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
  • 5966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 ;^0ok'P\~9  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 dz/fSA  
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, Cu24xP`  
: fYfXm  
}wv Rs5;o  
Gsy>"T{CY  
  class filler |IzL4>m:;  
  { L / WRVc6  
public : iM:-750n/  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} z(^dwMw}  
} ; .6 0yQ[aE  
NopfL  
nXb_\ 9E  
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: K8BlEF`  
nFGX2|d  
4 Sk@ v  
W|rAn2H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); *dBmb  
P{`fav  
PyHL`PZZ  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 V/"RCqY4  
v*JKLA  
+,ar`:x&a  
,Fkq/h  
二. 战前分析 #`%S[)RT  
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。 A=|a!N/  
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 dQ-g\]d|  
h@ ZC{B  
#Y-_kQV*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); *)^ ZUk  
  /* --------------------------------------------- */ Vb JE zl  
vector < int *> vp( 10 ); !- QB>`7$  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); U*sQ5uq  
/* --------------------------------------------- */ Y`-q[F?\y  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ]|w~{X!b4  
/* --------------------------------------------- */ L1Yj9i  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); m zoH$@  
  /* --------------------------------------------- */ =X[?d/[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); !XI9evJw  
/* --------------------------------------------- */ GtIAsC03  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); )y:))\>  
$J)`Ru6.  
!qlk-0&`  
}u0&>k|y  
看了之后,我们可以思考一些问题: fiSX( 9  
1._1, _2是什么? <GQ=PrT|/  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 gjnEN1T22  
2._1 = 1是在做什么? 'IIa,']H  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 D5bi)@G7z  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 KOXG=P0  
&K[~Ab_  
o::9M_;  
三. 动工 `H*mQERb  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +=|%9%  
tK*y/S  
lcReRcjm  
]=xX_  
template < typename T > oVbs^sbRH  
class assignment A(`Mwh+  
  { |+sAqx1IF  
T value; a x;<idC}  
public : T5T[$%]6  
assignment( const T & v) : value(v) {} T<Zi67QC@  
template < typename T2 > p*YV*Arv  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } DyZ6&*s$  
} ; 0 .T5% _ /  
:cXN Fu\C  
MuzQ z.C  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 *x p_#  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment D[6sy`5l  
y>u |3:z  
7!Im|7Ty  
Em{;l:;(W  
  class holder W}zq9|p  
  { 3bo [34  
public : jll|y0  
template < typename T > N;!!*3a9=  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 8$iHd  
  { 7) RvBcM  
  return assignment < T > (t); OuWRLcJ!  
} "66#F  
} ; J[S!<\_!  
r #w7qEtD  
/6y{ ?0S  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: +N2ILE8[<  
g@/}SJh/>  
  static holder _1; TEj"G7]1$A  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 xy&*s\=:  
wzoT!-_X  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Rd]<591  
而不用手动写一个函数对象。 NzM,0q  
L %ifl:K  
^4\0, >  
e(b$LUV  
四. 问题分析 .V_5q:tu  
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。 Z:x`][vg  
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。 [Ran/D\.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 OBF-U]?Y  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 7'{Vh{.  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 w r,+9uK  
D97 vfC  
五. 问题1:一致性 >X"\+7bw  
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?| uocFOlU0n  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 pSYEC,0B  
SsfC m C  
struct holder #RSUChe7w  
  { D ZH2U+K  
  // fF9hL3h?)  
  template < typename T > Vl<7>  
T &   operator ()( const T & r) const gCVOm-*:  
  { $cm 9xW&  
  return (T & )r; >/%XP_q%`e  
} }rs>B,=*k  
} ; i;|I; 5tC  
a gL@A  
这样的话assignment也必须相应改动: UFj!7gX]  
D eT$4c*:[  
template < typename Left, typename Right > ,TB$D]u8  
class assignment {/aHZ<I&^h  
  { Vr %ef:uVV  
Left l; .XkVdaX  
Right r; 4mX?PKvbn  
public : H<?s[MH[  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -2 8bJ,  
template < typename T2 > hK{<&T  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } f3>DmH#  
} ; ^%LyT!y  
;$4&Qp:#  
同时,holder的operator=也需要改动: 2hryY  
"*MF=VB1  
template < typename T > |}<Gz+E>  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const  AKk&  
  { HN5,MD[  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); qFq$a9w|@  
} WoNY8 8hT  
]-SJ";aU  
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。 "o_'q@.}  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 9v 8^uPA  
#<u;.'R  
return l(rhs) = r; Ra H1aS(  
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。 :l iDoGDi  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: &rX#A@=  
C[#C/@  
template < typename Tp > dq'f >S z}  
class constant_t ;mwnAO  
  { ?*7Mn`  
  const Tp t; -g|ji.  
public : WA:r4V  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} KU]o=\ak%  
template < typename T > P46Q3EE  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ?gjx7TQ?  
