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
  • 5049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/KTEM  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 /Jk.b/t.*S  
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?uw^nV3E  
&U.y):  
H-5f!>)  
Rx%kAt2X  
  class filler ,aWfGh#$  
  { Grd9yLF  
public : `n|k+tsC  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} IfRrl/!nw  
} ; %ULd_ES^  
"J >, Hr9  
&:+_{nc,  
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: Z.>?Dt  
!})3Fb  
I$i1o #H  
Pt;\]?LVrD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); H~hAm  
^eYJ7&t  
Xw^:<Nx:  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 DUm/0q&  
QQ,w:OjA0  
)>=|oY3  
)^^}!U#|e  
二. 战前分析 iN`L*h  
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。 ER$~kFE2yP  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 kS7T'[d  
}>j1j^c1='  
?~VevD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); T5U(B3j_  
  /* --------------------------------------------- */ H @E-=Ly  
vector < int *> vp( 10 ); } % |GV  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {24Pv#ZG#^  
/* --------------------------------------------- */ 'Uo:b<  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); P#Ikj& l   
/* --------------------------------------------- */ i%B$p0U<  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); tQ?}x#J  
  /* --------------------------------------------- */ e''Wm.>g(+  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); gwF@'Uu  
/* --------------------------------------------- */ !lB,2_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); q%^gG03.  
)=D9L  
7 ~ Bo*UM  
wY}+d0Ch  
看了之后,我们可以思考一些问题: Ki@8  
1._1, _2是什么? Ix5yQgnB}j  
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。 0MzHr2?'P  
2._1 = 1是在做什么? l}c<eEfOy"  
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。 `wG&Cy]v  
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。 %n c+VL4  
g(;ejKSR  
N=L urXv  
三. 动工 7~`6~qg.  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: B "}GAk}V  
I`KN8ll  
9p$q@Bc  
8@Km@o]?  
template < typename T > J5rR?[i{  
class assignment )'<zC  
  { bm7$DKp#  
T value; r*3XM{bZ/@  
public : 'XQv>J  
assignment( const T & v) : value(v) {} p|bpE F=U  
template < typename T2 > ~E`A,  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } IweQB}d  
} ; qx? lCz a"  
Cw^)}23R  
EGMcU| yL  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Yc5$915  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment O "h+i>|l  
n:!J3pR  
XJ NKM~  
,wEM  
  class holder nocH~bAf2  
  { !kKKJ~,;  
public : ) DLK<10  
template < typename T > y! 1NS  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const P?uKDON  
  { (c*Dvpo1  
  return assignment < T > (t); YvHn~gNPhs  
} +yea}uUE  
} ; ;~q)^.K3  
?x/ L"h&Kp  
Ua3ERBX{  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: BR%:`uiQ<  
ohyUvxvj  
  static holder _1; p]g/iLDZ  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ?^+|V,<  
q B 2#EsZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); lJ,s}l7  
而不用手动写一个函数对象。 wb9zJAsc  
Zj^H3 h  
Ek. j@79  
RGKJO_*J2  
四. 问题分析 5LK>n-  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ]- `{kX  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 =f p(hX"  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 g?+P&FL#I  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?{dno=  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 O&0R ~<n  
[(K^x?\Y0'  
五. 问题1:一致性 dk ?0r  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| C|JWom\J  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 >) ^!gz8  
7I  
struct holder /][U$Q;Ke  
  { ljCgIfZ_4  
  // vT~a}  
  template < typename T > =w5w=qB  
T &   operator ()( const T & r) const rYqvG  
  { 33C#iR1(WJ  
  return (T & )r; lqs_7HhvRS  
} /4 f;Niem  
} ; <Jk|Bmw;  
i\'N1S<D  
这样的话assignment也必须相应改动: #>V;ZV5"  
_ 8>"&1n  
template < typename Left, typename Right > ~!OjdE!u  
class assignment /L 4WWQ5  
  { "8X+F%  
Left l; ij),DbWd  
Right r; G#*;3X$  
public : 6bn-NY:i  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b +_E)4  
template < typename T2 > v]!7=>/2  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } J5"*OH:f  
} ; *$1)&2i  
5%$#3LT|  
同时,holder的operator=也需要改动: 3WY W])  
