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
  • 7865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 ?V9Da;cj  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 +T,Yf/^Fn  
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, R4 x!b`:i  
K4`)srd  
nS$_VJ]~  
`(Eiu$h6V-  
  class filler !$1'q~sO  
  { ?ZS/`P0}[  
public : p@Va`:RDW  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} #J_+ SL[  
} ; L2$`S'UW  
%7vjYvo>  
f?[0I\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: J6s@}@R1  
'ai3f  
L3s1a -K  
Rg,]d u u?  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); s ~ Xa=_+D  
$sa5aUg }  
f*tKj.P  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 piPx8jT`F  
r}%2;!T  
"IE*MmsEz  
MjrI0@R  
二. 战前分析 {%! >0@7  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 K>_~zWnc  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码  |tVWmm^m  
*F)+- BB  
]@G$ L,3  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 552U~t  
  /* --------------------------------------------- */ )h>H}wDs  
vector < int *> vp( 10 ); ~;ZT<eCIA  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); QswbIP/>:'  
/* --------------------------------------------- */  gK Uci  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 5+yT{,(5  
/* --------------------------------------------- */ 1v2pPUH\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); z c4l{+3  
  /* --------------------------------------------- */ m_;<7W&p]  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); qy$1+>f1  
/* --------------------------------------------- */ 9s9_a4t5  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); //O9}-  
-Rcl(Q}LZ  
5U[bn=n  
7~H.\4HB  
看了之后,我们可以思考一些问题: 1:Dm, d;  
1._1, _2是什么? ~V`F5B  
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。 %'vLkjI.  
2._1 = 1是在做什么? 27CVAX ghV  
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。 +[C><uP  
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。 \'[C_+;X  
.R! /?eN  
S)L(~ N1  
三. 动工 ,2*x4Gycb  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: z!> H^v  
@Y| %  
</@3}rfUPg  
9&VfbrBM  
template < typename T > Du7DMo=l  
class assignment jYJRG<*e  
  { /tqQAvj  
T value; y%NZ(Y,v  
public : =T3O;i  
assignment( const T & v) : value(v) {} @+EO3-X5  
template < typename T2 > -Nu Rf#  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } xmp^`^v*  
} ; CgxGvM4  
`k.Nphx~%  
)(`HEl>-9c  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Pko2fJt1  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment s^6"qhTa  
SGK=WLGM8  
azT@S=,  
]Ac&h aAP  
  class holder Pi&8!e<  
  { GDBxciv  
public : m:4Ec>?e  
template < typename T > E6njm du  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const %*Aq%,.={  
  { +GDT@,/  
  return assignment < T > (t); l2 [{T^  
} aH(B}wh{  
} ; Y%"73.x  
}+3v5Nz;  
p^/6Rb"e  
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: eT<T[; m  
8H<:?D/tH  
  static holder _1; $EUlh^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 !y 7SCz g  
d|Q_Z@;JF  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); |',$5!:0O  
而不用手动写一个函数对象。 =Ti[Q5SZ  
@5Zg![G  
L-V+`![{  
cq-UVk"Gl  
四. 问题分析 :^92B?q  
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。 G zw $M  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 v==]v2 -  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 <-avC/M$d  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 h|Os T  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 G j9WUv[P  
WK)2/$7@  
五. 问题1:一致性 v$_YZm{!<  
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?| :^H#i:4  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 r)Dln5F  
ImZ!8#  
struct holder )e6)~3[^  
  { _Vl22'wl  
  // 1w|C+m/(  
  template < typename T > oBqWIXM  
T &   operator ()( const T & r) const I%qZMoS1h  
  { !T3b ]0z  
  return (T & )r; c^a D r  
} @GrQ /F7  
} ; $CgR~D2G  
"pLWJvj6-  
这样的话assignment也必须相应改动: B!X;T9^d  
F\U^-/0,  
template < typename Left, typename Right > 2zQ62t}  
class assignment d> OLnG> F  
  { jXCSD@?]K  
Left l; vD@ =V#T  
Right r; /Q*o6G ys0  
public : YKtF)N;m]  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} x.ZW%P1  
template < typename T2 > LH_rc  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } $T%~t@Cv1  
} ; /rQ[Ik$|  
<{xU.zp'  
同时,holder的operator=也需要改动: zFpM\{`[g  
-YD+x PD  
template < typename T > wx2 EMr   
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const I C?bqC+  
  { Rz\:)<G  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); {~u#.(  
} xLp<G(;  
d=~-8]%\  
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。 ? ^l{t4  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 52H'aHO1  
08 $y1;  
return l(rhs) = r; I(2qXOG  
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。 Z'F=Xw6;b  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: |?=a84n1l  
_RI!Z   
template < typename Tp > pY T^Ug  
class constant_t C 7e  
  { F{;{o^Pv  
  const Tp t; piv/QP-X  
public : [>^xMF]$2  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %n7Y5|Uh  
template < typename T > ~,jBm^4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const C[0*>W8o  
  { byrK``f  
  return t; dd{pF\a  
} BXx0Z %e.3  
} ; =}h8Cl{H/  
Q3OGU}F  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 hnf7Q l}  
下面就可以修改holder的operator=了 #x^dR-@   
Cvk n2T  
template < typename T > F]L$xU  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =iZj&B X  
  { ,k=1 '7d  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); hynX5,p;.  