  { v#X#F9C  
  return t; .`v%9-5v  
} AR$SQ_4  
} ; )%n $_N n  
MQ0r ln?  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 difX7)\  
下面就可以修改holder的operator=了 _F|}=^Z`  
g+<[1;[-  
template < typename T > r}D#(G$  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const Jo~fri([%Q  
  { ]bpgsW:Xu  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); yq^Ma  
} n%4/@M  
(-&d0a9N  
同时也要修改assignment的operator() +PKsiUJ|  
Y}<%~z#.4  
template < typename T2 > YV@efPy}n  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } B##X94aTT  
现在代码看起来就很一致了。 Z;RUxe|<k  
JAXD\StC  
六. 问题2:链式操作 mF jM6pmo  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 AS;qJ)JfzQ  
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。 |')PQ  
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。 ha 2=O  
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。 %:;g|PC  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct P*VZ$bUe5@  
WLfDXx 2A  
template < typename T > (hQi {  
struct result_1 Z|ZB6gP>h1  
  { e+{lf*"3  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; =]/<Kd}A.  
} ; jF/S2Ty2  
8]R{5RGy  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: n5^57[(  
~<s =yjTu+  
template < typename T > oDi+\0  
struct   ref Qh-:P`CN  
  { n&?)gKL0g  
typedef T & reference; Dh?I   
} ; Z,Us<du  
template < typename T > WjM7s]ZRv  
struct   ref < T &> (+/d*4  
  { NuD|%Ebs  
typedef T & reference; MxKTKBxQ  
} ; ]yZ%wU9!  
*)6\ V}`  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: lmD [Cn  
n 9`]}bnX  
template < typename T > G43r85LO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const {P_7AM  
  { Fkq^2o ]  
  return l(t) = r(t); _nxH;Za  
} T&b_*)=S  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 FoH1O+e  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 c-n/E. E  
e t@:-}  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 #(i pF  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~a&V sC#  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 J|%bRLX@>  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 '\xE56v)F  
最后的布局是: Ot:}Ncq^\O  
                Add B.~] 7H5"(  
              /   \ fmc\Li  
            Divide   5 5$N#=i`V  
            /   \ @h!Z0}d X(  
          _1     3 i.`n^R;N  
似乎一切都解决了?不。 150-'Q  
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。 N fG9a~  
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。 $uyx  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: '=#fELMW  
U"+W)rUd  
template < typename Right > 0.w7S6v|&  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const UOl*wvy  
Right & rt) const }f?[m&<  
  { E]GbLU;TH  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); A~<!@`NjB  
} [(5.?  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 BK6 X)1R  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 } e+`Kxy  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 0`-b57lF&  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 5Pn.c!  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 %DXBl:!Y`  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? A8Fe@$<#8  
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: IM/xBP  
t H.L_< N  
template < class Action > QeuM',6R  
class picker : public Action =|ODa/2 p  
  { [3nWxFz$R  
public : {B4qeG5  
picker( const Action & act) : Action(act) {} g3>>gu#0DC  
  // all the operator overloaded hd~#I<8;2  
} ; vO~  Tx  
CE c(2q+%i  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ]77f`<q<}!  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: rqqd} kA  
&0-oi Y  
template < typename Right > liH#=C8l*%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 'Kbrz  
  { wL="p) TO.  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); t&J A1|q  
} seBmhe5qR  
shH2/.>  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > -n"wXOx3  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 oeZuvPCl  
%N fpEo  
template < typename T >   struct picker_maker /:(A9b-B  
  { .'<K$:8@|  
typedef picker < constant_t < T >   > result; H${LF.8  
} ; Y_+#|]=$B  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'o#oRK{#  
  { QRf>lZP  
typedef picker < T > result; '6&o:t  
} ; Zp~yemERr  
6WG g_x?3  
下面总的结构就有了: TEd 5&Z  
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。 EGQgrwY5  
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。 /r"<:+  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Hcu!bOQ  
至此链式操作完美实现。 d8w3Oz54  
prz COw  
:ZIa   
七. 问题3 &s vg<UZ  
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。 bHv"!  
