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
  • 5450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 !&8HA   
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 :7Smsc"B!  
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, b'5L|1d  
#[aHKq:?b  
;bxL$1  
K trR+ :  
  class filler -H(\[{3{V  
  { x9B{|+tIoc  
public : zz~AoX7V6  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} SLMnEtyTS  
} ; *wVWyC  
C@Fk  
@{y[2M} %]  
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: CHX- 4-84{  
bB`p-1  
VOK0)O>&  
b63tjqk  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 1'>wrGr  
Fj~,>   
mU3 @|a/@0  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 PQFr4EY?i  
.q^+llM  
/kKF|Hg`c  
nd)bRB  
二. 战前分析 +8\1.vY  
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。 x^ruPiH  
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 +)eI8o0#  
Nn%[J+F  
^dF?MQA<@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Z_qOQ%l  
  /* --------------------------------------------- */ vw/L|b7G  
vector < int *> vp( 10 ); tEXY>=  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); i{ " g 7  
/* --------------------------------------------- */ |wFfVDp  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); `"* ]C  
/* --------------------------------------------- */ ClvqI"Rd  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); L)`SNN\ipR  
  /* --------------------------------------------- */ ?i8a)!U  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); [9S?  
/* --------------------------------------------- */ ' *6S0zt  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); @1UC9}>  
@d]a#ypU  
DiLZ5^`]  
I Y='tw  
看了之后,我们可以思考一些问题: n%J {Tcn6  
1._1, _2是什么? RZ#~^5DiO  
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。 xy$agt>j>  
2._1 = 1是在做什么? -N3fhW#)  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 V"T48~Ue  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 I#m0n%-[  
nYc8+5CcK'  
g]hTz)8fF  
三. 动工 Xj^Hy"HC^~  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: '8$*gIQ8  
E~y@ue:  
1D6F WYV8  
[Pnk@jIk4  
template < typename T > _4]GP3`  
class assignment l,pI~A`w_  
  { X_6h8n}i  
T value; \ LQ?s)~  
public : 6!eI=h2P  
assignment( const T & v) : value(v) {} "?<$>\@; q  
template < typename T2 > lLb"><8a  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } P'dH*}H  
} ; Q,.[y"m9Y.  
dF?:&oP]  
sKvz<7pag  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 sfv{z!mo  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment <ETR6r  
d0Jaa1b~O  
SGuLL+|W#8  
f""+jc1  
  class holder cM= ? {W7~  
  { |NsrO8H   
public : aOj(=s  
template < typename T > 9F&s9(=\  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const c%N8|!e  
  { P}AfXgr  
  return assignment < T > (t); -f+U:/'.>v  
} ,'KQFC   
} ; <u 'q._m  
|N{?LKR %  
_qZ?|;o^  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: HFr#Ql>g  
=Qa*-*  
  static holder _1; X~`<ik{q  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 lBbUA)z6  
Z;nbnRz  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 'D B4po.   
而不用手动写一个函数对象。 Xlw8> .\  
6WN1D W  
/n9yv  
zj?^,\{A  
四. 问题分析 wcdD i[E>i  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 w;RG*rv  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 \sUk71L` j  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 -t<8)9q(  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 E7_)P>aS5  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 : " ([i"  
Vz"Ja  
五. 问题1:一致性 K,VN?t <h  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| ) N8 [@  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8b^v@|)N  
xS4B"/  
struct holder A 11w{`EM  
  { &s +DK `  
  // <rO0t9OH  
  template < typename T > DQ<{FN  
T &   operator ()( const T & r) const DH#n7s'b  
  { 9{{|P=  
  return (T & )r; _o 2pyV&  
} _;;'/rs j  
} ; tP?pN]Q$,  
t3~ZGOn  
这样的话assignment也必须相应改动: <`B4+:;w6  
|Ew~3-u!  
