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
  • 5539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 |s/Kb]t  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 U0 -RG  
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, *P\lzM  
Zq33R`  
,1 H|{<  
1ik.|T<f0  
  class filler &I ~'2mpk  
  { {=?[:5  
public : 38&K"  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} XS2/U<s d  
} ; x$jLB&+ICz  
pWE(?d_M{G  
rCqwJoC`v  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: a\m=E#G  
z4D)Xy"/  
'J*'{  
+(x(Ybl#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); U^[AW$WzU  
i;~.kgtq4  
sQ\HIU%]  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7p'pz8n`X  
&jEw(P&_  
/NB|N*}O)  
M3UC9t9]  
二. 战前分析 sE]z.Po=  
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。 yT<"?S>D  
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 ,^ ,R .T  
j@nK6`d+1  
SD~4CtlfI  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); &to~#.qc  
  /* --------------------------------------------- */ aW_Y  
vector < int *> vp( 10 ); XjzGtZ#6  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); IX 6 jb"  
/* --------------------------------------------- */ hyPS 6Y'1  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); eCJtNPd  
/* --------------------------------------------- */ KRm)|bgE  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9qi|)!!L  
  /* --------------------------------------------- */ 07qjWo/t  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); |Z>}#R!,P  
/* --------------------------------------------- */ ShtV2}s|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Ot=nKdP}D  
1M)88&  
)X*_oH=  
f[NxqNn  
看了之后,我们可以思考一些问题: G?~Yw'R^8  
1._1, _2是什么? #Q_Scxf  
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。 rUV'DC?eE  
2._1 = 1是在做什么? Qg1kF^=  
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。 Iw] ylp  
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。 =saRh)EM  
 fZap\  
=j w?*  
三. 动工 d+h~4'ebv  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +`S_Gy  
GRj [2I7:  
]n1#8T&<*z  
8:I-?z;S  
template < typename T > _W Hi<,-  
class assignment +Y+fM  
  { 0%rE*h9+  
T value; 9. FXbNYg  
public : (O:&RAkk7  
assignment( const T & v) : value(v) {} :`BG/  
template < typename T2 > 7/]Ra  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } j/wQ2"@a  
} ; k;Qm%B  
2GigeN|1N  
:Eg4^,QX  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 [70 _uq  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Tsu\4 cL]  
p+nB@fN/  
ae0Mf0<#)  
P"Q6wdm  
  class holder dZkKAK:v  
  { +sZY0(|K8  
public : UY *Z`$  
template < typename T > ze8MFz'm  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const BUL<FTg  
  { @Z""|H"0  
  return assignment < T > (t); F` gK6;zp  
} ER!s  
} ; .db:mSrL  
2S@Cj{R(  
^8ilUu  
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: E_D@ 7a  
-idbR[1{?  
  static holder _1; T-s[na(/L  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 >Wd=+$!I  
*g'%5i1ed  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); oO &%&;[/A  
而不用手动写一个函数对象。 %t.\J:WN;  
N- <,wUxf  
?6\A$?  
9,>c;7s X  
四. 问题分析 {9F}2 SJ  
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$.|!8g  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 7O=7lQ  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 v~dUH0P<>e  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 F CfU=4O  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 W-1Ub |8C  
G&N),wsNZK  
五. 问题1:一致性 zLS?: yq  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 5C-n"8&C&  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >Zm|R|{BE  
&oVZ2.O#(  
struct holder iqd7  
  { 2mthUq9b*  
  // Hb$wawy<  
  template < typename T > 7bM H  
T &   operator ()( const T & r) const i94)DWZ^  
  { >O1u![9K|w  
  return (T & )r; W\ARCcTQ  
} ))6iVgSE$  
} ; eg"!.ol  
J<iiA:&J  
这样的话assignment也必须相应改动: gyMy;}a  
#@M'*X_%}K  
template < typename Left, typename Right > V8%( h[  
class assignment dlV HyCW  
  { TPKm>5g  
Left l; !1+!;R@&H>  
Right r; Pf<BQ*n  
public : 'Hq#9?<2M  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} tF!C']  
template < typename T2 > Oh=Kl3xs  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } ^S(["6OJ(  
} ; .X4UDZQg  
y 0fI7:e3  
同时,holder的operator=也需要改动: 0)|;uW  
=\jPnov!  