m}E$6E^~O  
template < typename T > >4E,_`3N  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const z,EOyi  
  { !]nCeo  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); cG'Wh@  
} Kna'5L5"  
V_QVLW  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 k|D!0^HE[  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 VGq]id{*$  
.wSAysiQ|P  
return l(rhs) = r; v> 5F[0gE  
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。 B+LNDnjO]  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V_kE"W)  
Y4O L 82Y  
template < typename Tp > jj2UUQ|  
class constant_t 4Ojw&ys@V  
  { .%A2  
  const Tp t; \v_C7R;&  
public : ,d+mT^jN  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ]lY9[~ v  
template < typename T > loJ0PY'}=  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const `dZ|}4[1  
  { %r"GL  
  return t; 9vu8koL  
} u| c+w)a  
} ; -Me\nu8(RF  
;=OH=+R l  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 5PPpX=\  
下面就可以修改holder的operator=了 ||=Duk  
Ln|${c  
template < typename T > "q .uiz+1:  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const di 5_5_$`o  
  { %U 7B0-  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); hz%IxI9  
} ap~Iz  
xTMTkVa+B  
同时也要修改assignment的operator() [)A#9L~s=  
fLAF/#\2  
template < typename T2 > 2LU'C,o?  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } P>-,6a>  
现在代码看起来就很一致了。 ? h%+2  
=.a ]?&Yyh  
六. 问题2:链式操作 M6sDtL9l  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 08a|]li  
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。 [Bo$?  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 @\?f77Of6  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 +IYSWR  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct sh2bhv]  
^@2Vh*k  
template < typename T > #Au&2_O  
struct result_1 Cj+=9Dc  
  { ~~,<+X:  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; K7c8_g*>4=  
} ; f,>i%.  
ex458^N_  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ]o$/xP  
1`{ib  
template < typename T > G6 5N:  
struct   ref  /GUuu  
  { w)n]}k  
typedef T & reference; 8A.7=C' z  
} ; 'wrpW#  
template < typename T > #+0 R!Y  
struct   ref < T &> >U Lp!  
  { KT71%?P  
typedef T & reference; (qN(#~  
} ; GcW}<g}  
;[ueNP%*y|  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ?y)X$D^  
9K<a}QJP  
template < typename T > eB*8)gYh  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ;r"B?]JO  
  { em}Qv3*#  
  return l(t) = r(t); J *?_SnZ  
} Vz]=J;`Mz  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 C:MGi7f  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ^^l"brPa  
9G+rxyWMW  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 D:tZiS=0  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: .`N` M9  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 'Y\"^'OU\  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ZF (=^.gc  
最后的布局是: {C6;$#7P  
                Add /8\&f %E  
              /   \ cV,Dl`1r  
            Divide   5 Po. BcytM  
            /   \ \r,. hUp  
          _1     3 $:II @=  
似乎一切都解决了?不。 M) XQi/  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 m?$G(E5  
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。 PSS/JFZ^  
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: , vyx`wDd  
%W;Gf9.w  
template < typename Right > 4ZpF1Zc4B  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const agT[y/gb  
Right & rt) const e~]e9-L>I  
  { "IJMvTmj  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); MWh+h7k'  
} q Xhf?x  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 l>Ja[`X@  
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。 y4rJ-  
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。 Z3>3&|&  
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。 PJ:5Lb<  
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。 $ywh%OEH  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? +N:6wZ7<f  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: xGv,%'u\  
]},Q`n>$  
template < class Action > J&65B./mD9  
class picker : public Action 1e&b;l'*=  
  { ![ID0}MjJ  
public : 14!a)Ijl  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 9k[},MM  
  // all the operator overloaded I} fcFL8  
} ; {<[tYZmj.  
vqz#V=J{  
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。 -01 1U!  
