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
  • 7047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 1\-r5e; BE  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 8~ u/gM  
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, LpN3cy>U  
;Pe=cc"@  
|G/W S0  
2ae"Sd!-2  
  class filler <"{VVyK  
  { }mpFo 2  
public : BRXDE7vw  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} d:=Z<Y?d/  
} ; ew<_2Xy"<  
cc0T b  
'PWA  
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: @S1Z "%S  
Ty}Y/jW  
@;}vK=6L  
H h35cj  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); __}ut+H^5p  
l"/E,X  
HJJ; gTj  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 &pW2R}  
P|t2%:_  
y% O^Zm1  
-^q;e]+J  
二. 战前分析 D!&]jkUN  
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。 8J:=@X^}  
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 c2-oFLNP=  
NuW6~PV  
p}8?#5`/w  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 3Uej]}c  
  /* --------------------------------------------- */ _{$<s[S  
vector < int *> vp( 10 ); zwk& 3  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); O_L>We@3E  
/* --------------------------------------------- */ a[p$e?gka  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 8*Ty`G&v  
/* --------------------------------------------- */ bjAI7B8As  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); & H8  %  
  /* --------------------------------------------- */ qiH)J- ~GZ  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); {vdY(  
/* --------------------------------------------- */ snYeo?|b  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Q]e]\J  
&OA6Zw/A  
ae" o|Q  
?TJ4L/"(k6  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3aU5rbi|B  
1._1, _2是什么? z/fSs tN  
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。 >~_z#2PA  
2._1 = 1是在做什么? (4?^X  
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。 9WI5\`*"  
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。 z[6avW"q  
@Ne&%F?^Z  
ZMLN ;.{Na  
三. 动工 -*Tf.c  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @ qi|}($  
aRElk&M  
c91^7@Xv  
~!=Am:-wr  
template < typename T > B!&y>Z^$  
class assignment K1o>>388G  
  { r+h%a~A#>  
T value; Xu E' %;:  
public : g9CedD%40  
assignment( const T & v) : value(v) {} C#e :_e]  
template < typename T2 > QUaV;6 4  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } +~ Hb}0ry  
} ; V^4v`}Wgx  
&*Xrh7K2e  
d2d8,Vg  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &n6L;y-  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment E 0/>E  
#-PMREgO  
|?ZU8I^vW  
ycSGv4 )  
  class holder Ijap%l1I  
  { fj/L)i  
public : @3$I  
template < typename T >  JZ+6)R  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const VrLp5?Bh  
  { zA}JVB  
  return assignment < T > (t); v*0J6<  
} d2V\T+=  
} ; A+GRTwj  
> ;#Y0  
H-nhq-fut  
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: S(nQ?;9,  
63J3NwFt  
  static holder _1; >F:1a\c  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 .c&&@>m@.  
V8nQ/9R;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $_;rqTk]g  
而不用手动写一个函数对象。 {to(?`Y  
qA\&%n^ j]  
vH-|#x~  
* xmC`oP  
四. 问题分析 po\jhfn  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 1L+hI=\O  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 }h1LH4  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 4w'&:k47   
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 pC0gw2n8 M  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ^*4#ZvpG2  
6" Lyv  
五. 问题1:一致性 Pz[UAJ  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| mdyl;e{0  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 n1 GX` K  
65JG#^)KaX  
struct holder i7PS=]TK\  
  { 'jMs&  
  // -:p VDxO  
  template < typename T > ] Ok &%-  
T &   operator ()( const T & r) const /4OQx0Xmm  
  { }!k?.(hpE  
  return (T & )r; 9H;Os:"\|  
} }yn%_KQ0  
} ; 38m9t'  
qoH:_o8ClO  
这样的话assignment也必须相应改动: {5D%<Te  
aMGh$\Pg  
template < typename Left, typename Right > fa,:d8  
class assignment ,jeHL@>w[  
  { 74:( -vS  
Left l; Te~jYkCd  
Right r; |f$ws R`&  
public : f*rub. y  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DJ7ak>"R  
template < typename T2 > jtpHDS  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 1%vE7a>{  
} ; _Dqi#0#40p  
Lg(G&ljE@k  
同时,holder的operator=也需要改动: V`LE 'E  
j^8HTa0Cy|  
template < typename T > sC[#R.eq  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const sk<S`J,M/_  
  { 88 X]Uw(+  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); =WI3#<vDG  
} D</?|;J#/  
,1B4FAR&  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 dc4XX5Z  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 K$D+TI)  
M,p0wsj;  
return l(rhs) = r; #y7MB6-  
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。 rA8NE>  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: RA!m,"RM  
qGR1$\]  
template < typename Tp > m*HUT V  
class constant_t @ N'P?i  
  { UtJfO`m9P  
  const Tp t; k~:(.)Nr  
public : ~N; dX[@BT  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /6[vF)&  
template < typename T > ]AM*9!  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ws,?ImA  
  { tj0 0xYY  
  return t; H|aC(c  
} (zy|>u  
} ; G7,v:dlK   
7b-[# g  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 9Z=hg[`]<  
下面就可以修改holder的operator=了 }j1;0kb?  