} 1B#Z<p  
.>A`FqV$~+  
同时也要修改assignment的operator() d@u)'AY%/  
Vy6A]U\%  
template < typename T2 > <.6bni )  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 6&Al9+$  
现在代码看起来就很一致了。 ^P| K2at  
WhU-^`[*  
六. 问题2:链式操作 ZBX,4kxK7  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 (Z{&[h  
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。 *pMu,?uE  
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。 <XAW-m9SC  
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。 V_.n G;  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct <R%]9#re  
f:)%+)U<Xm  
template < typename T > h9J%NH  
struct result_1 t^Hte^#S  
  { _Vj uQ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; Ait3KIJ9  
} ; 2wKW17wj,  
b7nER]R  
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: &F xw19[G  
E,fG<X{  
template < typename T > :fW\!o 8Z2  
struct   ref GLIe8T*ht  
  { N9s ,..  
typedef T & reference; 2S`D7R#6s  
} ; W\W|v?r  
template < typename T > B)1.CHV%<  
struct   ref < T &> )C0dN>Gb  
  { NjL^FqA[  
typedef T & reference; )X dpzWod  
} ; &-s/F`  
iCK p"(kf  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 1`;,_>8  
9~FB^3Nz_  
template < typename T >  ,m^@S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const e,0y+~  
  { D-GIrw{>5  
  return l(t) = r(t); bOKgR{i  
} y66V&#`,e0  
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。 Q:/BC= ~  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 F N)vFQ#J  
hj8S#  
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 ?cF-w!>o8  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: |x[zzx# >-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 nKP[U=ac  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 9*"Ae0ok1  
最后的布局是: .S{Q }S  
                Add V6.w=6:`X  
              /   \ Mr8r(LGY  
            Divide   5 ls<7Qe"a  
            /   \ 'aFjyY?%  
          _1     3 /1Q i9uit  
似乎一切都解决了?不。 VXpbmg!{S  
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。 P%-@AmO^_  
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。 n qR8uL>  
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: ND3(oes+;K  
8,(FJ7OCT,  
template < typename Right > f Cq  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const in/ITy-  
Right & rt) const ?'I[[KuG  
  { W%)uKQha  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3Xun>ZQ-  
} kN99(  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 BWd{xP y  
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。 PN$vBFjm  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 h)vRvfcmY  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。  YjV-70'  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 D{4Ehr "T  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? JDIQpO"Qji  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: cc"L> XoK  
J#pl7q)^w  
template < class Action > m)]A$*`<  
class picker : public Action ~BSE8M+r  
  { bkZ~O=uv$-  
public : WrS|$: 0  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }.uB6&!:  
  // all the operator overloaded hkh b8zS  
} ; kCq]#e~wq  
&vy/Vd  
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。 wGXnS"L!  
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: oZY2K3J)  
0^27grU>   
template < typename Right > Xg](V.B6  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const :tv:46+s=  
  { C#y[UM5\k;  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ikSm;.  