template < typename T > Zr!CT5C5  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const te3\MSv;O  
  { !V0)eC50  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); _cc9+o  
} wqQrby<  
>$A,B  
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。 VsRdZ4  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 N?%FVF  
S)@) @3  
return l(rhs) = r; _~b]/]|z#N  
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。 Bp=BRl  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Y]}>he1/5  
wcDb| H&  
template < typename Tp > +oa>k 0  
class constant_t <;E>1*K}8  
  { MOP#to)k&  
  const Tp t; Oufdi3h  
public : G9c2kX.Bf  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} J#k.!]r,Y  
template < typename T > ^;mGOjS  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const rx(z::  
  { Et"B8@'P  
  return t; ]K>x:vMKH  
} 4 eP-yi  
} ; 4d @ (>  
upF^k%<y:  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 m-|~tve  
下面就可以修改holder的operator=了 F!6;< !&h  
BIEeHN4  
template < typename T > 8:Jc2K  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 'miY"L:| O  
  { |Z{ DU(?[b  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); _dw6 C2]P  
} EAnw:yUV(  
n@| &jh  
同时也要修改assignment的operator() CEb al\R  
6%UhP;(  
template < typename T2 > ^sZ,(sc{G  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 3l''   
现在代码看起来就很一致了。 T#G (&0J5  
IWAp  
六. 问题2:链式操作 VTJ,;p_UH  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 %y2 i1^  
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。 { BDUl3T  
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。 92D f.xI}  
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。 \bWo"Yo  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct }^3ICwzm  
dI9u: -  
template < typename T > dpcFS0  
struct result_1 0RGSv!w  
  { f{u3RCfX~2  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; &H@OLyC  
} ; d"4J)+q  
tcS7 @^'  
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: x[H9<&)D  
%'i`Chc^!;  
template < typename T > /N(Ol WEp  
struct   ref w 7 j hS  
  { >Sh"/3%q  
typedef T & reference; 6):^m{RH^  
} ; q6 Rr?  
template < typename T > 0hx EI  
struct   ref < T &> niP/i  
  { Sg}]5Mn`  
typedef T & reference; p4'Qki8Hd  
} ; h; 8^vB y  
)o@-h85";  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: V9i[ dF  
q`DilZ]S  
template < typename T > XDrNc!XN  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 4^rO K  
  { J$Nc9 ?|ZZ  
  return l(t) = r(t); 1K'.QRZMb9  
} Oe*+pReSD  
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。 2OJ=Xb1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Epf[8La  
X$4 5<oz  
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 %o9;jX  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~kAen  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 \a6knd  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {Deg1V!x>  
最后的布局是: kdHP v=/U  
                Add $f^ \fa[  
              /   \ XQ]5W(EP  
            Divide   5 LxC"j1wfl  
            /   \ !F&Ss|(}  
          _1     3 Ohmi(s   
似乎一切都解决了?不。 nXuoRZ  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ;/phZ$l  
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。 H6PS7g"  
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: BVpRkUC"  
L=wg"$  
template < typename Right > hhVyz{u  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const m;"i4!  