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(t/*Nl3  
E/$@ud|l"  
template < typename Right > LE80`t>M#  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const *1S.9L  
  { *N e2l`!1m  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }SN44 di(  
} Z)T@`B6  
?V:]u 3  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > `+Z#*lj|@  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 bK$D lBZ  
`yXx[deY  
template < typename T >   struct picker_maker dQ`ZrWd_U  
  { )wzs~Fn/  
typedef picker < constant_t < T >   > result; c&?a ,fpb  
} ; m3Z}eC8LK  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > X8n/XG~_  
  { ^I~T$YjC '  
typedef picker < T > result; AYu'ptDNr  
} ; G^@Jgx3n  
?WtG|w  
下面总的结构就有了:  zn;Hs]G  
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。 $o$Ev@mi  
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。 jsi#l  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 s5aOAyb*w  
至此链式操作完美实现。 P9mxY*K)%5  
) wo2GF  
 [Ro0eH  
七. 问题3 f(s3TLM  
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。 K-k.=6mS  
],}afa!A  
template < typename T1, typename T2 > 5QFXj)hR+4  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const h*%0@  
  { D)ne *},  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); = *;Xc-_  
} w$[Ds  
|U$de2LF  
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: ?"<r9S|[O  
uC*:#[  
template < typename T1, typename T2 > [(hvK {)  
struct result_2 |od4kt  
  { ;n7|.O]*  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; :;*#Qh3"  
} ; kPX2e h  
.6 ?>t!&W  
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? } .H Fm'p  
这个差事就留给了holder自己。 dIfs 8%kl  
    6|>\&Y!Q  
ZR-s{2sl  
template < int Order > CBnouKc:  
class holder; u"8;fS  
template <> ~eV!!38 J  
class holder < 1 > CNRU"I+jU  
  { xAd>",=~  
public : s3_e7D ^H  
template < typename T > PVS<QN%  
  struct result_1 ) 4L%zl7  
  { :_QAjU  
  typedef T & result; ['Y+z2k  
} ; uJ/?+5TU  
template < typename T1, typename T2 > 9<(K6Q  
  struct result_2 !ga (L3vf  
  { Z(k\J|&9C  
  typedef T1 & result; $,QpSK`9i  
} ; E4v_2Q -w  
template < typename T > #u<o EDQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const IL>/PuZku  
  { ,F`KQ )\"  
  return (T & )r; ~Ri u*<  
} 01{r^ZT`RH  
template < typename T1, typename T2 > R|)2Dg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const |N=@E,33  
  { [ 4Y `O  
  return (T1 & )r1; `k}l$ih`X  
} ,8xP8T~Kmv  
} ; Il^ \3T+  
BvZ^^IUb  
template <> <` p75B  
class holder < 2 > APtselC  
  { 7tfivIj)e  
public : !,6v=n[Nz  
template < typename T > _D2bGZN  
  struct result_1 Y7:Y{7E7  
  { 9"HmHy&:E  
  typedef T & result; \Ul.K!b7  
} ; |DFvZ6}  
template < typename T1, typename T2 > e@,u`{C[  
  struct result_2 }$0xt'q&  
  { 4$?w D <  
  typedef T2 & result; g<rKV+$6  
} ; RFn0P)9&  
template < typename T > SA(UD   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Vh#Mp!  
  { t;LX48 TQ  
  return (T & )r; ,na=~.0R:  
} N,/BudF o  
template < typename T1, typename T2 > L'\/)!cEd  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const b,rH&+2H  
  { 2i7i\?<.  
