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
  • 4521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 Q>Q}/{8!  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 >dH*FZ:c  
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, 4B,A+{3yL  
#GJh:#tt^  
"+Yn;9  
9`VF [* 9  
  class filler _ q1|\E%`h  
  { LR.+C xQ  
public : 3Q"+ #Ob  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ml/O  
} ; 1F8EL)9  
M- A}(r +J  
.OUE'5e p  
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: f@g  
6XU5T5+P^  
Q*(C)/QW  
32/P(-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ^!tI+F{n{  
xz'd5 re%  
<5^(l$IBj  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 !d )i6W?  
VG7#6)sQoK  
q,Q|Uvpk  
AXI:h"so  
二. 战前分析 J8'zvH&I  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 m @ ?e <$  
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 Z}f_\d'  
fe/6JV  
e8v=n@0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); SW, Po>Y  
  /* --------------------------------------------- */ a^,RbV/  
vector < int *> vp( 10 ); M*uG`Eo&  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); hglt D8,  
/* --------------------------------------------- */ iB-s*b<`~  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); rpWy 6oD  
/* --------------------------------------------- */ #+\G- =-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9mm(?O~'p  
  /* --------------------------------------------- */ ?8/h3xV;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); gV;GC{pY  
/* --------------------------------------------- */ b>WT-.b0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 2N]s}/l  
6Fb~`J~s  
q"oNB-bz  
j&5Xjl>4  
看了之后,我们可以思考一些问题: l"8YIsir  
1._1, _2是什么? 7L"/4w  
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。 jyr#e  
2._1 = 1是在做什么? vS#]RW&j  
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。 H'>  
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。 E .5xzY  
kvn6 NiU  
QeoDq  
三. 动工 DAi[3`C  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: t1S~~FLE  
k"$V O+}m  
9~yuyv4$  
nc)`ISI  
template < typename T > H_^c K  
class assignment 7O#>N}|  
  { R2@u[  
T value; Y`uCDfcQ  
public : (Bz(KyD[  
assignment( const T & v) : value(v) {} *Q?HaG|S  
template < typename T2 > W!*vO>^1W  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } rv:O|wZ  
} ; 75f.^4/%  
DP_\%(A  
da@ .J9  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 QR4o j  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,fn=%tiUk  
R0[Gfq9M =  
Pif1sL6'  
0'uj*Y{L  
  class holder >B0S5:S$W  
  { Y|F);XXIl  
public : wlJ1,)n^2  
template < typename T > $ }53f'QjW  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const _[W=1bGJ  
  { iKwVYL  
  return assignment < T > (t); *O~D lf  
} bu- RU(%  
} ; =RA6p  
V]2Q92  
A:f+x|[  
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: kVY@q&p  
/+u*9ZR&1  
  static holder _1; rYl37.QE  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 $1e@3mzM  
SDkN  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); l-&f81W  
而不用手动写一个函数对象。 8'y|cF%U  
lk80)sTZ  
s= :n<`Z2  
+]#>6/2q  
四. 问题分析 m<E7cY3mX  
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。 &m`  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Xp' KQ1w)  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ,Gfnf%H\8>  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 bWqGy pq4  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 2.6,c$2tB  
jV(IS D  
五. 问题1:一致性 -Je+7#P1  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| .+y#7-#6  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }~7>S5  
E^g6,Y:i9  
struct holder PSRGlxdO  
  { .}tL:^'~o  
  // \sk,3b-&'  
  template < typename T > nJ,56}  
T &   operator ()( const T & r) const ! M bRI  
  { m'pihFR:f  
  return (T & )r; VAq:q8(K  
} \1tce`+  
} ; 3yTBkFI!  
HjK|9  
这样的话assignment也必须相应改动: O @w=  
|PWLFiT(>  
template < typename Left, typename Right > 62W3W1: W  
class assignment U9JqZ!  