Right & rt) const =9ISsI\Y6  
  { e+5]l>3)f  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K6Gri>Um  
} fhZD#D  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;0f?-W?1  
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。 'YcoF;&[C  
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。 gqf*;Z eU  
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。 T]tG,W1>i  
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。 [:!D.@h|  
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? g^EkRBU  
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: KvrcO#-sL  
~ST7@-D0  
template < class Action > b8@gv OB  
class picker : public Action S%7^7MSqA  
  { BiUOjQC#  
public : .v3~2r*&  
picker( const Action & act) : Action(act) {} YQI&8~z  
  // all the operator overloaded . !|3a  
} ; ,\BGxGNAmV  
XfXqq[\N  
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。 pU|SUM  
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: l}$Pv?T,2  
/J"U`/ {4  
template < typename Right > Ox` +Z0)a  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const `E),G;I  
  { .D`""up|{  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .WR+)^&zz  
} 5)MVkJ=R  
*y;(c)_w/%  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 3d2|vQx,K  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 IwHYuOED]  
Gn*vVZ@`x  
template < typename T >   struct picker_maker y0R5YCq\":  
  { 8Jd\2T7h  
typedef picker < constant_t < T >   > result; tC=`J%Ik  
} ; D:gskK+o6M  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > , LP |M:  
  { ;@$B{/Q  
typedef picker < T > result; %y/8i%@6  
} ; #*[G,s#t^  
:Q\{LBc  
下面总的结构就有了: +([ iCL  
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=<-rFW  
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。 $~V,.RD  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 'ju{j`b  
至此链式操作完美实现。 0!c^pOq6  
qe!\ oh  
B!=JRf T  
七. 问题3 u*ZRU 4 U  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 fBptjt_  
TqM(I[J7\  
template < typename T1, typename T2 > R~$W  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fJ3*'(  
  { ?=%Q$|]-  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); rH9wRY(  
} |d* K'+  
'= _}&  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ]Y'oxh  
|uT&`0T'e`  
template < typename T1, typename T2 > Kzw )Q  
struct result_2 wsyG~^>  
  {  6[<*C?  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 6O^'J~wiI  
} ; t$sL6|Ww}o  
S?W!bkfn  
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? G &'eP  
这个差事就留给了holder自己。 KrhAObK  
    i>n.r_!E  
s^X(G!V{c  
template < int Order > btC 0w^5  
class holder; f((pRP   
template <> f3>8ZB4  
class holder < 1 > @iZ"I i&+  
  { Cz2OGM*mz?  
public : *uAsKU  
template < typename T > GUJaeFe  
  struct result_1 Y!VYD_'P  
  { O'~c;vBI  
  typedef T & result; J Cu3,O!q  
} ; zW`$T 88~  
template < typename T1, typename T2 > YEZd8Y  
  struct result_2 v(v Lk\K7  
  { *TpzX y  
  typedef T1 & result; P< +5So0  
} ; KWVEAHIn  
template < typename T > un4q,Ac~0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %rpJZ t  
  { F)we^'X  
  return (T & )r; a}Db9=  
} etX &o5A  
template < typename T1, typename T2 > Yq;|Me{h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E\V-< ]o  
  { gWo`i  
  return (T1 & )r1; x~Eg ax  
} m@hmu}qz-  
} ; WKf->W  
l[EnFbD6  
template <> =qY!<DB[L  
class holder < 2 > P=:mn>  
  { ?=:wIMV  
public :  =#N;ZG  
template < typename T > lMu}|d  
  struct result_1 oyGO!j  
  { 3"O)"/"Q.  
  typedef T & result; CKShz]1  
} ; |sN>/89=/  
template < typename T1, typename T2 > B!|<<;Da6  
  struct result_2 ~c>*3*  
  { -jc8ku3*  
  typedef T2 & result; (3YI>/#  
} ; ;\@co5.=  
template < typename T > olNgtSX  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const T~%}(0=m  
  { ), >jBYMJ  
  return (T & )r; M+<xX)   
} d, fX3  
template < typename T1, typename T2 > @V/Lqia  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?)$+W+vK  
  { Y}_J@&:  
  return (T2 & )r2; ?dJ-g~  
} {*VCR  
} ; )J?Nfi%  
~n:dHK`  
~$1Zw&X  
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> >。 -@49Zh2'  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: X<\y%2B|l  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 4\)"Ih  
2s{PE  
return l(i, j) = r(i, j); ?*i qg[:  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) S^,1N 4  
j tdhdA  
  return ( int & )i; H6ff b)&  
  return ( int & )j; usb.cE3 z  
最后执行i = j; 'J R2@W`]]  
可见,参数被正确的选择了。 Mp=2}d%P  
HZBU?{  
l0Myem v?z  
Cx$M  
t:tT Zh  
八. 中期总结 >hcA:\UPk  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: VeixwGZ.  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 )3_I-Ia  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \%nFCK0  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor `8Y& KVhu  
+*2wGAT  
o9)pOwk7;  
Y>KRI2](<  
]C |Zs=5  
ng]jpdeA  
九. 简化 N zY}-:{  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 c}iVBN6~.<  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 7Y$#* 7  
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: W2L:  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 D9H(kk  
  +-*/&|^等 {R[FwB^7wJ  
2. 返回引用。 j4wcxZYY~  
  =,各种复合赋值等 ,?Pn-aC +  
3. 返回固定类型。 d,}fp)  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) h^F^|WT$  
4. 原样返回。 M_tY:v  
  operator, Ri]7=.QI`  
5. 返回解引用的类型。 ~~[Sz#(  
  operator*(单目) ;[%_sVIy  
6. 返回地址。 RZm}%6##ZC  
  operator&(单目) '=!@s1;{[;  
7. 下表访问返回类型。 (0s7<&Iu  
  operator[] kt8P\/~*i  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 V[-4cu,Ph^  
  operator<<和operator>> ^06f\7A  
w9I7pIIl  
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。 IYm~pXg^0  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: TRwlUC3hQ  
B .p&,K  
template < typename Left > l6Hu(.Ls;j  
struct value_return +g_+JLQ  
  { ;D^%)v /i  
template < typename T > V5y8VT=I  
  struct result_1 hC ^|  
  { 1iq,Gd-G.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; <7HVkAa  
} ; J&4QI( b.  