  return (T2 & )r2; s?@)a,C%k  
} <nb3~z1  
} ; $p0 /6c  
DD@)z0W  
O+E1M=R6h  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 S}m$,<x  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 1(%>`=R8  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @Ge>i5q  
ie$`pyj!x  
return l(i, j) = r(i, j); (! 0j4'  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) kh<pLI>$h  
yWv<A^C &  
  return ( int & )i; +w k]iH  
  return ( int & )j; h5&/hBN  
最后执行i = j; pyg!rf-  
可见,参数被正确的选择了。 YH'$_,8peM  
{HIR>])o  
T}n}.JwU  
e'~-`Z9-)  
/]/>jz>  
八. 中期总结 ,W1a<dl  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: BLL]^qN;Y  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ^zaKO'KcV  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 R,x>$n  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor GP[6nw_'^  
<DeKs?v  
Ue{vg$5||  
2/yXY_L  
e$Xq    
?~aZ#%*i8  
九. 简化 $Wr\ [P:  
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。 fjIcB+Z  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 _e?q4>B)c  
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: ]DC;+;8Jc  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 \);.0  
  +-*/&|^等 VX^o"9Ntl  
2. 返回引用。 4pmTicA~  
  =,各种复合赋值等 jFuC=6aF  
3. 返回固定类型。 mVv\bl?<  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) G}!7tU  
4. 原样返回。 OuOk=  
  operator, k]SAJ~bS|  
5. 返回解引用的类型。 {J,6iP{>ZN  
  operator*(单目) a>wfhmr  
6. 返回地址。 %6NO0 F^  
  operator&(单目) . ]o3A8  
7. 下表访问返回类型。 2E`~ qn  
  operator[] \!+-4,CbZY  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 [ME}Cv`?<E  
  operator<<和operator>> u\{qH!?t  
]Q6+e(:~ZH  
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。 .e`,{G(5q7  
例如针对第一条,我们实现一个policy类:  ?YqJ.F;  
w`c0a&7  
template < typename Left > \4h>2y  
struct value_return K-J|/eB  
  { |Z`M*.d+  
template < typename T > @gt)P4yE  
  struct result_1 \8;Qv  
  { V19e>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [_y9"MMwn  
} ;  }Vvsh3  
"sF Xl  
template < typename T1, typename T2 > D9qX->p  
  struct result_2 Qs|OG  
  { ,M\j%3  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; J0^{,eY<  
} ; cPpu  
} ; 5cD XWF  
h [nH<m  
1s#yWQ   
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait n,t6v5>88  
<,jAk4  
下面我们来剥离functor中的operator() <Ctyht0c.  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ,f} h}  
H4M{_2DO  
return l(t) op r(t) NH'1rt(w  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 9<xTu>7J  
return op l(t) BG'6;64kx6  
return op l(t1, t2) 8AT;8I<K  
return l(t) op 2HcsQ*H] G  
return l(t1, t2) op cyW;,uT)D  
return l(t)[r(t)] 'oleB_B  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] :e1'o  
^9&b+u=X  
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: Da"yZ\4  
单目: return f(l(t), r(t)); nIfN"  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'UY[ap  
双目: return f(l(t)); ]EB6+x!G  
return f(l(t1, t2)); 12idM*  
下面就是f的实现,以operator/为例 '@'B>7C#  
:3JCvrq  
struct meta_divide n vm^k  
  { mO#I nTO  
template < typename T1, typename T2 > ]#F q>E  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Mv|vRx^b  
  { sz'p3  
  return t1 / t2; |<sf:#YzY&  
} K!GUv{fp  
} ; Z[Wlyb0  
|5W8Q|>%  
这个工作可以让宏来做: ,{?wKXJ}L!  
H{ZLk,  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ L >SZgmV+  
template < typename T1, typename T2 > \ 5v"Y\k+1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; _3|6ZO  
以后可以直接用 Vl<`|C>  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) p~h4\ .*`  
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 _*Pfp+if  
(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。。。) aC`Li^  
}/20%fP  
Bb~5& @M|N  
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 d+tj%7  
0f1H8zV  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P*0f~eu  
class unary_op : public Rettype `%|u!  
  { *xPB<v2N:P  
    Left l; ugno]5Ni  
public : ;v_ls)_,-  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} */nuv k  
dgXg kB'  
template < typename T > ] GNh)  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I-,>DLG  
      { pDGT@qJ  
      return FuncType::execute(l(t)); 3c b[RQf  
    } =nzFd-P  
%*6RzJO6  
    template < typename T1, typename T2 > sc%dh?m7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H.:9:I[n  
      { KGu= ;  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); `qE4U4  
    } J;~E<_"Hn  
} ; N r<9u$d9=  
OZ^h\m4  
V7:\q^$  
同样还可以申明一个binary_op r&SO:#rOSM  
.:8[wI_f  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > mH)OB?+lq  
class binary_op : public Rettype GMBJjP&R]  
  { /jR8|sb  
    Left l; pajy#0 U  
Right r; G.Tpl-m  
public : !3h{lE B  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Je^Y&a~  
`_GO=QQ  
template < typename T > YZ< NP  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7aQ n;  
      { 6GzzG P^  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); :9`qogF>  
    } 4`s)ue  
`y2ljIWJ  
    template < typename T1, typename T2 > -bA!PeI  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Pg Syt  
      { Atd1qJ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); RJx{eck%  
    } zka?cOmYF[  
} ; ^sV|ck  
.Vmtx  
+ 8f>^*:u  
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 5Q+1  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 +`| mJa  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) <7^Kt7k  
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。 3p_b8K_bG  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! @bT3'K-4  
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。。。 z?kd'j`FG  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 !lhFKb;  
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) <GaT|Hhc=  
下面是修改过的unary_op T`?n,'!(  
@^!\d#/M  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > xQo~%wW,?  
