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
  • 4621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 Ao9R:|9  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?]O7Ao  
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, JXqr3 Np1  
l$xxrb9P!  
d_z 59  
3=0E!e  
  class filler K^l:MxO-X  
  { Ms^dRe)  
public : ]j<Bo4~Il  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ZWUP^V  
} ; 3gZ8.8q3  
W"q@Qa`Bm  
*OjKc s  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: An`3Ex[  
IE2"rQT  
Orn0Zpp<z  
]T:;Vo  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); f9u^R=Ff[  
hT g<*  
`# P$ ]:  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 S>Yj@L  
S$q =;"  
.Ajzr8P  
R`8@@ }  
二. 战前分析 Guw}=l--YR  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 )cJ#-M2  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 }_'IE1bA  
W_|0y4QOo  
/ ~ %KVe  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .Pndx%X9s  
  /* --------------------------------------------- */ Jju#iwb  
vector < int *> vp( 10 ); r=uN9ro  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); o{qr!*_3  
/* --------------------------------------------- */ [Nm4sI11  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Sjj>#}U  
/* --------------------------------------------- */ =8Jfgq9E  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); =T?}Nt  
  /* --------------------------------------------- */ :M3oUE{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); thlY0XCq,%  
/* --------------------------------------------- */ ;|T!#@j  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &)d$t'7p  
VosZJv=  
f|7\DeY9U  
#N(= 3Cj  
看了之后,我们可以思考一些问题: 4*n#yVb/  
1._1, _2是什么? +n0r0:z0  
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{A}pnjf  
2._1 = 1是在做什么? '@|_OmcY  
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。 1$/MrPT(b  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 &F *' B|n  
82{&# Vc  
5 |0,X<&  
三. 动工 MM_k ]-7  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: #p(h]T32  
Fxs;Fp  
r|Z3$J{^"  
`:8J46or  
template < typename T > pIV-kI:w  
class assignment olB)p$aH#  
  { & F:IIo7  
T value; "Mw[P [w*  
public : PX: '/{V  
assignment( const T & v) : value(v) {} Ks^6.)  
template < typename T2 > Y_&g="`Q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } !l?.5Pm])  
} ; !)"%),>}o  
RcG0 8p.)  
-H^oXeN  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 mYN7kYR}<`  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <#=N m0S$  
/@ !CKh`  
:o-,SrORM  
Ei}/iBG@  
  class holder :K`ESq!8u  
  { RoA?p;]<  
public : W :,4:|3  
template < typename T > 9O` m,t  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const `pf4X/Py  
  { 6oaazB^L  
  return assignment < T > (t); h!~3Dw>,N  
} o+`6LKg;  
} ; l& 4,v  
<U5wB]]  
uzmk6G v  
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: ]wT 7*( Y  
S:4crI  
  static holder _1; `e9$,h|4  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Q?ahr~qo  
 B[=(#W  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); geQ{EwO8n  
而不用手动写一个函数对象。 gTgMqvt  
F>tQn4  
h5%<+D<  
(Fq5IGs  
四. 问题分析 @2pu^k^  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 C*U'~qRK  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ;k"Bse!/  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 iLP7!j  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Tus}\0/i>  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 |b-9b&  
q{s(.Uq$&  
五. 问题1:一致性 0q>P~] Ow  
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?| D']ZlB 'K  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 bwVPtu`  
yKYUsp  
struct holder 5>3}_  
  { d(vsE%/!  
  // EXP%Mk/  
  template < typename T > U4m9e|/H;z  
T &   operator ()( const T & r) const {Q+gZcu  
  { )1N 54FNO  
  return (T & )r; +iRq8aS_  
} .Ha'p.  