} h7EKb-@  
QzzV+YG$(4  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > GCf3'u  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 N<xf=a+j  
/p=9"?  
template < typename T >   struct picker_maker !+E|{Zj  
  { q66+x)  
typedef picker < constant_t < T >   > result; LOD'iiH6  
} ; e@-"B9~   
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ~B NLzt3%O  
  { w_gPX0N}3n  
typedef picker < T > result; !_EaF`oh(  
} ; i&r56m<  
:oH~{EQ  
下面总的结构就有了: .Q,IOCHk  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 (ei;Y~i  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 >@2l/x8;  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Dn 6k,nVh  
至此链式操作完美实现。 s[V$f vW  
,@_$acm  
suh@  
七. 问题3 n.[0#Ur&}  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 <eObQ[mQ  
Bh9O<|E  
template < typename T1, typename T2 > )-_NtMr~`!  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sGf\!w  
  { iaqhP7!  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); P(_wT:8C?  
} :J3ZTyjb  
8-N8v *0  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: RaK fYLw  
4{:W5eT!/  
template < typename T1, typename T2 > _.xT :b36  
struct result_2 YH VJg?H3  
  { FBjIft5e  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; AC=/BU3<yc  
} ; RP 2MtP"M  
+fgF &.  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ^lqcF.  
这个差事就留给了holder自己。 }`oe<|  
    Pez 7HKW:  
T K)Kq  
template < int Order > N0@&eX|$i4  
class holder; 4T-9F  
template <> +F &,,s"&  
class holder < 1 > >uok\sX  
  { O7#ECUH  
public : dbkkx1{>Y  
template < typename T > Q0K4_iN)&  
  struct result_1 [<)/ c>Y  
  { U/ncD F%C  
  typedef T & result; cxTP4\T\E  
} ; sOSol7n  
template < typename T1, typename T2 > C043h?x  
  struct result_2 ` Nn^   
  { :*bmc/c  
  typedef T1 & result; U _~lpu  
} ; 73$^y)AvY  
template < typename T > Ni$WI{e9  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #clPao?r  
  { q16RPqfT  
  return (T & )r; G>?hojvi  
} {Gnji] v  
template < typename T1, typename T2 > D6iHkDTg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 7$(>Z^ Em  
  { Zho d%n3  
  return (T1 & )r1; mPNT*pAO  
} Do7&OBI~  
} ; <RmI)g>'_^  
%]JSDb=C  
template <> D?w?0b Eu  
class holder < 2 > `.f<RVk-  
  { 3~"G(UP  
public : Y{X79Rd  
template < typename T > ^|@t2Rp@  
  struct result_1 G9s: Wp  
  { +OFq=M  
  typedef T & result; UV%A l)3  
} ; ^CUeq"GYoZ  
template < typename T1, typename T2 > ; d1\2H  
  struct result_2 D6,rb 9  
  { 4@PH5z  
  typedef T2 & result; !>B|z=  
} ; ,?GEL>F  
template < typename T > }&d@6m]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const xrX^";}j  
  { 8(UUc>g  
  return (T & )r; ylF%6!V}4V  
} w/r wE  
template < typename T1, typename T2 > U2=l; R{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const |3f?1:"Z  
  { =6b^j]1  
  return (T2 & )r2; eK\1cs  
} [HB>\   
} ; <d,Qi.G4  
xzg81sV7  
'c 0]8Y 4  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 .OM m"RtK  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: fYF\5/_  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 5V&3m@d0aq  
<syMrXk)R(  
return l(i, j) = r(i, j); ANEW^\  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) =Mb!&qq  
c&.>SR')  
  return ( int & )i; V`Z-m-V~1  
  return ( int & )j;  Hu|;cbK  
最后执行i = j; ahNpHTPa  
可见,参数被正确的选择了。 Ml1sE,BT  
<rc?EV  
5v4 ,YHD  
4 2aYM!  
K_ P08  
八. 中期总结 T]\_[e:'  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: y^:!]-+  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 WpE\N0Yg  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 bX%9'O[-  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 7A|n*'[T>  
PSz|I8 c  
/t`s.!k  
dieGLA<5_X  
lz.ta!6  
M XsSF|-  
九. 简化 0R&$P 6  
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。 A+*M<W  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 d@~Hp?  