W7~_XI  
template < typename T > >YXb"g@.  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ~2 XGw9`J2  
  { |5FEsts[  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); }*%=C!m4R!  
} >wb*kyO7(#  
)v+&l9D  
同时也要修改assignment的operator() _X<V` , p  
5>CeFy  
template < typename T2 > ,K6ODtw.  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } n%;tVa  
现在代码看起来就很一致了。 g(s}R ?  
kO^  
六. 问题2:链式操作 2,B^OZmw  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ~Ni-}p  
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。 Wt!;Y,1 s  
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。 ]v@ng8  
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。 }3XjP55  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct I Gb'ii=A  
QjJlVlp  
template < typename T > veh=^K%G |  
struct result_1 ]5`A8-Q@  
  { *kF/yN  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; i>G:*?a  
} ; ^tm2Duv  
;UX9Em  
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: }V.fY3J-  
F$JA IL{W  
template < typename T > %Gu=Dkz  
struct   ref :18}$  
  { hZUS#75M5  
typedef T & reference; wV$V X  
} ; P&5vVA6K7  
template < typename T > s:,fXg25J  
struct   ref < T &> GO][`zZJ]  
  { XM?c*,=fu  
typedef T & reference; i ^N}avO  
} ; Cx(HsJ! ,  
JPT&!%~  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: r[kHVT8  
!{uV-c-5,  
template < typename T > F3Vvqt*2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 1ATH$x  
  { DX3jE p2  
  return l(t) = r(t); 2%fkXH<  
} \B/( H)Cd*  
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。 (lYC2i_b#  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 l`0JL7  
ao2o!-?!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 5y0LkuRR:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: T_)+l)  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 r`u 9MJ*  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 P:X X8&#  
最后的布局是: j.c4  
                Add flBJO.2  
              /   \ ih:%U  
            Divide   5 j}jU.\*v<  
            /   \ +'` ^ N  
          _1     3 {=R vFA  
似乎一切都解决了?不。 b_~KtMO  
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。 ' e x/IqbK  
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。 T[0CD'|E  
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: "6?Y$y/wm  
zCwb>v  
template < typename Right > }_Sgor83n  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const mUb2U&6(  
Right & rt) const 1 EV0Y]T1  
  { Dp@m"_1`+  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); a5@lWpQsV  
} 9x8Ai  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 | 8n,|%e  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 yAel4b/}  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 1&kf2\S  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 tE=$#  
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。 +#'QP#  
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? Xd~lifF  
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: 2b#> ~  
?* dfIc  
template < class Action > $~A\l@xAG  
class picker : public Action e7U9"pk  
  { ?nR$>a`  
public : *O Kve  
picker( const Action & act) : Action(act) {} = &U7:u  
  // all the operator overloaded sD<8-n  
} ; } /Iw]!lK2  
&gm/@_  
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。 1;MUemnx`  
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: qRZLv7X*j  
,76nDXy`  
template < typename Right > cC,gd\}M  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const yLt?XhRlp  
  { ]b&qC (  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); E|B1h!!\c  
} 'BEM:1)  
YjG:ECj}  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > T=cb:PD{%  
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。 nQ'AB~ Do  
!un_JZD  
template < typename T >   struct picker_maker pQ+4++7ID  
  { QV%eTA  
typedef picker < constant_t < T >   > result; t4iV[xl3F  