S pxkB!  
template < typename T1, typename T2 > QFOmnbJg  
  struct result_2 5mB%Xh;bg  
  { ]>fAV(ix  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; YUo{e=m|  
} ; ^R* _Q,o#  
} ; Bq~!_6fB  
{UpHHH:X#  
-<kl d+  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait  ,lX5-1H  
VuqN)CE^Uq  
下面我们来剥离functor中的operator() OU;R;=/]  
首先operator里面的代码全是下面的形式: >$,A [|R  
/C(lQs*l  
return l(t) op r(t) .'o<.\R8  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) &V5[Zj|]  
return op l(t) f}q4~NPn-  
return op l(t1, t2) ,]?Xf >  
return l(t) op =[%ge{,t  
return l(t1, t2) op :USN`"  
return l(t)[r(t)] *Dr-{\9  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 12 HBq8o  
44 bTx y  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: }qy,/<R  
单目: return f(l(t), r(t)); ~m^.&mv3/  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ~ZeF5  
双目: return f(l(t)); (9:MIP  
return f(l(t1, t2)); 6@pP aq6  
下面就是f的实现,以operator/为例 xW@y=l Cu  
J2cqnwUV  
struct meta_divide Wz)O,X^  
  { 0yW#).D^b  
template < typename T1, typename T2 > n:JWu0,h  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) fl| 8#\r  
  { m1@ste;$W  
  return t1 / t2; dz fR ^Gv  
} TWF6YAQ m  
} ; RAMkTS  
x)eYqH~i  
这个工作可以让宏来做: ,KvF:xqA  
K_/8MLJQ  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ $qkV u  
template < typename T1, typename T2 > \ s%h|>l[lKT  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0r?975@A  
以后可以直接用 Oo'IeXQ9(  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) zbHNj(~  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 q) %F#g  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) "Y(stRa  
j^ L"l;m  
MhMY"bx8  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 )cA#2mlS'1  
Jy&O4g/'5  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |J: n'}  
class unary_op : public Rettype z-<091,  
  { f,:SI&c\  
    Left l; D<}z7W-  
public : >hqev-   
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} C^ngdba\  
O@;;GJ  
template < typename T > %:I\M)t}k  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const , ~^0AtLv  
      { eELJDSd BV  
      return FuncType::execute(l(t)); OO?d[7Wt0  
    } =O= 0 D  
:s8^nEK  
    template < typename T1, typename T2 > K)z{R n  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r0ml|PX  
      { FEqs4<}E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); *a_U2}N  
    } z%xWP&3%"  
} ; IS *-MLi  
v~|~&Dwq  
|l\&4/SJ  
同样还可以申明一个binary_op -# 0(Jm'  
E6"+\-e  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > h LYy  
class binary_op : public Rettype [?rK9I&  
  { GT$.#};u  
    Left l; +"8 [E~Bih  
Right r; )!+M\fT  
public : P%?|V _m  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} [ kI|Thx  
sT.;*3{  
template < typename T > H4%2"w6|!  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0V*B3V<  
      { sywSvnPuYZ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Hc?8Q\O:  
    } A-5xgp,  
/Y=Cg%+  
    template < typename T1, typename T2 > f4A;v|5_  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =l6aSr  
      { cj ?aCVa  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); rG7E[kii  
    } l-;u*JA  
} ; eqvbDva^  
8 MIn~  
T: zO9C/  
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 >< <(6  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 >*DR>U  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) &PY~m<F  
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。 0$RZ~  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! }xZR`xP(  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 +NML>g#F~z  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 e/+_tC$@p@  
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) 3khsGD@  
下面是修改过的unary_op l&rS\TCkp  
ITcgp K6k  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > t8vR9]n  
class unary_op L=`QF'Im  
  { *nb `DR  
Left l; <2b&AF{En  
  r6 k/QZT  
public : O &DkB*-  
iBCZx>![;  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 6T-h("t  
X`/3X}<$7  
template < typename T > s98Jh(~  
  struct result_1 ;#'YO1`gf3  
  { L`sg60z  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Po(Y',xI[  
} ; 9o)sSaTx=  
UoD S)(i  
template < typename T1, typename T2 > A0mj!P9  
  struct result_2 6"3-8orj   
  { G$#Q:]N  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 'G] P09`*)  
} ; NC]]`O2r@  
2o8:[3C5  
template < typename T1, typename T2 > >"LHr&;m&h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const isU7nlc!  