} ; A+y  
;\EiM;Q]  
这样的话assignment也必须相应改动: WZOY)>K  
l"\~yNgk  
template < typename Left, typename Right > ]k9)G*  
class assignment mNmLyU=d  
  { q@b|F-  
Left l; \V9Z #>  
Right r; -.g|l\  
public : NCxqh<  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} RoCfJ65  
template < typename T2 > ;Yi4Xva@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 3qY K_M^[  
} ; y=In?QN{6*  
M?=;JJ:  
同时,holder的operator=也需要改动: da1]mb=4 5  
GN KF&M  
template < typename T > OB[o2G<0  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 'n<iU st  
  { nz9DLAt  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); /C/id)h>  
} )p!7 #v/@f  
jiF?fX@  
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。 U4 13?Pe  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 D:Q 21Ch  
IbcZ@'RSw  
return l(rhs) = r; )tCX y4  
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。 -n'F v@U  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: nW;g28  
aM7uBx\8 5  
template < typename Tp > ix#epuN  
class constant_t m*$|GW9  
  { yLsz8j-QJ  
  const Tp t; V5p= mmnA,  
public : n}s~+USZX  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3Tn)Z1o  
template < typename T > 5 H#W[^s"  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const YeF1C/'hy  
  { GTHkY*  
  return t; `R"I;qV  
} VCtH%v#S;.  
} ; PjN =k;  
-s9P 8W  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 7}*6#KRG  
下面就可以修改holder的operator=了 6U^\{<h_c  
9;?UvOI;  
template < typename T > 54rkC/B>  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 97K[(KE  
  { ljK rj  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); a>mm+L 8y  
} $lhC{&tBV  
Q,&/V_  
同时也要修改assignment的operator() e^ lWR]v  
]v#r4Ert  
template < typename T2 > u_7~TE3W  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } *>VVt8*Et  
现在代码看起来就很一致了。 YC_1Ks  
&W f3~hmo  
六. 问题2:链式操作 'R&uD~Q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Yq(G;mjM  
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。 /m!Cc/Hv  
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。 Z3!f^vAi&  
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。 bFA!=uvA  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct LN_xq&.  
0oEOre3^%  
template < typename T > z&V+#Ws/  
struct result_1 PQ@L+],C  
  { kNqH zo  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; [o*7FEM|<  
} ; L28*1]\Jh  
c{[q>@y pK  
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: A>{p2?`+!  
Fq9Q+RNMZL  
template < typename T > zD3mX<sw  
struct   ref 9<K j6t_  
  { l3nrEk  
typedef T & reference; }8;[O 9  
} ; V'w@rc\XN  
template < typename T > P;pl,~  
struct   ref < T &> 2< hAa9y  
  { 3BpZX`l*p  
typedef T & reference; =TqQbadp  
} ; yjJ5P`j]  
vP+@z-O  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: D5~n/.B"  
/x{s5P 3  
template < typename T > Py`N4y ~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const erO>1 ,4S  
  { GWvH[0  
  return l(t) = r(t); J<Pw+6B~  
} L.]$6Q0  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 &sF^Fgg{  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 G<M:Ak+~  
s&GJW@ |  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 nk3y"ne7  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: *Sh^ J+j  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 nNXgW  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 *'"^NSJ  
最后的布局是: <, 3ROo76  
                Add c^`]`xiX  
              /   \ %7O?JI [  
            Divide   5 A{B/lX)  
            /   \ XNgDf3T  
          _1     3 w>b-} t  
似乎一切都解决了?不。 JJRK7\~$  
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。 #lU9yv  
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。 ]:34kE}e5  
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: kp\\"+,VC  
t\$U`V)  
template < typename Right > T)\"Xj  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const k? Xc  
Right & rt) const 3OM2Y_  
  { /t-fjB{=G  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); vd6l7"0/  
} H~ u[3LQz  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 6=N`wi  
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\}?(uO  
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。 >[6{LAe~hp  
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。 a6kV!,.U  
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。 <'G~8tA%v  
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? Xv@SxS-5l  
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: L4L2O7  
r]ShZBAbYp  
template < class Action > U.{l;EL:T  
class picker : public Action Ma| qHg  
  { I}2P>)K  
public : P9T5L<5  
picker( const Action & act) : Action(act) {} .Yw'oYnS  
  // all the operator overloaded V(Yxh+KU  
} ; 16SOIT  
[=%TnT+^9  
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。 _20#2i&  
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: i_][P TH  
w{k)XY40sW  
template < typename Right > dJ?XPo"Cm=  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const y< C<_2  
  { cQ:"-!ff  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); gT/@dVV  
} RmrL^asg  
yz2Ci0Dwy  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > :iR \%  
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。 !gnj]k&/c  
o->\vlbD  
template < typename T >   struct picker_maker $Ci0I+5w  
  { X,8<oX1r  
typedef picker < constant_t < T >   > result; TPhTaKCio  
} ; _ pO`  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > H'F6$ypoS  
  { >%E([:$A  
typedef picker < T > result; b3YO!cJ  
} ; |y<),j6  
5d@t7[]  
下面总的结构就有了: ()sTb>L  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 JY!l!xH(6  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 7=]i~7uy  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 flgRpXt  
至此链式操作完美实现。 wM[~2C=vx  
m*X[ Jtr  
'B0{U4?   