} ; RveMz$Yy  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 04z2gAo  
  { =Sn!'@%U]  
typedef picker < T > result; F8Z6Ss|v3  
} ; TUd=qnu  
S#7.y~e\  
下面总的结构就有了: SRk-3:  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 X_I.f6v{  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 #+P)X_i`  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ?DJ,YY9P  
至此链式操作完美实现。 ( e(<4-&  
%G~%:uJ5  
=CO#Q$  
七. 问题3 "[ ]72PC  
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。 af7\2 g3*  
~E7=c3:"  
template < typename T1, typename T2 > r+Y]S-o:  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8,(5Q  
  { tZY(r {  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); wsfn>w?!V  
} q|ZQsFZ  
^S`c-N  
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: qUp DmH  
= P {]3K  
template < typename T1, typename T2 > R:DW>LB  
struct result_2 j6)@kW9x  
  { V0 OT_F  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; jvos)$;L-  
} ; C0Ti9  
ldm=uW  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? l. i&.;f  
这个差事就留给了holder自己。 C{):jH,Rf  
    y3C$%yv0  
[mk!] r  
template < int Order > 0IjQqI  
class holder; "Mmvf'N  
template <> /!0{9F<  
class holder < 1 > jCbxI^3A  
  { :j,e0#+sA  
public : t%<d}QuHW  
template < typename T > zc-.W2"Hu  
  struct result_1 J;BG/VI1  
  { e c`3Qw  
  typedef T & result; G@QZmuj&KH  
} ; |+i?FYA\  
template < typename T1, typename T2 > dmD ':1  
  struct result_2 wXsA-H/`  
  { QFf lx  
  typedef T1 & result; dPRGL hWF  
} ; e[8p/hId  
template < typename T > "^ cn9AG{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const j^~WAWbFh  
  { %@jv\J  
  return (T & )r; 7nHlDPps)  
} "VcG3.  
template < typename T1, typename T2 > <%Re!y@OL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const TNV#   
  { Si]8*>}-B  
  return (T1 & )r1; Fu(I<o+T-  
} asI:J/%+2  
} ; 4o2 C=?@(  
&sQtS  
template <> `W[oLQ  
class holder < 2 > ]7^YPFc+  
  { A`Bg"k:D  
public : .HG0%Vp  
template < typename T > ,Tyh._sa  
  struct result_1 ~Hs a6F&F  
  { dDy9yw%f?  
  typedef T & result; _, ;c2  
} ; !W8'apG&[  
template < typename T1, typename T2 > rf8`|9h"7  
  struct result_2 &`63"^y  
  { {E`f(9r:  
  typedef T2 & result; _A \c 6#  
} ; }T+pd#>  
template < typename T > 7@Qz  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const S-:l 60.  
  { z6R<*$4  
  return (T & )r; *Ta*0Fr=9|  
} 0BIH.ZV#  
template < typename T1, typename T2 > kf$0}T`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *, o)`  
  { J%_ :A"  
  return (T2 & )r2; 'on, YEp  
} 6?ylSQ]1  
} ; OY6l t.t  
*Oo2rk nQ  
cX553&  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 b07 MTDFH7  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Y] nY.5irL  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: e2%Y8ZJG.  
)fR'1_  
return l(i, j) = r(i, j); ?+b )=Z  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) g(MeCoCc  
aC$hg+U$G  
  return ( int & )i; .t0Q>:}&b  
  return ( int & )j; ueYZM<],  
最后执行i = j; KaHjL&!  
可见,参数被正确的选择了。 Y9 , KOs  
vh+Ih Gi  
&}%3yrU  
dH zo_VV  
>t O(S  
八. 中期总结 BfIGw  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: -2mm 5E~N  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 QE$sXP7 &u  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 y%\kgWV  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor HkEfBQmh  
_Y*]'?g`  
Q5/".x^@  
5B@+$D[0?3  
4?,N;Q  
+=^10D  
九. 简化 a4L8MgF&$-  
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。 $v+Q~\'  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 N'!a{rF  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: `(EY/EsY  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 =\?KC)F*e  
  +-*/&|^等 BD9W-mF  
2. 返回引用。 {(A Ys*5  
  =,各种复合赋值等 'ac %]}`-  
3. 返回固定类型。 M"#xjP.  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9dr\=e6) C  
4. 原样返回。 z'MOuz~Y  
  operator, x(&o=Pu  
5. 返回解引用的类型。 ZPY#<^WOzr  
  operator*(单目) _CBG?  