  { pRC#DHcHh  
Left l; ar6Z?v$  
Right r; C. Sb4i*  
public : 2W}RXqV<  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} e@6}?q;  
template < typename T2 > 7|{QAv  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } o:?IT/>  
} ; 5f1yszd  
qWWy}5SOm  
同时,holder的operator=也需要改动: KVK@Snn   
a1?Y7(alPU  
template < typename T > er97&5  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const l!`m}$  
  { hRME;/r]X  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -q-%)f  
} c^m}ep\F5L  
xEbcF+@  
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。 aa$+(  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ,#s}nJ4  
zhFGMF1  
return l(rhs) = r; Zu5`-[mw  
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。 k+_pj k  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: A H`6)v<f  
q'PA2a:  
template < typename Tp > ETYw  
class constant_t nL\BB&  
  { :c c#e&BO  
  const Tp t; (d@lG*K  
public : ' R{ [Y)  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~]}7|VN.}  
template < typename T > ,*Sj7qb#  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const |',MgA  
  { f\1)BZ'I  
  return t; &g|-3)A  
} Fz-Bd*uS  
} ; "`16-g97  
_8kZ>w(L  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 k|1/gd5  
下面就可以修改holder的operator=了 c}lUP(Ss  
$5:j" )$,  
template < typename T > g;vG6!;E\  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const {i3]3V"Xp  
  { LC/6'4}_  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); UZv^3_,qz  
} a3JG&6-  
B_nim[72  
同时也要修改assignment的operator() ?~hC.5  
r:<UV^; 9l  
template < typename T2 > ;i>|5tEy  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ,{=#  
现在代码看起来就很一致了。 < OCy  
Js ~_8  
六. 问题2:链式操作 Q"S;r1 D  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3Jf_3c  
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。 d A[I  
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。 hgLwxJu  
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。 ,)|nxX  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct {IJ,y27  
rOEk%kJ  
template < typename T > 8 Ys DE_  
struct result_1 wHvX|GwMv  
  { `~F=  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *{/BPc0*  
} ; txw:m*(%  
4DaLmQ2O  
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])dLL0  
V)=!pT  
template < typename T > *xI0hFJIM  
struct   ref GMyzQ]@}  
  { n3 -5`Jti  
typedef T & reference; V*"-@  
} ; QJ\ o"c  
template < typename T > '1_CMr  
struct   ref < T &> >$j?2,Za(V  
  { =`Pgo5A  
typedef T & reference; ,C1}gPQ6<  
} ; TFjb1 a,)  
l03{ ezJk[  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: K!;Z#$iw[  
j}ywdP`a  
template < typename T > Q$^oIFb  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const w9Bbvr6  
  { aEM2xrhy,  
  return l(t) = r(t); Nr8#/H2f  
} 9`4M o+  
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。 Zn0e#n  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 [T<nTB# w  
T)? : q  
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 QH7"' u6  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ~-ZquJ-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 &c>%E%!"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 W;!OxOWZJ  
最后的布局是: (?4m0Sn>#h  
                Add ;+jz=9Q-  
              /   \ Zawnx=  
            Divide   5 ]wb^5H  
            /   \ = Lt)15  
          _1     3 0P i+ (X  
似乎一切都解决了?不。 pDqX% $^  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 ;+C2P@M  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ?TTtGbvU  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: m#w1?y)Z@X  
*Cf5D6=Q  
template < typename Right > %n?&#_G|  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ;GQCq@)-  
Right & rt) const 0+S ;0  
  { lgrD~Y (x  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); mk.1jx ?l  
} Hw29V //  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 v *icoj  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 O?,Grn%'.  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 Pa)'xfQ$Y6  
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。 M18 >%zM  
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。 -J &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? Z:eB9R#2y  
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: |xYr0C[Pq  
'aV])(Wm>  
template < class Action > HE!"3S2S&+  
class picker : public Action 0MpZdJ  
  { =)b!M^=X-a  
public : @~7y\G  
picker( const Action & act) : Action(act) {} =1#obB  
  // all the operator overloaded m4\e `nl  
} ; D *=.;Rq  
Mbm'cM&}  
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。 <cm(QNdcC  
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: ~t+T5`K  
pTeN[Yu?  
template < typename Right > 2P, %}Ms  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Yw(O}U 5e  
  { Q Uy7Q$W  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ,F%2'W  
} 6+ UTEw;  
^=Dz)95c  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > LO;7NK  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 +h ]~m_O  
@bRKJPU9)  
template < typename T >   struct picker_maker <>v=jH|L  
  { q!;u4J  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ;SgPF:T>Q  
} ; '2z1$zst,#  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > {k}$L|w  
  { lxsn(- j  
typedef picker < T > result; s3-TBhAv  
} ; gWD46+A){  
G)IK5zCDd  
下面总的结构就有了: 2WK c;?  