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: d^sS{m\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 VSa\X~  
  +-*/&|^等 ?sV0T)uk  
2. 返回引用。 ,$ L>  
  =,各种复合赋值等 )%lPa|7s  
3. 返回固定类型。 [V_Z9-f*  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 4(>|f_$  
4. 原样返回。 K^j7T[pR  
  operator, %EA|2O.D  
5. 返回解引用的类型。 s(W]>Ib  
  operator*(单目) A L|F Bd  
6. 返回地址。 ?4Z`^uy  
  operator&(单目) Su99A.w  
7. 下表访问返回类型。 coq7La[  
  operator[] ?yop#tjCbY  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 rf_(pp)  
  operator<<和operator>> fB+4mEG@  
(055>D6  
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。 <&:OSd:%  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: v0)I rO  
};"-6e/9  
template < typename Left > -J8&!S8X  
struct value_return !t/I j~o  
  { f QSP]?  
template < typename T > R{"Kh2q_  
  struct result_1 33dHTV  
  { BH"f\oc  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; x5[wF6A  
} ; mm(Ff>O  
Y=+pz^/"  
template < typename T1, typename T2 > UfcQFT{()  
  struct result_2 {%W'Zx  
  { !5lb+%7  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; "J|{'k`  
} ; (Tt\6-  
} ; c:(Xk zj  
LUSBRr8  
53efF bo  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait #!="b8F  
-\C;2&(  
下面我们来剥离functor中的operator() r:fMd3;gq  
首先operator里面的代码全是下面的形式: &`+tWL6L  
gXZl3  
return l(t) op r(t) .d{@`^dh1]  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) yf3c- p  
return op l(t) J:g4ES-/   
return op l(t1, t2) ?`ETlFtD4  
return l(t) op ASA ]7qyO  
return l(t1, t2) op F uYjrzmx  
return l(t)[r(t)] ~n9x ,  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Aw#@}TGT  
XFJGL!wWm[  
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: SB"Uu2)wZ  
单目: return f(l(t), r(t)); Zi'}qs$v  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); fS9TDy  
双目: return f(l(t)); `5da  
return f(l(t1, t2)); 8NCu;s  
下面就是f的实现,以operator/为例 !R@v\Eu  
(55k70>i3  
struct meta_divide WbF[4 x  
  { RLl*@SEi"  
template < typename T1, typename T2 > *K}h >b 1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Egy#_ RT{  
  { ~4-:;8a  
  return t1 / t2; h"O4r8G}  
} >JOEp0J  
} ; nh"8on]M~  
Klr+\R@(n  
这个工作可以让宏来做: #R^^XG`1  
z{;~$."  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ pE&'Xr#P>  
template < typename T1, typename T2 > \ oUSv)G.zb  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; l-/fFy)T  
以后可以直接用 Qdt4h$~V"  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 3+:F2sjt  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ::<v; `l  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) J  ZH~ {  
_m0B6?KJ  
Ht`kmk;I)  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 *z?Vy<u G  
P|U9f6^3  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Xg <R+o  
class unary_op : public Rettype 7bk=D~/nSg  
  { N$&)gI:  
    Left l; W"3YA+qpI  
public : u7>{#]  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} QVT|6znw  
/9QC$Z):<  
template < typename T > >^!)G^B  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~7;AV(\%e  
      { J ?y0R X  
      return FuncType::execute(l(t)); Xzn}gH]  
    } 8u|F %Sg  
0(o{V:l%Z|  
    template < typename T1, typename T2 > Z@1vJH6IbA  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PS:"mP7n  
      { ",, W1]"%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 6B8g MO  
    } &m5FYm\  
} ; ^}Wk  
U*Sjb% Qb  
*xV  
同样还可以申明一个binary_op k]"DsN$  
8~!9bg6C  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ` zoC++hx  
class binary_op : public Rettype Z%4w{T+[  
  { DnP "7}v  
    Left l; HSG7jC'_  
Right r; wdMVy=SS  
public : ehTRw8"R  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} goje4;  
gt \O  
template < typename T > wg}rMJoG|  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e8,!x9%J  
      { %=*nJvYS  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); *]K/8MbiF  
    } o=)["V  
<FofRFaS  
    template < typename T1, typename T2 > uXuA4o$t-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N~! G AaD  