?{B5gaU9F  
template < typename T1, typename T2 > p8%qU>~+4  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const n-" (~  
  { ka\{?:r,8  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); W3/bM>1  
} $KGMAg/H  
fPUr O  
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: VYkh@j  
Z,E$4Z  
template < typename T1, typename T2 > pQ:^ ziwa3  
struct result_2 1Ng.Ukb  
  { . c+m(Pk  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 0ck3II  
} ; i:0v6d  
k !0O[U  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? g}D)MlXRq  
这个差事就留给了holder自己。 nco.j:  
    hoqZb<:  
`HXv_9  
template < int Order > PD0&ep1h7G  
class holder; bN zb#P#hP  
template <> 208^Yu  
class holder < 1 > l X+~;94  
  { HC6U_d1-6  
public : EXr2d"  
template < typename T > #[{{&sN  
  struct result_1 EpMxq7*  
  { [-_{3qq<e  
  typedef T & result; [_(J8~ va  
} ; nJN-U+)u  
template < typename T1, typename T2 > N knS:r&2  
  struct result_2 ]wU/yc)e  
  { 6Lq`zU^  
  typedef T1 & result; Gd%i?(U,R  
} ; CE`]X;#y  
template < typename T > P>X[}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const F8?2+w@P  
  { '@.6Rd 8  
  return (T & )r; xj>P5\mW#  
} fe/;U=te  
template < typename T1, typename T2 > .b3h?R*&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,X^3.ILz  
  { 8O'bCBhv  
  return (T1 & )r1; >80k5$t  
} : x&R'wX-  
} ; Gc`PO  
H@ 1'El\9  
template <> )tI^2p{  
class holder < 2 > &<98n T  
  { V&nB*U&s"  
public : SZ9Oz-?  
template < typename T > >^jBE''  
  struct result_1 $45|^.b  
  { l'EO@D/M  
  typedef T & result; ]i.N'O<p  
} ; QX<n^W  
template < typename T1, typename T2 > A,<5W }  
  struct result_2 .Q!d[vL  
  { 0>BxS9?w  
  typedef T2 & result; y2_rm   
} ; @^UgdD,BS,  
template < typename T > IAH"vHM  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }S u j=oFp  
  { 8j#S+=l>  
  return (T & )r; 1DB{"8ov  
} V ,p~,rC  
template < typename T1, typename T2 > DlUKhbo$g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Q`9c/vPU  
  { UXBWCo;-  
  return (T2 & )r2; 1,+<|c)T?  
} #MA6eE'R  
} ; sWr;%<K  
p6<JpW5@_  
b_~XTWP$l  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 r&4Xf# QD6  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: =;0-t\w!  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: q!:dZES  
[n[dr@J7v  
return l(i, j) = r(i, j);  U=~?ca  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) *0>`XK$mWo  
[WR"#y  
  return ( int & )i; !YAX.e  
  return ( int & )j; 7?whxi Qs  
最后执行i = j; -4Hb]#*2  
可见,参数被正确的选择了。 Q0R05*  
MWv@]P_0p!  
a -Pz<*  
'Eur[~k  
ev;&n@k_I  
八. 中期总结 `#ruZM066  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: D;> 7y}\  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 v@%4i~N  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ~x,_A>a  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 6AJk6 W^Z  
bs"J]">(N  
EN2t}rua  
4C3_ gm  
Nj4CkMM[3  
]oV{JR]  
九. 简化 D-BT`@~l  
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。 RdPk1?}K  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 i"a3POV>  
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: nm1dd{U6^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 [L+*pW+$\.  
  +-*/&|^等 d78 [(;  
2. 返回引用。 @6'~RD.  