七. 问题3 |w}xl'>q  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 _tr<}PnZ  
U}SXJH&&E  
template < typename T1, typename T2 > a(]`F(L  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L !4t[hhe=  
  { #"fJa:IYG7  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); ob_I]~^I?|  
} fIF<g@s  
r}yG0c,  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: %r)avI  
F_uY{bg  
template < typename T1, typename T2 > 3?E8\^N\n  
struct result_2 lt$zA%`odc  
  { . |*f!w}5  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; H UoyLy  
} ; !6&W,0<  
`MP|Ovns:H  
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? ,@z4I0cTi\  
这个差事就留给了holder自己。 2FD=lR?6  
    v}^5Rp&m  
22(*J<  
template < int Order > BK,sc'b  
class holder; l<(Y_PE:  
template <> ":3 VJ(eY  
class holder < 1 > N)% ;jh:T  
  { yk2!8  
public : 97!>%d[0  
template < typename T > W(fr<<hL  
  struct result_1 l8K5k:XCU3  
  { 27ckdyQx  
  typedef T & result; X}P$emr7  
} ; >ds%].$-\  
template < typename T1, typename T2 > 0tk#Gs[  
  struct result_2 V Cy5JH  
  { I &*_,d  
  typedef T1 & result; g fU-"VpHE  
} ; &/.hx(#d  
template < typename T > VE2tq k%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ;DnUQj  
  { c^8o~K>w84  
  return (T & )r; +*oS((0s  
} d +iR/Ssc  
template < typename T1, typename T2 > /9y aW7w  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const S'~o,`xy  
  { <*H^(0  
  return (T1 & )r1; uR6w|e`  
} t]1ubt2W  
} ; m"c :"I6  
TaJB4zB  
template <> 4(?G6y)  
class holder < 2 > <b+[<@wS  
  { /RLq>#:h**  
public : `nR%Cav,U  
template < typename T > t<:D@J]a  
  struct result_1 /W#O +  
  { 3>z[PPw  
  typedef T & result; ;evCW$G=  
} ; 0e["]Tlnm  
template < typename T1, typename T2 > l6[lJ0Y  
  struct result_2 \F,DA"K_  
  { $3=:E36K  
  typedef T2 & result; iNCX:Y  
} ; v}J;ZIb  
template < typename T > Hg}I]!B  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const {mE! Vf  
  { p<WFqLe(":  
  return (T & )r; 7=4A;Ybq  
} VVWM9x  
template < typename T1, typename T2 > q&'Lbxc>c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const /.5;in  
  { k6IG+:s  
  return (T2 & )r2;  V[pvJ(  
} C-P06Q]  
} ; 2=PBxDs;  
ghk5rl$   
e`{0d{Nd  
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> >。 | P6EO22p  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: i`%.  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ;)DzC c/  
z}}]jR \y?  