class unary_op _IxamWpX$  
  { tq&Yek>C  
Left l; \45(#H<$  
  >ZeEX, N  
public : ,T$r9!WTM  
akC>s8tqlA  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )Oievu_"|  
b+Vi3V  
template < typename T > @h#Xix7  
  struct result_1 i=L8=8B`  
  { nW GR5*e:  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; x%6hM |U  
} ; 3D[=b%2\  
O: JPJ"!  
template < typename T1, typename T2 > (B:uc_+  
  struct result_2 {2:d` fqD  
  { (;UP%H>  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +i=p5d5  
} ; 59i]  
PBrnzkoY  
template < typename T1, typename T2 > %K zbO0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x> \Bxa8  
  { ;& ~929  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); @6b[GekZ<  
} cy3M^_5B<  
fK_~lGY(  
template < typename T > ;Iq5|rzDn  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const K_#UZA< Y  
  { [))JX"a  
  return OpClass::execute(lt(t)); _2OuskL  
} -!TcQzHUs  
K/|  
} ; .&iN(Bd  
A"4@L*QV  
#ZWl=z5aBi  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug <KLg0L<W  
好啦,现在才真正完美了。 ^f|<R8`  
现在在picker里面就可以这么添加了: -~O/NX  
o/1JO_41  
template < typename Right > RZh}:  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const X+iK<F$  
  { !M(:U,?B  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); A(+:S"|@  
} Hf%_}Du /`  
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。 SF< [FM%1  
"PzP; Br  
DA=1KaJ.  
J3=BE2L  
*1bzg/T<  
十. bind "IwM:v  
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。 )0-o%- e  
先来分析一下一段例子 i&&qbZt  
cPuHLwwYf  
e$wt&^W  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Uh}X<d/V  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Spgg+;9  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 B 8{ uR  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 jczq `yW  
我们来写个简单的。 f xtxu?A>  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: o56kp3b)b  
对于函数对象类的版本: Ae49n4J  
jBpVxv  
template < typename Func > 3cC }'j  
struct functor_trait Rla4L`X;  
  { zfjw;sUX  
typedef typename Func::result_type result_type; ?"j@;/=  
} ; U$'y_}V  
对于无参数函数的版本: C[YnrI!  
+'XhC#:  
template < typename Ret > T//S,   
struct functor_trait < Ret ( * )() > Df@/cT  
  { u+2Lm*M  
typedef Ret result_type; 2EfflZL3  
} ; 2Va4i7"X\  
对于单参数函数的版本: uTGcQs}  
@~o`#$*|  
template < typename Ret, typename V1 > 54q3R`y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 8=Q V N_  
  { Y6ben7j%-  
typedef Ret result_type; wiE]z  
} ; doD>m?rig3  
对于双参数函数的版本: ><Uk*mwL  
T"!EK&  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > l!IGc:  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 'ere!:GJD  
  { xvDI 4x&  
typedef Ret result_type; oT3Y!Y3=<  
} ; #C\4/g? =,  
等等。。。 Jqru AW<  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy @!\K>G >9[  
-0 0}if7  
template < typename Func > !kXeO6X@m  
struct func_return G9RP^  
  { I KcKRw/O$  
template < typename T > nbxR"UH  
  struct result_1 B*,?C]0{  
  { c3k|G<C2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; NHkL24ve  
} ; 1q]c7"  
AuCWQ~  
template < typename T1, typename T2 > FT/amCRyT  
  struct result_2 wFL3& *  
  { 84M3c  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; CLN+I'uX0  
} ; %S#WPD'Y  
} ; Hr }k5'  
ow.6!tl0=h  
x~/+RF XF  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 f0oek{  
Kx6y" {me|  
template < typename Func, typename aPicker > R8<eN9bJ9  
class binder_1 9;KJr[FQV  
  { j|K.i/  
Func fn; &U &%ka<*  
aPicker pk; iZ; TYcT  
public : np6HUH  
]}2Ztr)zZ  
template < typename T > nY^Nbh0  
  struct result_1 d 4O   
  { /cY^]VLe  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ($WE=biZ&  
} ; qY# d+F,t  
nb+m.X  
template < typename T1, typename T2 > <k]qH-v4  
  struct result_2 8(xw?|D7  
  { 2p:r`THvS5  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;V.vfar  
} ; r4;Bu<PQN1  
!T'X 'Q  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} nq;#_Rkr  
#WufZ18#  
template < typename T > !R:y'Y%j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cZQu*K^j  
  { *gu8-7'  
  return fn(pk(t)); RJc%, ]:  
} X+ f9q0  
template < typename T1, typename T2 > rsF:4G"%  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const JBcY!dy-d  
  { R^P_{_I*"  
  return fn(pk(t1, t2)); 8$}OS-  
} Oif,|:  
} ; Vxh.<b6&'  
[Ox(.  