template < typename Left, typename Right > ^* xhbM;  
class assignment HF3W,eaqK  
  { "|2|Vju%  
Left l; f`8]4ms"  
Right r; R::0.*FF  
public : /``4!jU  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *K{-J*   
template < typename T2 > nK@RFU6  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Q\P?[i]  
} ; 0I8w'/s_g9  
rQ^X3J*`  
同时,holder的operator=也需要改动: =Me94w>G3X  
V/=NIeSE  
template < typename T > {Z529Ns  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const :GXD-6}^|  
  { (BB&ZUdyv  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); KxEy N(n  
} S(K}.C1x  
DNP %]{J  
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。 |C\%H R  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 zyznFiE  
zL1*w@6  
return l(rhs) = r; y+ZRh?2  
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。 <Ae1YHUY  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: :'L^zGf  
MH"{N "|  
template < typename Tp > Mw0Kg9M  
class constant_t VSK!Pc.G}  
  { v<*ga7'S  
  const Tp t; 1eg/<4]hA  
public : xKilTh_.6  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} -,M*j|   
template < typename T > M^i^_}~S;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ;1S~'B&1Q  
  { Mr5E\~K>s  
  return t; @~4Q\^;NX  
} e?Pzhh a  
} ; F,t ,Ja  
Fk:yj 4'  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %gF; A*  
下面就可以修改holder的operator=了 j k%MP6  
.{cka]9WJz  
template < typename T > $VWeo#b  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const H5L~[\ 5t  
  { VtNY~  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :YL`GSl  
} kRCuc}:SB  
*, /ADtL  
同时也要修改assignment的operator() u7rA8u|TO  
w]4=uL6  
template < typename T2 > g]'RwI  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } oKl^Ttr  
现在代码看起来就很一致了。 TRQ@=.  
[ n[!RddY  
六. 问题2:链式操作 9?VyF'r=  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ]Iku(<*Ya  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 9#:b+Amzz  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ! xU1[,9  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ]et4B+=i  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct q*^Y8s~3I  
d?j_L`?+  
template < typename T > ~0mO<0~  
struct result_1 -`z`K08sT  
  { d)'am 3Q  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; F %OA  
} ; D1&%N{  
P'.M.I@  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 9<0p1WO  
.hYrE5\-  
template < typename T > `+IB;G1  
struct   ref 6g/ <FM  
  { 2>l =oXq  
typedef T & reference; ~$#"'Tl4J  
} ; =B}a +0u!  
template < typename T > #WBlEVx;Z  
struct   ref < T &> _JlbVe[<  
  { taS2b#6\+  
typedef T & reference; BPp`r_m8w}  
} ; 0?)U?=>]p  
8.-0_C*U;  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: w\ hl2JTy  
pYtG%<  
template < typename T > }b9"&io  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const (x} >tm  
  { L*k[Vc  
  return l(t) = r(t); sSisO?F!Z  
} e:SBX/\j  
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。 [dG&"%5vD  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Y\7>>?  
9:|z^r  
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 AlW0GK=N-p  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: V SJGp`  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 @ ;%+Ms  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Eei"baw/  
最后的布局是: sFqLxSo_I  
                Add cC{eu[ XW  
              /   \ Ls8@@b,t2  
            Divide   5 )ZxDfRjL  
            /   \ Xb0$BAP  
          _1     3 72hN%l   
似乎一切都解决了?不。 hE|Z~5\Y,>  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 (w31W[V'#  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 Ekb9=/  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: `1|#Za~e  
*R] Ob9X  
template < typename Right > .Dn.|A  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const pmm?Fq!s=  
Right & rt) const U} EaV<  
  { ^Eu]i  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 4uQ\JD(*Eu  
} CqMm'6;$a}  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 <Fkm7ME]  
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。 @Q!Jzw#B  
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。 bSOxM /N  
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。 gbb2!q6p  
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。  %+\ PN  
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? ==zt)s.G(+  
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: =o N(1k^  
2K^D%U  
template < class Action > sVk+E'q  
class picker : public Action W[pOLc-  
  { I r8,=  
public : .hBq1p  
picker( const Action & act) : Action(act) {} G?:{9. (  
  // all the operator overloaded Yt]tRqrh;T  
} ; BMubN   
~%SmH [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。 RCXm< /  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: L-B"P&  
xvP=i/SO  
template < typename Right > l(c2 B  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const "Di27Rq  
  { :O`7kZ]=n  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~d0:>8zQR  
} OT1  
@ |bN[XL  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 9YpgzCx Z  
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。 4@2<dw|*h  
bsfYz  
template < typename T >   struct picker_maker  {{hp;&x  
  { B,Pbm|U1  
typedef picker < constant_t < T >   > result; U GA_^?4  
} ; `pMI @"m  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > h |Ofi  
  { gYeKeW3)  
typedef picker < T > result; ]!7 %)  
} ; oRf.34  
N>R\,n|I  
下面总的结构就有了: 9+:SS1_  
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。 {e'P* j  
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] h>Bb  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 mf~Joluc J  
至此链式操作完美实现。 j,DF' h  
<x QvS^|[  
JD`IPQb~E  
七. 问题3 xq6 eu 9   
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。 R07]{  
AnF"+<  
template < typename T1, typename T2 > zd%n)jlwR  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4>x$I9^Y!  