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。 1,7  
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。 A('o &H  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 7!F -.kG  
至此链式操作完美实现。 0^3n#7m;K  
:u]QEZ@@  
dL]wu! wE  
七. 问题3 G\z5Ue*  
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。 B ({g|}|G+  
5<XWbGW  
template < typename T1, typename T2 > !o`riQLs>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const yUjkRT&h  
  { 4L bll%[9  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); I@oSRB  
} )DGJr/)  
$[g#P^  
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: F%f)oq`B  
@#=yC.s  
template < typename T1, typename T2 > UHgW-N"  
struct result_2 Q?V+ 0J  
  { 9m.MGJbQ_f  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Jcy+(7lE)  
} ; 4,0 8`5{  
M._;3_)%/  
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? 9;Q|" T  
这个差事就留给了holder自己。 VAo`R9^D#  
    ]N2! 'c  
BNgm+1?L  
template < int Order > 9#>nFs"H  
class holder; #KNl<V+c}1  
template <> 0|<9eD\I=  
class holder < 1 > vb| d  
  { b<%c ]z  
public : Wecxx^vtv6  
template < typename T > S5kD|kJ  
  struct result_1 lMl'+ yy  
  { zGdYk-H3TH  
  typedef T & result; |/ji'Bh  
} ; t3AmXx  
template < typename T1, typename T2 > nu)YN1 *  
  struct result_2 5Bt~tt  
  { $<9u:.9xf  
  typedef T1 & result; AhkDLm+  
} ; yDJy'Z_F{  
template < typename T > Gr>CdB>~+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )FSEHQ  
  { 2OpkRFFa  
  return (T & )r; Be9,m!on  
} xs&xcR R"  
template < typename T1, typename T2 > c39j|/!;Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const l<p<\,nV$  
  { l-P6B9e|\  
  return (T1 & )r1; $o0.oY#  
} !"o\H(siT  
} ; 'N^*,  
N~0ih T G5  
template <> t3!OqM  
class holder < 2 > ]Ok'C"V(j  
  { SdN&%(ZE  
public : %|%eGidu  
template < typename T > Y9gw ('\w  
  struct result_1  q(X7e  
  { "h #/b}/  
  typedef T & result; Bd7B\zM  
} ; [Y~~C J  
template < typename T1, typename T2 > &4+|{Zx0  
  struct result_2 '9=b@SaAj  
  { \#xq$ygg  
  typedef T2 & result; a]P w:lT  
} ; h@Jg9AM  
template < typename T > x.4z)2MO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const OrYN-A4{  
  { //;(KmU9  
  return (T & )r; Hq+QsplG  
} d3|/&gDBK  
template < typename T1, typename T2 > )[J @s=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const )iM( \=1ff  
  { }6BXa  
  return (T2 & )r2; IuT)?S7O*k  
} ;c>"gW8  
} ; .k-6LR  
j RcE241  
x=IZ0@p  
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> >。 i39ZBs@  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: <i4]qO(0u  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: /t< &  
o[}Dj6e\t  
return l(i, j) = r(i, j); \|9B:y'y  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) sQj]#/yK:  
y/ Bo 4fM  
  return ( int & )i; <ch}]-_  
  return ( int & )j; N$=9R  
最后执行i = j; ErJ/h?+  
可见,参数被正确的选择了。 #g0_8>t  
#HH[D;z  
$,J}w%A  
,(a~vqNQW3  
|(ab0b #  
八. 中期总结 qJ(uak  
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: K#N9N@WjR  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Q(cLi:)X2  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 e@ D}/1~=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor mI!iSVqr  
deArH5&!  
rdd-W>+  
~nhO*bs}7{  
j~1K(=Ng  
}<X*:%#b  
九. 简化 ?P-O4  
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。 e"wz b< b  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ;y. ;U#O  
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: \Cu=Le^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Q,JH/X  
  +-*/&|^等 U3z23LgA  
2. 返回引用。 Y JMs9X~3  
  =,各种复合赋值等 l"A/6r!Dp  
3. 返回固定类型。 >\^oCbqF}~  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 7%EIn9P  
4. 原样返回。 ZzNHEV  
  operator, M9A1 8d|  
5. 返回解引用的类型。 zn 0y`9!n?  