  =,各种复合赋值等 5K1cPU~o_b  
3. 返回固定类型。 O"'xAPQW  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 'd$RNqe  
4. 原样返回。 ts,r,{  
  operator, */M`KPW  
5. 返回解引用的类型。 {nwoJ'-V  
  operator*(单目) {jO+N+Ez9  
6. 返回地址。 L6_%SGY_iE  
  operator&(单目) s<{ Hu0K$  
7. 下表访问返回类型。 (-WRZLOQ  
  operator[] t\ oud{Cv  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 kZG.Id  
  operator<<和operator>> ?) y}HF  
5=C?,1F$A  
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。 !Sn|!:N4  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: x\G%  
=Mx"+/Yo*  
template < typename Left > m*]`/:/X[  
struct value_return 1@p,   
  { $b|LZE\bU.  
template < typename T > ]Kq<U%x$  
  struct result_1 9iG&9tB@  
  { X~jdOaq{F:  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type;  c`xNTr01  
} ; ,)[9RgsE  
b$DiDm  
template < typename T1, typename T2 > U&#` <R_0  
  struct result_2 VP A+/5TW  
  { d2UidDU5qa  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; F NPu  
} ; !*:g??[T  
} ; c7r( &h  
06]3+s{{  
E'a OHSAg  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait hP+4{F*}-  
|s! _;6  
下面我们来剥离functor中的operator() jM$bWtq2  
首先operator里面的代码全是下面的形式: qt@/  
yo#r^iAr  
return l(t) op r(t) ] x)>q  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) AT1cN1:4?  
return op l(t) R/v|ZvI  
return op l(t1, t2) o08g]a  
return l(t) op D@La-K*5  
return l(t1, t2) op veq3t$sj  
return l(t)[r(t)] A8&@Vxdz  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ! :]_-DX  
#$BFTlm|  
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: Cw(e7K7&  
单目: return f(l(t), r(t)); 72Bc0Wg  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); z)C}}NH*!@  
双目: return f(l(t)); #4m5 I="  
return f(l(t1, t2)); i6V$mhL  
下面就是f的实现,以operator/为例 6#U~>r/  
rQ* w3F?:  
struct meta_divide iXm&\.%  
  { &b#d4p6&l  
template < typename T1, typename T2 > U6/7EOW,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) mj'~-$5T  
  { ltuV2.$  
  return t1 / t2; Vx<{cHQQ  
} ;9j ]P56  
} ; ( 3B1X  
Em&3g  
这个工作可以让宏来做: s@{82}f~  
Zeg'\&w0s  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ysOf=~ 1  
template < typename T1, typename T2 > \ [nxYfER7  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 4N,[Gs<7  
以后可以直接用 *Vl#]81~  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Ij(<(y{?Q1  
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 1TTS@\  
(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。。。) W~mo*EJ'^  
f)_<Ih\/7_  
LKvX~68  
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 # QwX|x{  
6c]4(%8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^)9/Wz _x  
class unary_op : public Rettype h/tCve3Z  
  { SOR\oZ7  
    Left l; nqH[ y0  
public : zY\u" '4  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} PFp!T [)  
\YzKEYx+  
template < typename T > : 2%eh  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HjK8y@j  
      { (5jKUQ8Q>  
      return FuncType::execute(l(t)); 7Y@]o=DIc  
    } FL\pgbI  
` 1+*-g^r  
    template < typename T1, typename T2 > 1K3XNHF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /)TeG]Xg  
      { -E\G3/*51  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); /rZk^/'  
    } /4Wf\ Zu  
} ; $EY[CA E  
R8[VD iM6E  
0 8L;u7u  
同样还可以申明一个binary_op &C MBTY#u  
E?+~S M1~  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > PWS8Dpb  
class binary_op : public Rettype N>3{!K>/Y:  
  { R7rM$|n=o  
    Left l; |I1,9ex  
Right r; /b # w.>e  
public : k I`HD  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} I7Kgi3  
:i>LESJq  
template < typename T > Ru`afjc  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5*2hTM!  
      { ?:/J8s [O  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 8US35t:M  
    } ?&0CEfa?  
FMCA~N  
    template < typename T1, typename T2 > W2XWb<QSEV  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /{buFX2"}  
      { yI8 O#  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); @XG1d)sE  
    } eHUyV@  
} ; x=rMjz-`_  
z#RwgSPw6  
MX~h>v3_R4  
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 {G=>WAXo  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 'KmM %tN  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8-+# !]  