  { 0+-"9pED>E  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);  lu_kir~  
} QN4{xf:}S  
'E\/H17  
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: -yP|CZM  
<{ER#}b:O  
template < typename T1, typename T2 > 2X X-  
struct result_2 CF,-l B  
  { (Q]Ww_r~  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; tPp9=e2[s  
} ; n-"(lWcp  
&i(\g7%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? 1>c^-"#e^  
这个差事就留给了holder自己。 J-UqH3({Z,  
    Cs!z3QU  
{6I)6}w!k  
template < int Order > &@v&5EXOw  
class holder; yG' 5:  
template <> \CU-a`n  
class holder < 1 > La2f]+sV  
  { s![Di  
public : }5Zmc6S{  
template < typename T > #+"1">l  
  struct result_1 o8 B$6w:_  
  { .5^7Jwh  
  typedef T & result; 5cF7w  
} ; QmKEl|/{u  
template < typename T1, typename T2 > e0"80"D  
  struct result_2 N,3 )`Vm  
  { DqJzsk'd3  
  typedef T1 & result; ;hgRMkmz4<  
} ; qo*%S  
template < typename T > B*@0l:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S4Q fx6:~h  
  { UfkQG`G9H  
  return (T & )r; Hk 0RT%PK  
} {3* Ne /  
template < typename T1, typename T2 > r`\6+Ntb.  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Ajm  
  { j5:/Gl8  
  return (T1 & )r1; 4=nh' U38  
} 8C=8Wjm  
} ; gq7l>vT.  
;u?L>(b  
template <> A4tb>O M  
class holder < 2 > oazY?E]}3  
  { 5M&<tj/[a0  
public : 6no&2a|D  
template < typename T >  ~LF/wx>  
  struct result_1 [*K.9}+G_  
  { 4T>d%Tt+)  
  typedef T & result; =c ;.cW  
} ; 8b[<:{[YB  
template < typename T1, typename T2 > Z]SUr`Z  
  struct result_2 m4on<5s/  
  { +zg3/C4 S  
  typedef T2 & result; wZg~k\_lF  
} ; {00Qg{;K|  
template < typename T > 8zO;=R A7%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const X/f?=U  
  { P,s>xM  
  return (T & )r; M nnVk=  
} WkMB  
template < typename T1, typename T2 > P_.zp5>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const o_sb+Vn|  
  { $/kZKoF{f  
  return (T2 & )r2; "rnVPHnQR  
} W|L#Q/ RX  
} ; !!<H*9]+W;  
3kavzB[  
v05$"Ig  
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> >。 _Wtwh0[r*  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: gX~lYdA  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ?&JK q^9\I  
`sLD>@m  
return l(i, j) = r(i, j); $}t;c62  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) XD%GNZ  
Q%QIr  
  return ( int & )i; IP!`;?T=  
  return ( int & )j; Y~B-dx'V  
最后执行i = j; d$HPpi1LL  
可见,参数被正确的选择了。 ATF>"Ux  
w\1K.j=>|N  
lNo]]a+_  
x"P@[T  
qK)T#sh  
八. 中期总结 g!;a5p6  
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: gn:&akg  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 P>hR${KE  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Hy b_> n  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor fp?/Dg"49.  