return l(i, j) = r(i, j); ]Gc3Ea;4  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) g( 0;[#@  
P 2n2 Qt2  
  return ( int & )i; MrE<vw@he  
  return ( int & )j; Ni[4OR$-O  
最后执行i = j; UkR3}{i  
可见,参数被正确的选择了。 guN4-gGDr<  
)Du -_Z  
.&,[,  
ST1Ts5I  
 *2u E  
八. 中期总结 8dT'xuch  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: rlok%Rt4Z  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }\v^+scD  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 5IMSNGS  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor {g/wY%u=  
hN`gB#N3  
r -f  
0rMqWP  
.")b?#K  
PB~_I=  
九. 简化 &yH#s 8^8  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 nR5bs;gk"  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 5{ >0eFzG  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 0yof u  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 i%(yk#=V  
  +-*/&|^等 `rWB`q|i<  
2. 返回引用。 CKARg8o  
  =,各种复合赋值等 6i@ub%qq  
3. 返回固定类型。 4 9w=kzo  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) YaFcz$GE_  
4. 原样返回。 -oBI+v&  
  operator, AfWl6a?T8:  
5. 返回解引用的类型。 rb_Z5T  
  operator*(单目)  :q2YBa  
6. 返回地址。 K, (65>86;  
  operator&(单目) 993d/z|DX  
7. 下表访问返回类型。 Y4~vC[$ x'  
  operator[] i|2$8G3  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \3NS>v[1  
  operator<<和operator>> I"!'AI-  
":WYcaSi  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 *d*oS7  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: xcSR{IZ  
>7-y#SkXdo  
template < typename Left > UC9{m252  
struct value_return !y vJpdsof  
  { p?myuNd[  
template < typename T > q@Kk\m  
  struct result_1 @[r={s\  
  { dt-K  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; QJ<[Zx  
} ; kJ8vKcc  
yuNfhK/#r  
template < typename T1, typename T2 > 0M!0JJy#*  
  struct result_2 OAok  
  { 4]6Qr  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; GAU!_M5N  
} ; HCc`  
} ; \y*j4 0  
vj3isI4lU  
*C_[jk@6  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1)U} i ^  
qc0 B<,x7  
下面我们来剥离functor中的operator() )1_(>|@oi  
首先operator里面的代码全是下面的形式: aW`dFitpM  
7Dl%UG]  
return l(t) op r(t) <ZrFOb  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) hPPB45^  
return op l(t) kME^tpji  
return op l(t1, t2) P3$,ca'  
return l(t) op G ]lvHD  
return l(t1, t2) op : ej_D}  
return l(t)[r(t)] AP@<r  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 3i(Jon/p  
uu3M{*}  
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`~~+6`J  
单目: return f(l(t), r(t)); + zDc  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6$z'wy/*  
双目: return f(l(t)); 4g!7 4a  
return f(l(t1, t2)); F!R2_89iy  
下面就是f的实现,以operator/为例 " dT>KQ  
!Zj#.6c9  
struct meta_divide *tG11gR,&  
  { {&`VGXG  
template < typename T1, typename T2 > n!?r }n8  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 6PJ'lA;*b  
  { ('HxHOh2  
  return t1 / t2; t&pGQ  
} hZ o5p&b  
} ; \1{_lynD  
k#jm7 +  
这个工作可以让宏来做: Cgo XZX  
Gt'/D>FE0  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ U9F6d!:L7A  
template < typename T1, typename T2 > \ sS'{QIRC'  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ++k J\N{  
以后可以直接用 ]-EN/V  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) lbofF==(  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 z `@z  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 82 .HH5Z{  
gUb "3g0  
C M^r|4 K  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 >Qk97we'9  
ER2V*,n@  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 7V/Zr  
class unary_op : public Rettype I}ndRDz[  
  { IdmD.k0pJ  
    Left l; }+JLn%H)  
public : AgCs;k&IG  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} >.@MR<H#5  
U2=hSzY  
template < typename T > ax]9QrA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const @|'Z@>!/pV  
      { wNR=?Z~  
      return FuncType::execute(l(t)); /gX%ABmS  
    } ebD{ pc`&  
%\l0-RA@<  
    template < typename T1, typename T2 > &&*wmnWCS{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [[$Mh_MD  
      { dL(4mR8  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); D0KELA cY  
    } ]eD[4Y\#t  
} ; }M="oN~w  
YZ{;%&rB  
d>~`j8,B  
同样还可以申明一个binary_op e~*S4dKR  
Ss+F9J  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > LiF.w:}  
class binary_op : public Rettype ^Wk0*.wg  
  { R1~7F{FW  
    Left l; BMF3XcH~G  
Right r; ',%5mF3j  
public : b2W;|  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} J:[3;Z  
@NBXyC8,Z  
template < typename T > E~qK&7+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Upu%.[7  
      { /:^tc/5U ]  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); h4hd<,  
    } #W.bZ]&WA  
;wp W2%&  
    template < typename T1, typename T2 > R<t&F\>  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8db6(Q~P  
      { *eMLbU7  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); P0Aas)!  
    } 83X/"2-K  
} ; 75PS^5T,  
oX2r?.j#M  
)y5iH){ !  