  operator*(单目) <Vk}U   
6. 返回地址。 @IsUY(Gu  
  operator&(单目) ?4U4o<   
7. 下表访问返回类型。 S*=^I2;  
  operator[] LdH1sHy*d`  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 S9P({iZK  
  operator<<和operator>> eOiH7{OA,  
m3Wc};yE*Q  
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。 W{.:Cf9  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $*G3'G2'iS  
p0 X%^A,4  
template < typename Left > rP'%f 6  
struct value_return $.pCoS]i  
  { =WUL%MfW  
template < typename T > vR:#g;mnk  
  struct result_1 D.:`]W|  
  { s|H7;.3gp  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Pe,ky>ow  
} ; TK18U*z7J  
'g,_lF  
template < typename T1, typename T2 > gJX"4]Ol#}  
  struct result_2 XWAIW= .  
  { m!G(vhA,_w  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; lAM)X&}0  
} ; v5L+B`~  
} ; &! h~UZ  
)L6 it  
 ..E_M$}  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 9ybR+dGm+  
Z(c SM  
下面我们来剥离functor中的operator() ;Us6:}s  
首先operator里面的代码全是下面的形式: SQ> Yf\  
:t!J 9  
return l(t) op r(t) PvV\b<Pe+  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) rgCC3TX  
return op l(t) /klo),|&  
return op l(t1, t2) zO\_^A|8H  
return l(t) op Bj2iYk_cLa  
return l(t1, t2) op !{CIP`P1  
return l(t)[r(t)] [[^r;XKQ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 0@b<?Ms9  
zeQ~'ao<  
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: [&*irk  
单目: return f(l(t), r(t)); ^_Lnqk6  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 9C,gJp}P  
双目: return f(l(t)); 4 qsct@K,  
return f(l(t1, t2)); r9u'+$vmF  
下面就是f的实现,以operator/为例 5JVBDA^#om  
guYP|  
struct meta_divide 75^*4[  
  { Gdb0e]Vt+  
template < typename T1, typename T2 > 5)S;R,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) A\rY~$Vr  
  { T_c`=3aO  
  return t1 / t2; !p+rU?  
} D9NRM;v  
} ;  +qj Z;5(  
*!"T^4DEg  
这个工作可以让宏来做: > `eo0  
ufR>*)_+  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ag:<%\2c  
template < typename T1, typename T2 > \ O}cfb4"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; _){u5%vv  
以后可以直接用 cwaR#-#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 2i!R>`  
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 ~m=Z>4M  
(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。。。) I:=!,4S;  
]wV\=m?z&  
;:[P/eg  
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 {`2 0'  
V?JmIor  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Q$.CtECo  
class unary_op : public Rettype E{JTy{z-  
  { M^ WoV }'  
    Left l; |n,O!29  
public : i=b'_SZ '  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} "[["naa  
9mMQ  
template < typename T > C'A D[`p  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `{"V(YMEV  
      { !K*3bY`#  
      return FuncType::execute(l(t)); :jTbzDqQ  
    } 2ALYfZ|d  
d:&cq8^  
    template < typename T1, typename T2 > !?i9fYu  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2xuU[  
      { Y(rQ032s  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); (0 t{  
    } Dy. |bUB!f  
} ; }W " i{s/  
u];\v%b  
kH0kf-4\  
同样还可以申明一个binary_op X J]+F  
u{W I 4n?  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > aF"PB h=  
class binary_op : public Rettype ]nIVP   
  { f~=e  
    Left l; u5qaLHoEP  
Right r; su\Lxv  
public : Aj\m57e,6  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} >/GYw"KK  
mrE> o !  
template < typename T > uKIR$n"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const iN u k5  
      { 0""%@X]m  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 4yxf/X)  
    } !&KE">3Qu  
65 &+Fv  
    template < typename T1, typename T2 > }VH` \g}  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const = "Lb5!  