6. 返回地址。 [L"(flY(E  
  operator&(单目) SI)u@3hl&w  
7. 下表访问返回类型。  J O`S  
  operator[] Lt.a@\J'_  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 jX!,xS%(  
  operator<<和operator>> ,D3?N2mB  
mHUQtGAVQ  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Pp6(7j  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: G0|j3y9$  
try'%0}>  
template < typename Left > Qq(/TA0$-  
struct value_return =M)+O%`*6  
  { :a R&t#<"E  
template < typename T > l_y:IY$"  
  struct result_1 (qnzz!s  
  { t0d1? ?G  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; lW1Al>dW<  
} ; Mk7,:S  
kcVEE)zb  
template < typename T1, typename T2 > {Tl5,CAz  
  struct result_2 ?k]^?7GN  
  { pM= @  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; <V#9a83JP  
} ; ds,NNN<HW  
} ; 9sifc<za  
"m.jcKt  
iVLfAN @  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait +LCpE$H  
Lf{9=;  
下面我们来剥离functor中的operator() /mX/ "~  
首先operator里面的代码全是下面的形式: _$]3&P  
>f JY  
return l(t) op r(t) Lqb9gUJ:U  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) #!l\.:h%  
return op l(t) V<Q''%k  
return op l(t1, t2) LWuciHfd+  
return l(t) op V6B`q;lA  
return l(t1, t2) op j]#qq]c  
return l(t)[r(t)] qI"Xh" c?  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] w xKlBx7  
Stq&^S\x69  
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: qR/~a  
单目: return f(l(t), r(t)); DpH+lpC  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); \3LP@;Phn  
双目: return f(l(t)); `+[Ct08  
return f(l(t1, t2)); I{U7BZy  
下面就是f的实现,以operator/为例 gE]6]L  
D]\of#%T  
struct meta_divide V}o`9R@tx}  
  { V6P2W0 m  
template < typename T1, typename T2 > _o/LFLq  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) xr}3vJ7  
  { ?zGx]?1P1<  
  return t1 / t2; dE~]%fUFy-  
} mZQW>A]iE  
} ; mD<- <]SYp  
T^> ST  
这个工作可以让宏来做: >7i&(6L  
$ (/=Wn  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ _GS_R%b  
template < typename T1, typename T2 > \ L& ucTc =  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 7ESSx"^B  
以后可以直接用 F_.rLgGY  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) CT,PQ  
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 Yl4XgjG  
(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。。。) Is1P,`*!  
^)oBa=jL4  
Cp4 U`]  
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 i x2V?\  
`Y>'*4a\  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > *:S_v.Y3"  
class unary_op : public Rettype vqO d`_)  
  { DSjEoWj   
    Left l; X5@+M!`  
public :  |Hx#Uk#  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} SO @d\H  
n@|5PI"bx  
template < typename T > @h7)M:l  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D$@5$./  
      { qF'lh  
      return FuncType::execute(l(t)); oGt,^!V1  
    } 1T&NU  
)` ~"o*M  
    template < typename T1, typename T2 > {Tx"G9  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U; -2)+  
      { !\|_,pSB  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); LCBP9Rftvd  
    } U9"g;t+/   
} ; FM$$0}X  
#uTNf78X  
!r\u,l^  
同样还可以申明一个binary_op >TI/W~M  
r@")MOGc  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > (;\" K?  