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 FmR\`yY_,  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 lej^gxj/2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Wl?<c uw00  
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。 -IGMl_s  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ;Xz(B4N~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。。。 aTi0bQW{  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 `yy%<&  
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) <'VA=orD  
下面是修改过的unary_op /^NJ)9IB  
x={kjym L  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType >  hgNY[,  
class unary_op ;A`IYRzt  
  { *-+C<2"  
Left l; ,Z >JvTnH  
  OrzM hQaf  
public : r';Hxa '  
I<IC-k"Y  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} McO@p=M  
hLCsQYNDU  
template < typename T > O#A8t<f|M  
  struct result_1 0,+EV,  
  { g521Wdtnn  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; rE9Ta8j6  
} ; .Ydr[  
@<0h"i x  
template < typename T1, typename T2 > $HP/c Ku  
  struct result_2 #vnefIcBf  
  { <d3PDO@w/  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4,o %e,z  
} ; `e4o1 *  
ZE{aS4c  
template < typename T1, typename T2 > JvT %R`i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N;e}dwh&  
  { /vMQF+  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); jo]m1 2ps  
} PV5-^Y"v  
&II JKn|_  
template < typename T > D:+)uX}MOf  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const S5zpUF=  
  { CD*f4I#d  
  return OpClass::execute(lt(t)); f6@^ Mg  
} +qE,<c}}  
p`shY yE  
} ; )zo#1$C-  
= E##},N"  
L.R"~3  
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 mYzsT Uq  
好啦,现在才真正完美了。 oUnq"]  
现在在picker里面就可以这么添加了: -Y5YCY!`  
d<e+__ 2  
template < typename Right > $K5ni{M;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 7[(Lrx.pM  
  { * [iity  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); `two|gX0K  
} IptB.bYc  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ^\xCqVk_R  
3RBpbTNWp  
N[- %0  
nL "g23  
0[_O+u  
十. bind 9/@FADh  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ~Rx~g  
先来分析一下一段例子 BYhmJC|  
PmuEL@'^ U  
N` @W%  
int foo( int x, int y) { return x - y;} =*@MQ  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 4f_ZY5=  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 fU\k?'x_  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 fzq'S]+  
我们来写个简单的。 5WrIg(l  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: O6*'gnke  
对于函数对象类的版本: * ePDc'   
\<0G kp  
template < typename Func > FN{H\W1cf  
struct functor_trait (**-"o]HH  
  { ::^qy^n  
typedef typename Func::result_type result_type; <DA{\'jJ  
} ; 1R^XWAb  
对于无参数函数的版本: nsM>%+o  
ze#rYNvo/  
template < typename Ret > 'Qp&,xK  
struct functor_trait < Ret ( * )() > \}]=?}(  
  { 9&|12x$  
typedef Ret result_type; wdN>KS2!  
} ; :pL1F)-*  
对于单参数函数的版本: bUY:XmA  
#U\&i`  
template < typename Ret, typename V1 > Huc3|~9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > YD0vfwh  
  { yBXkN&1=%;  
typedef Ret result_type; =|j*VF2y"  
} ; Zi2Eu4p l{  
对于双参数函数的版本: =H.<"7  
E-5ij,bHv3  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ntA[[OIFO  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <=5,(a5g  
  { ;W$w=j: O{  
typedef Ret result_type; CWobvR)e  
} ; &V ^  
等等。。。 Xy3g(x]  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Y%n{`9=  
)sqp7["-  
template < typename Func > : pE-{3I  
struct func_return + Tgy,oD0  
  { F1{?]>G  
template < typename T > H`+]dXLB  
  struct result_1 r-1yJ  
  { B^_$ hJncc  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; A$H+4L  
} ; nsr _\F\  
@4W\RwD  
template < typename T1, typename T2 > di)noQXkB-  
  struct result_2 L:k@BCQM  
  { 7>W+Uq  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; x0AqhT5}  
} ; O|^6UH  
} ; 4X(1   
'aSZ!R  
_^ CQ*+F  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 z$8e6*  
ZPxOds1m  
template < typename Func, typename aPicker > :3E8`q~c1  
class binder_1 3Aqe;Wf9%+  
  { >ji}j~cH  
Func fn; ]`CKQ> o  
aPicker pk; b6?Xo/lJ.  