      { E0r#xmk  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); M#],#o*G  
    } 9WoTo ,q  
} ; J{uqbrJICr  
"el3mloR 8  
%kBrxf  
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 ]a~gnz&1  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 >]\oVG  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) QE;,mC>  
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。 I%{D5.du  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! g ?% ]()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。。。 EJ:2]!O  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 czo*_q%  
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) /4*>.Nmb,f  
下面是修改过的unary_op ^?0WE   
y3'K+?4  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > A:sP%c;  
class unary_op BXl Y V"  
  { 3XjY  
Left l; 4NFvX4  
  ]ao%9:P;  
public : c_ 1.  
;x{J45^  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} )hA)`hL F  
Wc##.qU  
template < typename T > ]mO7O+  
  struct result_1 [py/\zkn  
  { |2X+( F Ed  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ]'i}}/}u2  
} ; /LCRi  
HFj@NRE6  
template < typename T1, typename T2 > a=^>A1=  
  struct result_2 UD]RWN  
  { h5H#xoCXp  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 98l-  
} ; 2;ogkPv'  
W2,Uw1\:1  
template < typename T1, typename T2 > +^aM(4K\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r$d'[ZcX  
  { 6CWm;%B#G  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {1wjIo"ptg  
} g>f_'7F&  
7bam`)n  
template < typename T > %Zu+=I Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /@s(8{;  
  { SC0_ h(zb,  
  return OpClass::execute(lt(t)); xb(y15R\I  
} FVH R  
6$$ku  
} ; :"oUnBY%  
tj!~7lo  
_ <pO<S  
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 M*jn8OE  
好啦,现在才真正完美了。 1QuR7p  
现在在picker里面就可以这么添加了: !='&#@7u  
XM*%n8q7#N  
template < typename Right > ivl_=  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const UazUr=| e  
  { <Dp[F|r  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Nf{tC9l  
} mt3j$r{_  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 }&*,!ES*  
yYZ0o.<&T*  
]u O|YLWp  
<NX6m|DD  
;=ERm=  
十. bind 3H/4$XJB  
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。 <Okl.Iz>  
先来分析一下一段例子 ji|tc9#6  
v4x1=E  
V IU4QEW`x  
int foo( int x, int y) { return x - y;} RV+0C&0ff  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 `zRm "G  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 tJY3k$YX  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 lMBXD?,,J  
我们来写个简单的。 _NJq%-,'  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: . !;K5U  
对于函数对象类的版本: 7 S2QTRvH  
+~\c1|f  
template < typename Func > IOOAaa @(  
struct functor_trait !tofO|E5  
  { .Cf`D tK  
typedef typename Func::result_type result_type; -}*YfwK  
} ; MXU8QVSY"  
对于无参数函数的版本: 41`&/9:"_M  
4m$Xjj`vE  
template < typename Ret > vb Mv8Nk  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ];o[Yn'>o  
  { ~~'UQnUN4  
typedef Ret result_type; zc#aQ.  
} ; 4 '6HX#J  
对于单参数函数的版本: 2f$6}m'Ad  
| sio:QP  
template < typename Ret, typename V1 > =XT}&D6  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > "V/6 nuCo  
  { j5>3Td.  