  {  :P,g,  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); U;SReWqU  
} 0L->e(Vf7u  
36]pE<  
template < typename T > }~W:3A{7;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const w&c6iFMd0  
  { xIt'o(jQH  
  return OpClass::execute(lt(t)); Y-Iu&H+\  
} }kJfTsFS  
n ~c<[  
} ; E[Xqyp!<  
&,v- AL$:Q  
E6 g]EE  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug o!6~tO=%  
好啦,现在才真正完美了。 j-~x==c-;  
现在在picker里面就可以这么添加了: @= E~`  
E[$"~|7|$  
template < typename Right > g`7C1&U*T  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const |}^me7C,[  
  { a$=BX=  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Bf5Z  
} KjWF;VN*[3  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ,=_)tX^  
e>$d*~mwn  
Y"{L&H `  
$7bLw)7  
W D/\f$4  
十. bind 7pllzy  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 s=S9y7i(R  
先来分析一下一段例子 q?R^~r  
(M0"I1g|w  
`i!BXOOV{  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Oy}^|MFfA  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 X| !VjUH  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 M&QzsVH  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ?xa70Pb{;  
我们来写个简单的。 K20,aWBq;3  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: /gX=79  
对于函数对象类的版本: [c^!;YBp)  
N F$k~r  
template < typename Func > hD> ]\u  
struct functor_trait 0Cg}yyOz  
  { h 8%(,$*  
typedef typename Func::result_type result_type; &9+]{jXF  
} ; "*U0xnI  
对于无参数函数的版本: hqXp>.W  
g 2LY~  
template < typename Ret > 2Kkm-#p7  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ^cUmLzM  
  { "h@=O c  
typedef Ret result_type; #r|qi tL3  
} ; R\a6 #u3  
对于单参数函数的版本: FmtgH1u:=  
=,B Dd$e  
template < typename Ret, typename V1 > {})d}dEC  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ]Cc3}+(s  
  { ]8n*fo2#  
typedef Ret result_type; lGlh/B%  
} ; qnu<"$   
对于双参数函数的版本: /IxoS  
L[s`8u<_)z  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Z5j\ M  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > [S~/lm  
  { $+k|\+iJ  
typedef Ret result_type; *M?[Gro/  
} ; \?D~&d,a=  
等等。。。 oW5Ov  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 70GwTK.{~  
=.`:jZG  
template < typename Func > |Q(3rcOrV"  
struct func_return +`J~c|(  
  { [+F6C  
template < typename T > bJ"}-s+Dx  
  struct result_1 :[:*kbWN-  
  { kOE\.}~4  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; _v#Vf*#  
} ; dO1h1yJJ  
<e?1&56  
template < typename T1, typename T2 > 4<j7F4  
  struct result_2 *V`E)maU  
  {  erQQ_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; M=M~M$K  
} ; s||c#+j"8  
} ; >"q?P^f/  
'uW&AD p  
j].=,M<dxE  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 S`Xx('!/|  
}Ug O$1  
template < typename Func, typename aPicker > A-eRL`  
class binder_1 !X5LgMw^;  
  { Ak dx1h,  
Func fn; u}">b+{!  