public : eJVOVPg<,  
Z7KB?1{G  
template < typename T > b& _i/n(  
  struct result_1 ~PH1|h6  
  { V fE^g\Ia  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 7Dx .;  
} ; |RvpEy7 6  
$fj"*   
template < typename T1, typename T2 > Hjo:;s  
  struct result_2 };VGH/}&s  
  { ^~YmLI4  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7y)|^4X2  
} ; :`Zl\!]E`o  
iC5JU&l  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} t<EX#_i,  
/FNj|7s  
template < typename T > yo Q?lh  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !,-qn)b  
  { Li<266#A!  
  return fn(pk(t)); UmP?}Xw6  
} fDm}J  
template < typename T1, typename T2 > u[6`Jr~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (-G(^Tn  
  { j .yr 5%  
  return fn(pk(t1, t2)); oN1wrf}Sh  
} l66ipgw_^I  
} ; no\}aTx  
d@q t%r3;  
m;tY(kO  
一目了然不是么? |]]pHC_/W  
最后实现bind At^DY!3vx  
NGb! 7Mu9  
S#%JSQo:  
template < typename Func, typename aPicker > @gl%A&a  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) MCWG*~f  
  { RZ,<D I  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); i5~ /+~  
} {]/Jk07  
Q,M/R6i-  
2个以上参数的bind可以同理实现。 2dV\=vd  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 #9W5  
PUFW^"LV  
十一. phoenix .o,51dn+ s  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ekk&TTp#  
?` ZGM  
for_each(v.begin(), v.end(), ZC\.};.  
( hz~CW-47  
do_ 5+Zx-oWq_  
[ EuimZW\V  
  cout << _1 <<   " , " &0<R:K?>N  
] 7yCx !P;  
.while_( -- _1), 9|kEq>d  
cout << var( " \n " ) %N_S/V0`  
) Ll E_{||h  
); G~$M"@Q7N  
li'1RKr  
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: 1-Wnc'(OK  
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 W0?Y%Da(4m  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 J'Mgj$T $  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 5)zh@aJ@  
IkXKt8`YVA  
|EEz>ci  
template < typename Cond, typename Actor > '>WuukC  
class do_while Xy8ie:D  
  { @v-)|8GdY  
Cond cd; X=c ,`&^  
Actor act; m=y,_Pz>U  
public : z1KC$~{O  
template < typename T > $^+KR]\q  
  struct result_1 z?) RF[  
  { *$Wx*Jo  
  typedef int result_type; $X\` 7`v  
} ; 63dtO{:4  
2Z9gOd<M~  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} G|Yp <W%o  
n~>CE"q  
template < typename T > ~aq?Kk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2] wf`9ZH  
  { Q{|'g5(O  
  do `::(jW.KO  
    { UeiJhH,u   
  act(t); iKEKk\j-w  
  } L"vG:Mq@D  
  while (cd(t)); ^)P5(fJ  
  return   0 ; I8oKa$RF  
} i^V4N4ux]  
} ; '*{Rn7B5  
1X_!%Z  
s1b\I6&:J  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). -N!soJ<  
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。 `&Of82*w  
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。 aKU8" 5  
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。 cM'[;u  
下面就是产生这个functor的类: RknSWuFKt  
Gqz)='  
J<:D~@qq  
template < typename Actor > :bF2b..XOu  
class do_while_actor uXW. (x7"f  
  { i$<v*$.o  
Actor act; U,3K6AZA 7  
public : nsw8[pk  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} )^@V*$D  
ScmzbDu  
template < typename Cond > D'hr\C^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; z8[|LF-dx  
} ; h] TVi$J  
6!PX! UkF  
bIl0rx[`  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ]]QCJf@p  
最后,是那个do_ {_N(S]Z  
4)Wzj4qW  
0+`*8G)  
class do_while_invoker !Fs) "?  
  { 91Sb= 9  
public : <u% e*  
template < typename Actor > [B;Ek \5W  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const M#<fh:>  
  { ZaV66Y>  
  return do_while_actor < Actor > (act); !_z>w6uR  
} FJH8O7  
} do_; c] 9CN  
k yA(m;r  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ill'K Py  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ED_5V@  
最后来说说怎么处理break和continue T7nX8{l[RG  
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\Q**m2XP  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八