class binary_op : public Rettype 8Of.n7{  
  { vH1IVF"DS  
    Left l; WH|TdU$V  
Right r; %Q,6sH#  
public : 3.?G,%S5.$  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `Iwl\x[A  
6g*?(Y][  
template < typename T > J9aqmQj('  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0'wchy>  
      {  +_E^E  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); lw+54lZX|  
    } ob3)bI oM  
_[)f<`!g_V  
    template < typename T1, typename T2 > gq%U5J"x;J  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?D>%+rK8c  
      { `JQw]\f4>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); gXJtk;  
    } 2i9FzpC3  
} ; V.w L  
jk (tw-B  
?+)>JvWDz  
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 p : {,~ 1  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 d1jg3{pwA  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Z  FIy  
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。 ":v^Y 9  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! GJs{t1 E  
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。。。 DpCe_Vb%M  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 -HwqR Y s  
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"{`g6(+  
下面是修改过的unary_op c T21  
d9iVuw0u<  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > &s#OiF8  
class unary_op P*|qbY  
  { t $m:  
Left l; u+lNcyp"MW  
  4 :phq  
public : \B4f5 L8k  
y$Fk0s*>  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} "]T1DG"  
`\beQ(g  
template < typename T > cb=ixn  
  struct result_1 =Q,D3F -+f  
  { 5X PoQ^  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; bg\9Lbjr  
} ; /Qu<>#[?  
G>edJPfQ  
template < typename T1, typename T2 > -G[TlH06  
  struct result_2 :jy}V'bn$  
  { .PD_Vv>C/>  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; lFp:F5  
} ; |Ed?s  
'/s/o]'sUd  
template < typename T1, typename T2 > 6W< Ig;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Alv"D  
  { sa}.o ZpQ  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); SJ}PV:x  
} C).+h7{nd  
~OMo$qt`lP  
template < typename T > |H(i)yu"5'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (M?VB*sm0  
  { ov5g`uud  
  return OpClass::execute(lt(t)); )gx*;z@  
} t*`G@Nj  
5g`J}@"k  
} ; #Vhr 1;j  
>guX,hx^  
8Ow#W5_3|  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug QFB2,k6jN  
好啦,现在才真正完美了。 >E7s}bL"  
现在在picker里面就可以这么添加了: 4~AY: ib|  
4Wu(Tps  
template < typename Right > TyvUdU  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const \=[38?QOY  
  { a$EudD#+  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); r]'[qaP  
} ]5Q)mWF  
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。 4av  
^jXKM!}-E  
`46|VQAx  
S\ K[l/  
z%]3`_I  
十. bind {z9,CwJan?  
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。 I* P xQ  
先来分析一下一段例子 Uw?25+[b  
yO/'}FD  
g7w#;E  
int foo( int x, int y) { return x - y;} o4^#W;%w  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 BC85#sbl  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~<}?pDA}~  
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。 o{' J O3  
我们来写个简单的。 /eBcPu"[Vb  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: EUq6) K  
对于函数对象类的版本: "^ aSONz  
1]W8A.ZS  
template < typename Func > f7a"}.D $  
struct functor_trait Pz|}[Cx-  
  {  wH\ K'/  
typedef typename Func::result_type result_type; A9WOu*G1O  
} ; &?I3xzvK  
对于无参数函数的版本: BwYR"  
H? %I((+  
template < typename Ret > bo??9 1B^7  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 'X\C/8\  
  { DB'3h7T  
typedef Ret result_type; 1lsg|iVz  
} ; x}f)P  
对于单参数函数的版本: KfSbm?  
qL$\[(  
template < typename Ret, typename V1 > !95Q4WH-@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 3W[Ps?G  
  { 8SBa w'a  
typedef Ret result_type; )7m.n%B!5V  
} ; KhPDXY]!  
对于双参数函数的版本: %+dRjG~TB  
6|Crc$4l  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > "Z"`X3,-z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > !MOcF5M  
  { PkOtg[Z  
typedef Ret result_type; ZC&~InN  
} ; 9?|m ^  
等等。。。 .4!wp&  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ^fU,9  
}]pOR&o  
template < typename Func > 0Rn`63#  
struct func_return "VeNc,-nfQ  
  { B~3qEdoK5`  
template < typename T > aSeh?2n8  
  struct result_1 HmV JkkksJ  
  { s{fL~}Yz  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; S+pm@~xe  
} ; =]L#v2@  
|vj!,b88n#  
template < typename T1, typename T2 > c;'7o=rr  
  struct result_2 I^O`#SA(  
  { x&gS.b*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !/"y  
} ; PkK#HD  
} ; 8WwLKZ}  
ab5i7@Ed  
3H5<w4yk  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 7': <I- Fm  
<*opVy^  
template < typename Func, typename aPicker > %%Wn:c>  
class binder_1 1k)`C<l  
  { {z# W-  
Func fn; PR>%@-Vgj  
aPicker pk; mTa^At"  
public : P1ynCe  
w.Kp[  
template < typename T > "'c =(P  
  struct result_1 sv*xO7D.  