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。 ]uhG&: }  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! $xW9))  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 0(c,J$I]Z!  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 kVsX/ ~$  
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$YF0Nc  
下面是修改过的unary_op NUnwf h  
qDG x (d  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > _lI(!tj(  
class unary_op 8Q/cJ+&  
  { Tg O]q4  
Left l; H8"RdKwg?  
  ,+BFpN'  
public : *8qRdI9  
Ow?~+) 4  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} a?Fz&BE  
@}UOm- M  
template < typename T > O(evlci  
  struct result_1 9*j"@Rm  
  { )X#$G?|Hn  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; v89tV9O)  
} ; ~Fvz&dO  
3U?gw!M>  
template < typename T1, typename T2 > "=]'"'B:  
  struct result_2 0KExB{K  
  { =S54p(>  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 7mnO60Z8N  
} ; >Heuf"V  
^K`PYai  
template < typename T1, typename T2 > L7 FFa:#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const I@N/Y{y#  
  { w@P86'< v  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); / tkV/  
} .vmCKZ  
@QJPcF"  
template < typename T > T^8`ji  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 68~]_r.a  
  { 0@' -g^PS  
  return OpClass::execute(lt(t)); D {E,XOi  
} Xl$r720ZJr  
E\4ZUGy0  
} ; ~]%re9jGW  
c;b<z|}z  
f~?5;f:E  
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 Yc[vH=gV}  
好啦,现在才真正完美了。 Tw/7P~*  
现在在picker里面就可以这么添加了: 2bXCFv7}  
3NwdE/x\  
template < typename Right > ,|+{C~Ojx  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const t:.X=/02  
  { siuDg,uqK5  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); U>b.MIBX  
} <!W9E M  
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。 sFfargl  
\SmYxdU'>  
<vg|8-,#m  
NSRY(#3  
MkZoHzg}c  
十. bind Xa}y.qH  
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。 yYJ +vs  
先来分析一下一段例子 }+NlY D:qF  
]*DIn1C^  
&z\?A2Mw%  
int foo( int x, int y) { return x - y;} $\oe}`#o  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 B_c-@kl   
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 AA|G &&1y  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 z2.OR,R}]  
我们来写个简单的。 [mUC7Kpi  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !9C]Fs*`?  
对于函数对象类的版本: *~#`LO  
{R~L7uR @O  
template < typename Func > M1DV9~S  
struct functor_trait Kv5 !cll5  
  { 6XhS g0s  
typedef typename Func::result_type result_type; -k,}LJjo  
} ; ]nS9taEA   
对于无参数函数的版本: O St~P^1  
#R= 6$  
template < typename Ret > g>?,,y6/w  
struct functor_trait < Ret ( * )() > (=53WbOh/t  
  { cpq0' x\  
typedef Ret result_type; ]x_14$rk  
} ; oe_,q&e  
对于单参数函数的版本: Q `h@-6N  
5zJ#d}%}S"  
template < typename Ret, typename V1 > gepYV}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >y@3`u]  
  { (a|Wq{`[  
typedef Ret result_type; \$8p8MP<&D  
} ; x5yZ+`Gc  
对于双参数函数的版本: yle~hL  
a^L'-(  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > w\a9A#v,  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > @:u2{>Yl  
  { 5)K?:7  
typedef Ret result_type; =-uk7uZM  
} ; Y,%G5X@S<  
等等。。。 #0M,g  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy XR)I,@i`'  
KDAZG+u+  
template < typename Func > H?pWyc<,  
struct func_return N;av  
  { `yb,z   
template < typename T > :e4[isI  
  struct result_1 g5~1uU$O  
  { ")qO#b4  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 75H5{#)  
} ; 03y5$kQ  
%lK]m`(  
template < typename T1, typename T2 > 'q*/P&x5  
  struct result_2 Dmk~t="Y  
  { ~gbq^  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; pdR&2fp  
} ; #kEa&Se  
} ;  gY@$g  
KA {Y*m^7  
\tg}K0E?R5  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 _i&awm/U  
OY#=s!] M  
template < typename Func, typename aPicker > S$fCO$bU  
class binder_1 ^sVB:?  