      { sZh| <2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); NK!#K>AO  
    } /6@$^paB  
} ; n4A#T#D!t3  
s`dwE*~  
9D`p2cO  
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 YZ(tjIgQ  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ,t|qhJF  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) [}Z!hq  
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。 jccSjGX@w  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! "lnI@t{o  
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。。。 ]w/%>  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 P.Gmj;  
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) g;-6Hg'  
下面是修改过的unary_op w:3CWF4q]  
OhW o  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > .|c=]_{  
class unary_op [,TK"  
  { o?`^ UG-   
Left l; L7"B`oa(p  
  ^@f-Ni\  
public : :=oIvSnh  
L)QAI5o:3  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,sZ)@?e  
rp_Aw  
template < typename T > c4 bo  
  struct result_1 &s~b1Va  
  { *z }<eq  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; t2_pwd*B  
} ; B!AJ*  
8;<3Tyjzu  
template < typename T1, typename T2 > "NvB@>S  
  struct result_2 G_v^IM#B=  
  { ojbms>a  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ,/Al'  
} ; s<'WTgy1i  
#McX  
template < typename T1, typename T2 > '9tV-whw  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XJ6=Hg4_O  
  { N?l  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); b~Un=-@5a  
} qk_YFR?R  
['_W <  
template < typename T > Z@gEJ^"yA"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (Y~gItej  
  { FB }8  
  return OpClass::execute(lt(t)); 8Y P7'Fz  
} c +N\uG4  
!n`Y^  
} ; >o4Ih^VB  
n_eN|m?@  
/c!@ H(^)  
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 gxCl=\  
好啦,现在才真正完美了。 W.7XShwd*2  
现在在picker里面就可以这么添加了: 0NMmN_Lr  
]EfM;'j[  
template < typename Right > 9/dI 6P7  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const |*y'H*  
  { O`TM}  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #<81`%  
} LPS]TG\  
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。 2|JtRE+  
OR<%h/ \f  
.9$ 7 +  
"W@>lf?"  
rtT*2k*  
十. bind ueLdjASJ  
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。 >vZ^D  
先来分析一下一段例子 KA{ JSi  
u iR[V~  
zw}Wm4OH  
int foo( int x, int y) { return x - y;} SGUZ'}  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 -m_H]<lWZ  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 8^5@J) R8  
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。 m:]60koz]o  
我们来写个简单的。 dw3H9(-lp  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:  `s~[q  
对于函数对象类的版本: H{+[ ,l  
';KZ.D  
template < typename Func > !Nx'4N`&l  
struct functor_trait I`S?2i2H  
  { N'=b8J-fF  
typedef typename Func::result_type result_type; R:, |xz  
} ; XG8UdR|  
对于无参数函数的版本: )|`w;F>  
n1)~/ >  
template < typename Ret > 0xzS9  
struct functor_trait < Ret ( * )() > qU+q Y2S:  
  { vxl!`$Pi  
typedef Ret result_type; C~c|};&%  
} ; ANlzF& K  
对于单参数函数的版本: j)Y68fKK  
(dQsR sA  
template < typename Ret, typename V1 > ]<:qMLg  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > _g%h:G&^  
  { hZ UnNQ  
typedef Ret result_type; 6a4-VX5  
} ; @0fiui_  
对于双参数函数的版本: Fg^Z g\X3  
3<X*wVi)NN  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 4&wwmAp^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > g%%j"Cz1  
  { f6JC>Np  
typedef Ret result_type; k'PNfx\K  
} ; `c/mmS  
等等。。。 ?.6fVSa  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy o>@9[F,h+  
U%l<48@8  
template < typename Func > _7N^<'B  
struct func_return %]fi;Z  
  { r 9whW;"q  
template < typename T > !"s~dL,7  
  struct result_1 (<ngdf`,  
  { ~zyD=jx P9  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; V@`A:Nc_>  
} ; Z lR2  
CNrK]+>  
template < typename T1, typename T2 > 5v5K}hx  
  struct result_2 'FwNQzzt  
  { uM@ve(8\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; x|U[|i,;  
} ; /}R*'y  
} ; # mW#K  
TA>28/U#  
&0JCZ /e  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 nx|b9W<  