C.RXQ`-P}  
!}hG|Y6s  
' 7H"ezt  
/pWKV>tjj  
h,ipQ>  
九. 简化 8'Iei78Ov  
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。 O$7r)B6Cs  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 +yxL}=4s  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: pwVaSnre`  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 39bw,lRPV  
  +-*/&|^等 @2~;)*  
2. 返回引用。 M Al4g+es  
  =,各种复合赋值等 YRyaOrl$<  
3. 返回固定类型。 skF}_  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) fuT Bh6w&  
4. 原样返回。 - WQ)rz  
  operator, zym6b@+jN  
5. 返回解引用的类型。 g'NR\<6A  
  operator*(单目) u =lsH  
6. 返回地址。 YJ}9VY<}1K  
  operator&(单目) t8ORfO+  
7. 下表访问返回类型。 Prrz>  
  operator[] _ZE&W  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 c#Qlr{ES  
  operator<<和operator>> A"6&   
K$wxiGg8P  
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。 ujr"_ofI  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $lg{J$ h8  
A}[x ))r  
template < typename Left > y\=^pla  
struct value_return :Q}Zb,32  
  { z,RjQTd  
template < typename T > CQs,G8 \/  
  struct result_1 p@eW*tE  
  { ]4B&8n!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; mZ g'  
} ; i.gagb  
'u9y\vUy  
template < typename T1, typename T2 > 9?uU%9r5P  
  struct result_2 6$t+Q~2G!  
  { GHQm$|3I  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 2>g!+p Ox  
} ; MaZVGrcC  
} ; hVNT  
,MUgww!.  
!`dMTW  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait I7+yu>  
Nv=&gOy=  
下面我们来剥离functor中的operator() & kQj)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: L-Mf{z  
ri49r*_1  
return l(t) op r(t) 6('CB|ga  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) T2TWb  
return op l(t) jxZ_-1  
return op l(t1, t2) }Vfc;2  
return l(t) op S& F;~  
return l(t1, t2) op NCVhWD21|  
return l(t)[r(t)] C8y[B1Y  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 4!A(7 s4t  
19i=kdH  
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: 4$+/7I \  
单目: return f(l(t), r(t)); R] l2,0:  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); QtLd(& !v  
双目: return f(l(t)); aZmac'cz{  
return f(l(t1, t2)); D2f~*!vEnA  
下面就是f的实现,以operator/为例 bp'\nso/  
|`d-;pk!%  
struct meta_divide 'M fVZho{  
  { 8peK[sz  
template < typename T1, typename T2 > 9O\yIL  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) /d> Jkv  
  { dB8 e  
  return t1 / t2; @&GY5<&b  
} #e[igxwi  
} ; Jm 1n|f  
HMw}pp:  
这个工作可以让宏来做: w$aejz`[  
>:0^v'[  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ =WK's8FB;8  
template < typename T1, typename T2 > \ Wf =hFc1_@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; }^`5$HEi  
以后可以直接用 EJ(z]M`f  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) NW` Mc&  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 REPI >-|  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) =<Ss&p>  
1 0tt':  
= cI> {  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 [x0*x~1B  
w}U'>fj  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > cRSgP{hy  
class unary_op : public Rettype %F(lq*8X  
  { ?>mpUH  
    Left l; cK75Chsu  
public : V=E5pB`Pr  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} j3fq}>=  
B %  
template < typename T > AIw~@*T  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |5*:ThC[  
      { <W/YC 2b  
      return FuncType::execute(l(t)); AbB+<0  
    } 0QBK(_O`  
^39 ?@xc@  
    template < typename T1, typename T2 > "sed{?  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const X\5EF7:S  
      { !(sL  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); G;]zX<2^3  
    } 8< "lEL|  
} ; mzcxq:uZ5  
nX<yB9bXDg  
{?X9juc/#  
同样还可以申明一个binary_op ew,g'$drD  
T!|-dYYI  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > P%ZU+ET  
class binary_op : public Rettype =_[Ich,}  
  { `&J=3x  
    Left l; 70Ei<  
Right r; @1V?94T1  
public : }BiA@n,  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} d6A+pa'2  
72dd%  
template < typename T > rGzGbI=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MpJ]1  
      { $S U<KNMZ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); E#\'$@8j  
    } IW=%2n(<1  
&7KX`%K"D  
    template < typename T1, typename T2 > uC?/p1  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const j^ttTq|l  