  { T EqCoeR  
Func fn; aSNTm8SYX  
aPicker pk; |(1z ?Spbe  
public : N|WR^MQD  
0 Pa\:^/6  
template < typename T > RiAY>:  
  struct result_1 sJ/?R:  
  { YR/rN,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; n&uD=-  
} ; @k2nID^>  
\c$! C8z  
template < typename T1, typename T2 > 8|p*T&Cn&  
  struct result_2 a?9Ka!O4s  
  { >&N8Du*[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; TL_8c][.4$  
} ; t[cZ|+^]  
1QH5<)Oa  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} {wp"zaa  
DW~< 8  
template < typename T > E MKv)5MH  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const du4Q^-repC  
  { [L@ vC>G  
  return fn(pk(t)); H@,(  
} U.QjB0;  
template < typename T1, typename T2 > KC{ HX?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }<kpvd+ps=  
  { m-No 8)2yA  
  return fn(pk(t1, t2)); =h 2zIcj  
} "S@%d(lg  
} ; ~nG?>  
U_c.Z{lC4  
]`Y;4XR  
一目了然不是么? :X;' 37o#q  
最后实现bind K%A:W  
hK&/A+*  
<$'OSN`!  
template < typename Func, typename aPicker > ]\<^rEU  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) MRdZ'  
  { J@c)SK%2h  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); jE</a %  
} \{[Gdj`  
`8%2F}x}qD  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ;  u0 MY  
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。 $k|k5cP8x  
dRXF5Ox5K}  
十一. phoenix 1x#Z}XG  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: hqVFb.6[  
{?' DZR s  
for_each(v.begin(), v.end(), 2!b+}+:  
( -HU5E>xG  
do_ Pp[?E.]P  
[ ,9W|$2=F  
  cout << _1 <<   " , " G-]ndrTn  
] n`krK"Ii  
.while_( -- _1), d&QB?yLd  
cout << var( " \n " ) D"m]`H  
) @m[r0i0J"  
); 195m0'zda  
N%\!eHxy  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: h$EH|9HAb  
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 {WJ+6!v  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ;|f|d?Q\  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ^F `   
pAo5c4y!4  
c} GH|i  
template < typename Cond, typename Actor > W"_")V=QBz  
class do_while J]A!>|Ic  
  { -Fe) )Y'=  
Cond cd; 2R2ws.}  
Actor act; E hROd  
public : lV-b   
template < typename T > `r:n[N=Y&  
  struct result_1 ShdE!q7  
  { ;{79d8/=  
  typedef int result_type; tB_GEt2M  
} ; ^b]h4z$  
"+iPeRF!hU  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} "RH pj3 si  
Uv~r]P)  
template < typename T > Y9)uy 8c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %OeA"#  
  { db%o3>>e  
  do ]4m;NId  
    { ;x*_h  
  act(t); ~5[#c27E9  
  } |#);^z_  
  while (cd(t)); +pcpb)VL  
  return   0 ; =1noT)gC R  
} ]kQ*t{\  
} ; +,&8U&~`  
ykv,>nSXLL  
k[0Gz  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). |^^'GZ%a  
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。 _H9.A I  
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。 9gFema{U  
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。 &>zzR$#1  
下面就是产生这个functor的类: K]{Y >w  
[eebIJs  
[%M=nJ{8  
template < typename Actor > Wm{Lg0Nr  
class do_while_actor (,wIbwa  
  { ?8AchbK; N  
Actor act; @7Oqp-  
public : )a ov]Ns  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} FA}dKE=c Q  
;by` [)  
template < typename Cond > M<R3JzT  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; _yi`relcq-  
} ; h\#\hx  
u]K&H&AxT  
4NaL#3  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 7JvBzD42  
最后,是那个do_ Cku#[?G  
{k4)f ad\  
/a}F ;^  
class do_while_invoker e5/f%4YX  
  { v803@9@  
public : !2-f%x]tO  
template < typename Actor > _?"P<3/iF  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const lxIo P  
  { s9R#rwIc  
  return do_while_actor < Actor > (act); "]1 !<M6\i  
} I8R#EM%C#  
} do_; s&UuB1   
V*X6 <}  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? OPVF)@"ptM  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 k1l\Rywp  
最后来说说怎么处理break和continue eD4D<\*  
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。 3 q1LIM  
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