typedef Ret result_type; v= I 'rx  
} ; {m+(j (6-  
对于双参数函数的版本: /"<o""<]  
zcNv T  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ta 66AEc9  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > PxHH h{y%c  
  { Os-sYaW  
typedef Ret result_type; H|0GRjC  
} ; AlRng& o~  
等等。。。 Xm2p<Xu8h  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy UjU*`}k3  
tZ ]/?+1G  
template < typename Func > }[OOkYF#r  
struct func_return zLiFk<G@Xi  
  { 7R=cxD&  
template < typename T > -?$Hr\  
  struct result_1 kW@,P.88  
  { qEoa%O  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?xuhN G@  
} ; J,k|_JO  
oopACE>  
template < typename T1, typename T2 > g"iLhm` L  
  struct result_2 u/BCl!`  
  { }vbs6u  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; s" jxj  
} ; CcHf1 _CI  
} ; M1/Rba Q  
q-fxs8+m|  
( o_lH2  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 !5P\5WF~Y  
,:QzF"MV  
template < typename Func, typename aPicker > 'bXm,Ed  
class binder_1 1c} %_Z/  
  { A%pBvULH  
Func fn; #X(KW&;m  
aPicker pk; .;0?r9  
public : Ol~j q;75  
jCMr[ G=  
template < typename T > AVys`{*c  
  struct result_1 $i+ 1a0%n  
  { Uva b*9vX  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; (*Jcx:rH  
} ; .(0'l@#fT  
aAr gKM f  
template < typename T1, typename T2 > &K_"5.7-56  
  struct result_2 y[s* %yP3l  
  { 8)D5loS  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8_S<zE`Ha  
} ; 0OndSa,  
<4{,u1!t  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} L"akV,w4p  
t@TBx=16  
template < typename T > '@ym-\,  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .'q0*Pe  
  { ZV`D} CQ  
  return fn(pk(t)); %C!u/:.Kv  
} EhkvC>y  
template < typename T1, typename T2 > h$Z_r($b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ; /3 <  
  { i 5"g?Wa2N  
  return fn(pk(t1, t2)); CVh^~!"7j  
} Xq9n-;%zL  
} ; 4{h?!Z*  
<303PPX^6  
d+_wN2  
一目了然不是么? s 9,?"\0Zm  
最后实现bind @"9^U_Qf1z  
n y7 G  
$W 46!U3  
template < typename Func, typename aPicker > J2BW>T!tuw  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) MjAF&bD^  
  { 06 kjJ4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); `[<j5(T  
} G] -$fz  
.`OyC'  
2个以上参数的bind可以同理实现。 b{C3r3B8  
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。 S(^*DV  
]OE{qXr{  
十一. phoenix 0jsU^m<g  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 9OeY59 :  
\>8"r,hG|  
for_each(v.begin(), v.end(), +1Ha,O k  
( li4rK <O  
do_ *<yKT$(+_  
[ 4}FuoQL  
  cout << _1 <<   " , " -0 [^w  
] ]>NP?S )R  
.while_( -- _1), \dAh^BK1(  
cout << var( " \n " ) )&"l3*x  
) K<O1PrC  
); :" 9 :J  
HL;y5o?  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: S{7*uK3$  
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 4#$~gTc@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ;?>xuC$  
那么我们就照着这个思路来实现吧: +1j@n.)ft  
[-)N}rL>  
(Yz EsY  
template < typename Cond, typename Actor > `p@YV(  
class do_while ~yH<,e  
  { *~F\k):>  
Cond cd; tN&x6O+@  
Actor act; 8Yr_$5R  
public : wf!?'*  
template < typename T > >yC1X|d~t  
  struct result_1 +$KUy>  
  { Np4';H  
  typedef int result_type; Hmt} @  
} ; nYJ)M AG@  
w(O/mUDX  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Bb^CukS:  
C0o 0 l>  
template < typename T > <0OZ9?,dm  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >=|Dir  
  { 6Y^UC2TBs  
  do A"t~ )  
    { CA7ZoMB#  
  act(t); C zKU;~D=B  
  } *f8; #.Re  
  while (cd(t)); D2o,K&V  
  return   0 ; 3fJ GJW!zu  
} HS"E3s8  
} ; d'~ kf#  
gTE/g'3  
kB-%T66\  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). [A?Dx-R;(  
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。 ?\MvAG7Y  
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。 xc.(-g[  
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。 X}.y-X#v5J  
下面就是产生这个functor的类: ~y.{WuUD  
(9r\YNK  
"oZ-W?IKE  
template < typename Actor > l+BJh1^  
class do_while_actor  7e\g  
  { z1t YD  
Actor act; ^z #'o  
public : p._BG80  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} "'us.t.  
CV%AqJN  
template < typename Cond > 1|)l6#hOL  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ig(a28%  
} ; J<h^V+x  
o2e aSG  
" N)dle,  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 *oAv:8"iY  
最后,是那个do_ P;o6rQf  
^&oa\7<'  
5gnNgt~  
class do_while_invoker ]J;pUH+u  
  { Z?k4Kb  
public : H!Gsu$C  
template < typename Actor > +uMOT#KjR  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const p=m)lR9  
  { %n-:mSus  
  return do_while_actor < Actor > (act); ]-d:wEj  
} UR|UGldt_T  
} do_; HvSKR1wL\  
M{gtu'.  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 8Fy$'Zx'  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 8&g|iG  
最后来说说怎么处理break和continue T 9Jv  
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。 mM.-MIp  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八