      { hne}G._b  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); JR|P]}  
    } AZnFOS  
} ; p e$WSS J  
L7N>p4h]Xj  
Bb7Vf7>  
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 gh% Q9Ni-  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 T8Ye+eP}  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) q]v{o8:U  
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。 2 '8I/>-  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Sv[+~co<l  
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。。。 V# JuNJ  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 2K2_-  
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) >n5Kz]]%  
下面是修改过的unary_op l'?(4 N  
, 1il&  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ) Hqn  
class unary_op P]4@|u;=6[  
  { (!T\[6  
Left l; fKa]F`p_h  
  VKy3tW/_&  
public : SKVQ !^o  
Cil1wFBb  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} F#|mN0op  
Pa/2])w  
template < typename T > Zrq\:KxX  
  struct result_1 6W)#F O`  
  { tA-p!#V<k1  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; v#9Uy}NJ9  
} ; E\VKlu4  
.WlZT-  
template < typename T1, typename T2 > |qb-iXW=  
  struct result_2 &IFXU2t}  
  { <^adt *m  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; '^BTa6W}m  
} ; _j]vR  
_+qtH< F/  
template < typename T1, typename T2 > V/J-zH&  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const A~8-{F 31  
  { !-8y;,P  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 0~ cbB  
} HCaEETk5  
/+f3jy:d  
template < typename T > jo"zd b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nc:K!7:  
  { #|6M*;lN|  
  return OpClass::execute(lt(t)); t8Giv89{  
} 3EyVoS6D  
m"vWu0/#  
} ; uD4$<rSHb  
l6-%)6u>  
j8?rMD~  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Ki%RSW(_`  
好啦,现在才真正完美了。 OZno 3Hn  
现在在picker里面就可以这么添加了: xOc&n0}%  
DC=XPn/V  
template < typename Right > &DWSu`z  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const hFDo{yI  
  { vVH*\&H\T  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ^ ]SU (kY  
} :Q>{Y  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 x-SYfvYY  
Xl/2-'4  
19i [DR  
\`YV)"y" ~  
fCi1JH;  
十. bind `^ uX`M/  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 h5@JS1cY  
先来分析一下一段例子 qa5 T(:8  
|$c~Jq  
#mc6;TRZO  
int foo( int x, int y) { return x - y;} n#)kvr  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 jn>RE   
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 0zXF{5Up  
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。 ljjnqQ%  
我们来写个简单的。 >>0c)uC|W  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ,kE"M1W  
对于函数对象类的版本: CDWchY  
3mXRLx=0>  
template < typename Func > oY7 eVuz  
struct functor_trait +'9eo%3O  
  { 6g'+1%O  
typedef typename Func::result_type result_type; ]}BT'fky#  
} ; O+o_{t\R  
对于无参数函数的版本: Dqm;twd>  
7 JVonruaR  
template < typename Ret > ]D|Hq4ug  
struct functor_trait < Ret ( * )() > N"2P]Z r  
  { x: 2 o$+v3  
typedef Ret result_type; .$"69[1H  
} ; \rmge4`4  
对于单参数函数的版本: 2-gI@8NPI  
TRQH{O\O  
template < typename Ret, typename V1 > %o#|zaK  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > u$mp%d8  
  { *x&y24  
typedef Ret result_type; iFaC[(1@a  
} ; z229:L6"  
对于双参数函数的版本: hB-<GGcO <  
9d&}CZr  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > j'|`:^ Sy  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > O:W4W=K  
  { GsC4ty  
typedef Ret result_type; ri1:q.:I]  
} ; TS;?>J-  
等等。。。 [^A>hs*  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy p`3$NCJN  
fnudu0k  
template < typename Func > |%5nV=&\  
struct func_return %1e{"_$O9  
  { hOIk6}r4X  
template < typename T > )n17}Qm`V  
  struct result_1 7|q _JdKoU  
  { C/A~r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; #nJ&`woZt  
} ; Ixv/xI  
-gb'DN1BG  
template < typename T1, typename T2 > S$Fq1  
  struct result_2 ^ot9Q  
  { bGa "r  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; pn4~?Aua0/  
} ; 1IV R4:a  
} ; } OAH/BW  
B;xGTl@8  
%Dm:|><V$b  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 /S&8%fb  
K!_''Fg  
template < typename Func, typename aPicker > "\1QJ  
class binder_1 L=5Fvm  
  { t+Hx&_pMj  
Func fn; %%f(R7n  
aPicker pk; m6M:l"u  
public : Zywx.@!  
