rHC6[  
  { ~7lvY+k)<  
    Left l; [zd-=.:+M[  
Right r; J%B?YO,  
public : g7yHhF>%X  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q*{ 2  
=W^L8!BE'  
template < typename T > ^Exq=oV  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w' >v@`y  
      { l@jJJ)Qyk  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); -iX!F~qS,  
    } [6qP;  
N Uml"  
    template < typename T1, typename T2 > rqo<Xt`  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Db:WAjU  
      { +38P$Koz{r  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); h /Nt92  
    } _/\H3  
} ; }PuO$ L  
>GRuS\B  
"VCr^'  
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 }H.vH  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 j(2T,WM  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) =? aB@&  
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。 ,"ZlY}!Gn  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! DR=1';63  
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。。。 @SXgaWr  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 SQx):L)P6  
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) ?K#$81;[  
下面是修改过的unary_op ;hDr+&J|  
I78pul8!  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > WKML#U]5T  
class unary_op v_ h{_b8  
  { #Xly5J  
Left l; M?lr#} d  
  fOAb?:D  
public : %4J?xhd  
^u{$$.&  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Vo[4\h#$  
Z0KA4O$eL  
template < typename T > K6oLSr+EAK  
  struct result_1 zZ-*/THB@R  
  { X.qKG0i  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; gX<C-y6o  
} ; g-36Q~`9v  
&baY[[N  
template < typename T1, typename T2 > 2t<CAKBB  
  struct result_2 )&K%Me  
  { M-hnBt  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;p8xL)mUP  
} ; 8wOPpdc  
hrK^oa_[W  
template < typename T1, typename T2 > ,@xZuq+K<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~MF. M8  
  { ~7g6o^A>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); d|3[MnU[a  
} =UN:IzT  
G].Z| Z9  
template < typename T > gqd#rjtfz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tEl_A"^e  
  { XT)@)c7j  
  return OpClass::execute(lt(t)); gC_U7aw  
} ?FyA2q!  
Sj\8$QIXC  
} ; ryP z q}#  
~Q5HM  
$l=m?r=  
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 hdzaU&w  
好啦,现在才真正完美了。 I5{SC-7  
现在在picker里面就可以这么添加了: PYGHN T  
Flsf5 Tr0  
template < typename Right > &LE/hA  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const DwPl,@T_i\  
  { x\WKsc  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); {i:5XL   
} |*~=w J_  
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。 {I/|7b>@r  
vcsrI8+  
y:FxX8S$'e  
_`Ojh0@00  
Lk%u(duU^  
十. bind M?61g(  
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。 @,b:s+]rp  
先来分析一下一段例子 ]6W;~w%  
KNR_upO8  
=1rq?M eX  
int foo( int x, int y) { return x - y;} IEi E6z]L(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 >e]46 K  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 "8p fLI  
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。 S6.N)7y  
我们来写个简单的。 (<u3<40[YN  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: LU#DkuIG  
对于函数对象类的版本: $6~ \xe=  
Jk$XL<t  
template < typename Func > u )'l|Y  
struct functor_trait =xO  q-M  
  { +y+-~;5iv  
typedef typename Func::result_type result_type; 6bL"ZOEu  
} ; #MZ0Sd8]&  
对于无参数函数的版本: &hK5WP6whW  
VrV* -J'  
template < typename Ret > won(HK\1p  
struct functor_trait < Ret ( * )() > DYvi1X6  
  { &FQ]`g3_@  
typedef Ret result_type; N XAP=y3  
} ; GN36:>VWb  
对于单参数函数的版本: {H$F!}a  
^k&T?uU  
template < typename Ret, typename V1 > PB !\r}Q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Vt_NvPB`  
  { %cM2;a=2  
typedef Ret result_type; By3/vb)M5  
} ; 'E/vE0nN?  
对于双参数函数的版本: <{C oM  
8T5s6EmIOW  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > RvL-SI%E  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > #S[:Q.0 ;  
  { w!NtN4>  
typedef Ret result_type; Ji7%=_@'-#  
} ; O,Xf.O1c  
等等。。。 w%,Iy, G@  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy (7nWv43  
xg~ Baun  
template < typename Func > Q+ ;6\.#r  
struct func_return {nH.  _  
  { xACAtJ'gc  
template < typename T > dQ*3s>B[  
  struct result_1 Im{I23.2  
  { C7%+1w'D8  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; *iB_$7n`  
} ; W M/pP?||  
.K(IRWuw  
template < typename T1, typename T2 > %g3@m5&  
  struct result_2 #UH|,>W6  
  { JLT ^0wBB  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; g/+P]c6/  
} ; /H+j6*}r  
} ; wVCZ=\L}  
4LYeacL B  
7O{c>@\  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 4{rwNBj(  
,R=Mr}@u  
template < typename Func, typename aPicker > }E$^!q{  
class binder_1 C=}YKsi|R|  
  { %n`wU-?lK  
Func fn; x|l[fdm5  
aPicker pk; ^JF6L`Tp  
public : _X{i hf  
|`9POl=  
template < typename T > lmb5Z-xB  
  struct result_1 bH+p5Fd;  
  { 5nIm7vlQm  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; KFHn)+*"  
} ; <5MnF  
0qSd #jO  
template < typename T1, typename T2 > )sG`sET]`f  
  struct result_2 XA} !  