  { *L5L.: Ze  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; z"!=A}i  
} ; B 3eNvUFZg  
L_AQS9a^D  
template < typename T1, typename T2 > -vS7%Fbr  
  struct result_2 2J7JEv|  
  { &wB?ks  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; o&HFlDZ5jO  
} ; CHM+@lD  
.Tc?9X~4  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} }}v28"\TA  
g@S?5S.Av  
template < typename T > cs)z!  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;4(FS  
  { T(bFn?  
  return fn(pk(t)); I=V]_Ik4 N  
} 7/Mhz{o;W  
template < typename T1, typename T2 > (a8oI )~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;<v9i#K5  
  { oFS)3.  
  return fn(pk(t1, t2)); Z9lfd6MU,  
} OSCeTkR  
} ; MtK5>mhZI`  
-MeO|HWm  
0Yc#fD  
一目了然不是么? 6H!"oC&  
最后实现bind qC YXkZ%`  
N:rnH:g+:  
12yX`9h>  
template < typename Func, typename aPicker > 2aGK}sS6  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) u}KEH@yv  
  { >l!DW i6  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _6'HBE  
} _qhYG1t  
,9ZN k@q  
2个以上参数的bind可以同理实现。 w77"?kJ9X  
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。 i9y&<^<W  
Gw Z(3  
十一. phoenix btU:=6  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: @c{b\is2  
o*|j}hnbv  
for_each(v.begin(), v.end(), }Gm/9@oKc  
( ,46k8%WW  
do_ <o\I C?A  
[ =Qw`F0t  
  cout << _1 <<   " , " ZIM 5$JdCv  
] ?!kPW^gD  
.while_( -- _1), eMDraJv@  
cout << var( " \n " ) vh^,8pPy  
) VBI~U?0  
); b$'}IWNV  
a(`@u&]WZ  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: i9k/X&V  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor .TetN}w  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 - AxO1 qO  
那么我们就照着这个思路来实现吧: [O(8iz v  
].<B:]:,  
@I|gA  
template < typename Cond, typename Actor > bT{iei]?  
class do_while F]~>qt<ia  
  { gEU|Bx/!=  
Cond cd; sYb(g'W*'  
Actor act; ;-X5#  
public : + %07J6  
template < typename T > ln6Hr^@5  
  struct result_1 `>cBR,)r  
  { weky 5(:  
  typedef int result_type; "i;c)ZP  
} ; Do5)ilt  
*R6Ed  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} :;]iUjiC8  
cfd7)(6  
template < typename T > T#e ;$\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7B,a xkr  
  { &udlt//^%  
  do * "Z5bKL  
    { [<M~6]  
  act(t); Q)s[ls  
  } &I$MV5)u  
  while (cd(t)); ("B[P/  
  return   0 ; WD7IF+v  
} qx~-(|s`H  
} ; >FabmIcC  
K`?",G?_  
Q-}yZ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). {"uLV{d  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 %nfaU~IqK  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。  iFy_ D  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 /!mF,oR!  
下面就是产生这个functor的类: CQx#Xp>=s  
>3a<#s{%  
(}u2) 9  
template < typename Actor > ]l WEdf+  
class do_while_actor @Js^=G2  
  { af<R.  
Actor act; KK%R3{  
public : O+^l>+ZGj?  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {}  ]%L?b-e  
`i,l)X]  
template < typename Cond > *Jy'3o  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ZYy?JDAO  
} ; |aovZ/b4  
:Ej#qYi  
yIL6Sb  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 z_^Vgb]  
最后,是那个do_ l$~3_3+  
eiV[y^?  
eI7FbOze  
class do_while_invoker i0y^b5@MOb  
  { V9 dRn2- [  
public : M;\iL?,  
template < typename Actor > qQu}4Ye>  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ;ctJ9"_g  
  { 1webk;IM  
  return do_while_actor < Actor > (act); <n)J~B^  
} Az}.Z'LJ  
} do_; 5mxYzu;#]  
u._B7R&>  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? `EUufTYi  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 &]'{N69@d?  
最后来说说怎么处理break和continue 8tR(i[L   
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。 <:mV^tK  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五