Lko`F$5X  
一目了然不是么? p|VcMxT9-  
最后实现bind )5yj/0oT  
4}yE+dRUK:  
G) 7)]yBL  
template < typename Func, typename aPicker > 9 5 H?{  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ,Y!zORv<7  
  { @ajM^L!O  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 9]$`)wZ  
} Y}.Ystem  
/iC_!nu  
2个以上参数的bind可以同理实现。 WE.Tuo5L  
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。  5$Kf]ZP  
T *P+Fh"  
十一. phoenix w O!u!I  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: BGqa-d  
CC8k&u,  
for_each(v.begin(), v.end(), aRwnRii  
( f7+Cz>R  
do_ r!K|E95oj9  
[ &!1}`4$[T  
  cout << _1 <<   " , " ;KcFy@ 6q5  
] ?`P2'i<b  
.while_( -- _1), F6dr  
cout << var( " \n " ) gdi`x|0  
) yQ[u3tI  
); w0Ij'=:  
Y @}FL;3  
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: D4Sh9:\  
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 uva\0q  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 l{%a&/  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Y';>O`  
!_^g8^>2(  
Y4To@TrN#\  
template < typename Cond, typename Actor > IZ~.{UQ  
class do_while <lo`q<q  
  { GqUSVQ  
Cond cd; )%mAZk-*;^  
Actor act; 3{3/: 7  
public : ` clB43 i  
template < typename T > gX*K&*q   
  struct result_1 gaeOgP.0  
  { J}@GKNm  
  typedef int result_type; % h+uD^^$  
} ; +X^4; &  
MY F#A  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} LK+felL  
_A-V@%3  
template < typename T > 6%?A>  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {tt$w>X  
  { ~ hm`uP  
  do sv=H~wce  
    { &r@H(}$1\  
  act(t); SE!L :  
  } rJ(OAKnY  
  while (cd(t)); E1W:hGI  
  return   0 ; B||c(ue  
} (6k>FSpg  
} ; \_ -DyD#3  
p@tp]u`7  
re uYTH  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D[~}uZ4\  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ;$;rD0i|  
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。 @HEPc95  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 .B$h2#i1  
下面就是产生这个functor的类: a:u}d7T3e  
]u=Ca#!'  
h7?.2Q&S  
template < typename Actor > H8i+'5x,?  
class do_while_actor AZ wa4n}"  
  { ZQ[~*)  
Actor act; E@pFTvo  
public : F= i!d,S  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} xF8 :^'  
/=ylQn3 *  
template < typename Cond > (C`@a/q  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; RVP18ub.S  
} ; xG%*PNM0q  
F+*Q <a4  
%6]\^  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 4oJ$dN  
最后,是那个do_ U**)H_S/~  
Nza; O[  
J3&Sj{ o  
class do_while_invoker JS7dsO0;  
  { (C\r&N  
public : *?N<S$m  
template < typename Actor > <E}N=J'uJ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const )ddsyFGW  
  { P6we(I`"2  
  return do_while_actor < Actor > (act); + *a7GttU  
} \7 Mq $d  
} do_; ~:Ixmqi}R  
q^6N+^}QN  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? #=x+ [d+  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 & rQD`E/  
最后来说说怎么处理break和continue |EeBSRAfe  
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。 o7 arxo\  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五