  { X b-q:{r1h  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I&|%Fn  
} ; j{EN %  
>6 [{\uPK  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} YC4S,fY`  
wwVK15t  
template < typename T > <jXXj[M2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "exph$  
  { 8D[P*?O  
  return fn(pk(t)); 8C4DOz|  
} hZ-No  
template < typename T1, typename T2 >  49&p~g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x2+%.$'  
  { jgbUZP4J>  
  return fn(pk(t1, t2)); TTpK8cC  
} t8 g^W K  
} ; J3cbDE%^m  
x3O$eKy\|5  
!vHUe*1a{  
一目了然不是么? %,$/wh)<V  
最后实现bind ~{'.9  
si,fs%D&  
Q~<$'j  
template < typename Func, typename aPicker > qT^R> p  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) A~&Tp  
  { 2/O/h  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk);  M]:4X_  
} Alaq![7MDP  
:VC#\/f  
2个以上参数的bind可以同理实现。 q:@$$}FjL  
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。 VnW]-P*:  
OoTMvZP[  
十一. phoenix 7H~StdL/>  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Q-fi(UP  
/PF X1hSu  
for_each(v.begin(), v.end(), :a#Mq9ph!  
( 5CH9m[S  
do_ ;o }pRC  
[ vQ"EI1=7Z  
  cout << _1 <<   " , " #n5q$  
] 0\# uxzdhJ  
.while_( -- _1), 3\WLm4  
cout << var( " \n " ) /H&:  
) 6T0[ ~@g5  
); ORk8^0\  
lx,^Y 647  
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: .q#2 op  
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 n_vopDMm  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 R}7>*&S:  
那么我们就照着这个思路来实现吧: OJe#s;oH  
I_N(e|s\U  
F }l_=  
template < typename Cond, typename Actor > Rdao  
class do_while 'eg?W_zu  
  { X+"8yZz3?  
Cond cd; H@%Y!z@\  
Actor act; %IGcn48J  
public : 1L.H"  
template < typename T > QU0K'4Yx5j  
  struct result_1 Zn&S7a>7  
  { }|>mR];  
  typedef int result_type; y1P KoN|K  
} ; FaO=<jYi  
2lPj%i 5  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} g|_-O" l  
]0<T,m Z  
template < typename T > -Gjz;/s%XH  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]h8[b9$<")  
  { qv|geBW  
  do E?san;K u  
    { L ;5uB2  
  act(t); LO{{3No  
  } ZHA6BVVT  
  while (cd(t)); hYm$Sx(=  
  return   0 ; gu'Yk  
} CYIp 3D'k  
} ; o;.6Y `-fJ  
?Hb5<,1u3  
I-@A{vvPK  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). w Pk\dyP  
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。 l4 @  
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。 W(5et5DN,  
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。 *'b3Z3c,;  
下面就是产生这个functor的类: jacp':T  
P>*B{fi^  
O$'BJKj-4  
template < typename Actor > iX 3Y:   
class do_while_actor ^qn,b/>L  
  { ?Cg",k'  
Actor act; ;S+UD~i[Bu  
public : x,f=J4yco  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} <!+T#)Qi  
){XaO;k<]  
template < typename Cond > v#. %eF m  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; m)5,ut/  
} ; \Lp|S:u  
pZpAb+  
d&!;uzOx  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 .?16w`Y  
最后,是那个do_  3M5+!H  
~OuKewr\  
-r.Qy(}p  
class do_while_invoker j. @CB`  
  { 15o<'4|=Lm  
public : SN${cs%  
template < typename Actor > R2]2#3`  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ,Z2fVz~9  
  { QYm]&;EI  
  return do_while_actor < Actor > (act); f!|$!r*q  
} =jz*|e|V  
} do_; X?2ub/Nr#Y  
1MntTIT  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? my.%zF  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3RwDIk?>%  
最后来说说怎么处理break和continue B)q 5m y  
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。 Thlqe?  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五