aPicker pk; H %Dcp#k  
public : 4Uk\hgT0  
z j F'CY  
template < typename T > ZBk br  
  struct result_1 aI\:7  
  { {UFs1  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ae#Qeow`  
} ; X:/7#fcG8  
F-X L  
template < typename T1, typename T2 > Kr'Yz!  
  struct result_2 }*P?KV (  
  { rw$ =!iyO  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =E$B0^_2RC  
} ; |})v, o B  
nK)hv95i_  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} FfC\uuRe  
6zp]SPY  
template < typename T > `qV*R 2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &X6hOc:``\  
  { l`A e&nc6  
  return fn(pk(t)); 8Sk$o.Gy  
} 8 KRo<  
template < typename T1, typename T2 > O9*l6^Scw  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sE])EwZ  
  { 1d!TU=*  
  return fn(pk(t1, t2)); 6VtN4c .Q  
} oO^=%Mc(  
} ; yf2P6b\  
tH(g;flO)  
cl'wQ1<:   
一目了然不是么? _l+8[\v  
最后实现bind GP(ze-Yp  
hvc3n> Y[}  
xC9?Wt'  
template < typename Func, typename aPicker > eGLB,29g  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) fCbd]X  
  { -Rwx`=6tV  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); XFv^j SF  
} L%<DLe^P`l  
cAn_:^  
2个以上参数的bind可以同理实现。 G+t=+T2m  
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。 o;u~Yg  
E5IS<.  
十一. phoenix PDS?>Jg(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: T7^?j :kJ/  
C;%1XFzM  
for_each(v.begin(), v.end(), B2Kh~Xd  
( */OKg;IMi  
do_ bZ#5\L2  
[ G8.nKoHv7x  
  cout << _1 <<   " , " G0he'BR  
] ^vJy<  
.while_( -- _1), A: O"N  
cout << var( " \n " ) zJ_y"bt  
) SPp|/ [i7  
); _h I81Lzq  
q<K/q"0-l  
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: NFPWh3),f  
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 <cFj-Ys(T  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 !xU[BCbfYV  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 7b7WQ7u  
!8YA1 o  
>=86*U~  
template < typename Cond, typename Actor > _K B%g_{  
class do_while kz G W/  
  { uQ%3?bx)T  
Cond cd; V@nZ_.  
Actor act; * ).YU[i  
public : aoBiN_  
template < typename T > |-HNHUF  
  struct result_1 MS]Q\g}U  
  { 2$'bOo  
  typedef int result_type; {$V2L4  
} ; JL [!8NyU  
[{: l?  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *;F:6p4_  
Yq'D-$@  
template < typename T > <O.|pJus  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +$F,!rV-s  
  { S~>R}=  
  do iz0:  
    { j^/=.cD|  
  act(t); $EL:Jx2<  
  } !;Ke#E_d  
  while (cd(t)); hrGX65>  
  return   0 ; agq4Zy  
} {B4.G8%Z  
} ; ^v+p@k  
/6Kx249Dw  
0lOR.}]q  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). >uDC!0)R  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 &}t8O?!  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 xz~Y %Y|Z  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 av_ +M;G  
下面就是产生这个functor的类: z0%tBgqY(  
hVl@7B~  
vpC?JXz=H  
template < typename Actor > /t*Q"0X5  
class do_while_actor fYW9Zbov-  
  { n:f&4uKoG<  
Actor act; =G !]_d0  
public : ^9><qKbO  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} |7Qe{  
\Yn0|j>  
template < typename Cond > !L<z(dV|(  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5vLA)Al3  
} ; Mcq!QaO}&  
1vS-m x  
[,{Nu EI  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ";/ogFi  
最后,是那个do_ )i_:[ l6  
D G|v' #  
IyM:9=}5  
class do_while_invoker z|t2;j[  
  { 8m?cvI  
public : / <%EKu5  
template < typename Actor > 'rq@9$h1W  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Ug384RzHN  
  { %m|1LI(  
  return do_while_actor < Actor > (act); [Zzztn+  
} [7NO !^  
} do_; QKhGEW~G  
/,~g"y.;,  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? h lSav?V_  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 @( 0O9L F  
最后来说说怎么处理break和continue 2H`>Kj  
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。 3d,:,f|h  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八