"XWO#,Ue  
template < typename Func, typename aPicker > zz1]6B*eX  
class binder_1 1D2Yued  
  { ,&0iFUwN_  
Func fn; Or"+d 5  
aPicker pk; 7cly{U"  
public : <BhNmEo)2  
E2yL9]K2  
template < typename T > =6< Am  
  struct result_1 t[HA86X  
  { %C~LKs5oH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; k/.a yLq  
} ; !R3ZyZcX  
V^qkHm e  
template < typename T1, typename T2 > .;jp2^  
  struct result_2 m$80D,3  
  { #ByrX\  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; z-`-0@/A$  
} ; GCv*a[8?n  
*."a>?D~  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} T Y*uK  
@Xl/<S&  
template < typename T > ~v^I*/uY  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const BM_Rlcx~  
  { >SaT?k1E  
  return fn(pk(t)); q !Nb-O{  
} * $v`5rP  
template < typename T1, typename T2 > tP0!TkTo9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hp!. P1b  
  { ]97`=,OUg  
  return fn(pk(t1, t2)); 'X/(M<c  
} 7MhN>a;A\  
} ; XS`=8FQ  
$p~X"f?0  
{p)=#Jd`.P  
一目了然不是么? 2y@y<38  
最后实现bind N]7#Q.(~  
}8)iFP&"  
+nm?+ F  
template < typename Func, typename aPicker > \p{$9e;8yT  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ^>tqg^  
  { boWaH}?0'  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ~pve;(e=  
} 5_E,x  
,'^^OLez  
2个以上参数的bind可以同理实现。 j6r.HYX!  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 i[rXs/]  
Lk:Sju  
十一. phoenix v&}^8j  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ,<,#zG[.  
Yb=Z `)  
for_each(v.begin(), v.end(), Lzy Ix!S  
( r E<Ou"  
do_ Ub| -Q  
[ :9f/d;Mo3  
  cout << _1 <<   " , " ?*: mR|=  
] eO?@K$I  
.while_( -- _1), - A)XYz  
cout << var( " \n " ) " UxKG+   
) I%gDqfdL  
); GZk{tTv  
M?m)<vMr*  
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: .C?rToCY  
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 9w08)2$ Na  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 VKb'!Ystl  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 8V(-S,  
$<v{$UOh  
$zYo~5M?i-  
template < typename Cond, typename Actor >  SE D_^  
class do_while D?6ah=:&R  
  { V{+5Fas^l  
Cond cd; iIO_d4Z  
Actor act; &HIG776  
public : U1~6o"1H  
template < typename T > +u]L# ].;  
  struct result_1 HVkq{W|w  
  { %MUh_63bB  
  typedef int result_type; @-H D9h  
} ; _ tO:,%dL  
(Aw!K`0Y1  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Kta7xtu  
4M{]YZMw8  
template < typename T > 6$_//  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A.>TD=Nz  
  { 6O# xV:Uc<  
  do qGH\3g-  
    { )7TuV"  
  act(t); \o2cztl=  
  } NAt; r  
  while (cd(t));  :bBMy\(u  
  return   0 ; SXx;- Ws  
} 3Z-N*bhC  
} ; `zBQ:_3J_  
> cM}M=4s  
ewD=(yr  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). -lNT"9  
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。 cs6I K6wo  
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。 ~n )<L7  
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。 zv[pfD7a  
下面就是产生这个functor的类: +4--Dl?  
MTUJsH\  
/By`FW Y  
template < typename Actor > R<FW?z*  
class do_while_actor +Oa+G.;)o4  
  { NP< {WL#  
Actor act; l7M![Ur  
public : [Adkj  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} QH.zsqf(  
T3#KuiwU9  
template < typename Cond > "{Jq6):mp  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ;  ZXL  
} ; )mvD2]fK  
Tyk\l>S  
]<B@g($  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 6-vQQ-\  
最后,是那个do_ p:@JCsH=  
#V:28[  
=%IBl]Z!"  
class do_while_invoker >;M?f!  
  { 9Vh>ty1|_  
public : whdoG{/  
template < typename Actor > U9:w^t[Pp  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const vh">Z4  
  {  Z?_ t3  
  return do_while_actor < Actor > (act);  Lkl+f~m  
} q]r?s%x  
} do_; byB ESyV!O  
ZuIw4u(9  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? g9K7_T #W  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。  01;  
最后来说说怎么处理break和continue iD-,C`  
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。 u iEAi  
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
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