]eIV'lP,j/  
template < typename T > Q1?0 ]5  
  struct result_1 y`.m'n7>P  
  { ^ ]CQd   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; U Zc%XZ`"V  
} ; {]dH+J7  
.3,6Oo  
template < typename T1, typename T2 > nW `EBs  
  struct result_2 TGu]6NzyZ  
  { <Z8^.t)|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ]*JH~.p  
} ; 7.tEi}O&_g  
HVK./y qy  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} :_"%o=  
yaKw/vV  
template < typename T > ]<?7Cp P  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >PMLjXK  
  { 5WG:m'$$  
  return fn(pk(t)); 9V( esveq  
} ?br4 wl  
template < typename T1, typename T2 > uV+.(sjH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YN 31Lo  
  { A J"/T+g_  
  return fn(pk(t1, t2)); RTRi{p  
} q X>\*@  
} ; {Qr0pjE7R  
[p[C45d=<  
vQIN#;m4  
一目了然不是么? Qv>rww]  
最后实现bind IYk^eG:;  
K5SP8<.  
?^H1X-;  
template < typename Func, typename aPicker > Jdp@3mP  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ,=Fn6'  
  { N"q C-h  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); e3b|z.^8  
} 6`l7saHXE  
WYNO6Xb#:  
2个以上参数的bind可以同理实现。 f:|O);nM  
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。 hXx.  
?\$\YX%/p  
十一. phoenix [.`%]Z(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: q^k]e{PD  
 @M E .  
for_each(v.begin(), v.end(), N_Y*Z`Xb  
( /l@h[}g+d-  
do_ 2>!? EIE7  
[ EU"J'?  
  cout << _1 <<   " , " <UMT:`h1MZ  
] 37QXML  
.while_( -- _1), ]J* y`jn  
cout << var( " \n " ) lTn~VsoRZ  
)  ~ok i s  
); O9tgS@*Tv  
bxA1fA;  
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: @Xb>GPVe#L  
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 =y kOh_M  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 C #A\Rfi  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 2?bE2^6  
+|=5zWI /  
7yK1Q_XY>  
template < typename Cond, typename Actor > 8${Yu  
class do_while eX@7f!uz  
  { J \V.J/  
Cond cd; 3Ta<7tEM  
Actor act; Cq-#| +zr  
public : .6D9m.Q,  
template < typename T > }lzN)e  
  struct result_1 ]9}T)D f'  
  { Y!tjaL 9D  
  typedef int result_type; >&3ATH;&(  
} ; OK^0,0kS3  
bb^$]lT'  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} P.;S6i n  
@\UoZv(  
template < typename T > >)IXc<"wq  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "=BO,see9  
  { Y4B< ]C4  
  do J|BZ{T}d  
    { VF<C#I  
  act(t); 6(X5n5C  
  } >.-$?2  
  while (cd(t)); X;?Z_3I:5  
  return   0 ; 7JNy;$]/  
} 2m?!!We q  
} ; 2iM8V  
n_Ka+Y<  
?9 8]\pI  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Dxwv\+7]  
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。 0y3<Ho,+$  
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。 !tNJLOYf  
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。 Fc"&lk4e  
下面就是产生这个functor的类: *!gj$GK@%  
QF fKEMN  
X}5aE4K/  
template < typename Actor > d$G<g78D  
class do_while_actor XI*_ti  
  { C;jV{sb9c  
Actor act; Q#i^<WUpg  
public : _x.D< n=X  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} g}-Ch#  
P"g Y|}|  
template < typename Cond > CY4_=  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; |=frsf~?  
} ; R;XR?59:.  
dLSnhZ  
B az:N 6u  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 s\`Vr;R:|  
最后,是那个do_ 4P>tGO&*x  
Uq,M\V \  
N&0MA  
class do_while_invoker Vd{h|=J  
  { #NVqS5  
public : WR*|kh  
template < typename Actor > Hh bf9)  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ikGH:{  
  { yMNLsR~rh  
  return do_while_actor < Actor > (act); LxGE<xj|V%  
} D k'EKT-  
} do_; xmDX1sL**  
I>27U<PX  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? a9E!2o+,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 NS l$5E  
最后来说说怎么处理break和continue mF>CH]k3  
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。 FNDLqf!j  
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