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
  • 4368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 ^eCMATE  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 eq7>-Dmi@  
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, NFBhnNH+  
8'0I$Qa4  
Ab:+AC5{  
UO_tJN#X  
  class filler -X,[NI3  
  { L~&r.81  
public : WXJ%hA  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,qK3 3Bn  
} ; Qjd<%!]+\  
/fC8jdp&  
kZ<"hsh,Y'  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: v|;}}ol  
g I@I.=y  
 [?moS!  
Kb*X2#;*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); A%% Vyz  
eBg:[4 4V  
71OQ?fc  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ~cb7]^#u1l  
xcE<|0N :  
,2`FSL%J  
Q<fDtf}  
二. 战前分析 05Y4=7,!  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 &4jc3_UKV  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 !ZzDSQ ;  
9{XV=a v  
uN9J?j*ir  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,?`Zrxe[  
  /* --------------------------------------------- */ 3s$vaV~(a  
vector < int *> vp( 10 ); -=a,FDeR  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); nn{PhyK  
/* --------------------------------------------- */ _?c7{  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 4-~S"T8<u  
/* --------------------------------------------- */ roHJ$~q?  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); oS#PBql4  
  /* --------------------------------------------- */ {6gY6X-R  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Ql{:H5  
/* --------------------------------------------- */ "aJf W  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Q;0 g  
3\0,>L9ET@  
}BJR/r  
D;+sStZK3  
看了之后,我们可以思考一些问题: P8n |MN  
1._1, _2是什么? K)s{D ] B  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 p\ _&  
2._1 = 1是在做什么? T!Z).PA#  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 o'Kl+gw4  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 3D2i32Y@!  
#Mrc!pT]xy  
W?R@ eq.9  
三. 动工 7~m[:Eg6[s  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: v)%0`%nSR  
tDn:B$*}W,  
R 9b0D>Lxt  
u E<1PgW  
template < typename T > ,<!v!~Iy  
class assignment Vl%UT@D|  
  { r Zg(%6@  
T value; V[ 'lB.&t  
public : +CXtTasP  
assignment( const T & v) : value(v) {} n+SHkrW  
template < typename T2 > pRGag~h|E  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } sz+%4T  
} ; (svKq(X  
.r\|9 *j<  
87yZd8+)  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 in#lpDa[  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment  r74' _y  
)h`8</#m{  
MWJ}  
D2 X~tl5<  
  class holder OI^sd_gkZ  
  { L^x h5{  
public : {YF(6wVl  
template < typename T > J *;= f8  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const OZ6:u^OS]  
  { xt1Ug~5  
  return assignment < T > (t); pmgPBiU>  
} ~UQX t r  
} ; T*jQzcm~?  
6 }>CPi#  
)8*}-z  
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: \"1%>O*  
L-1#n  
  static holder _1; uo-1.[9ds  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 eNu]K,rT  
@|EWif|  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); sr-tZ^d5S?  
而不用手动写一个函数对象。 jhH&}d9  
) m(!lDz3  
g+3_ $qIQ+  
A\ r}V-  
四. 问题分析 tX~ *.W:  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 *NCkC ~4  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ?ZP@H _w6}  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 tui5?\  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Hd57Iw  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 qijQRxS  
,Rdw]O  
五. 问题1:一致性 (CInt_dBw~  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| o^v]d7I8b  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Nj=0bg"Qg5  
rr]-$]Q  
struct holder qFN`pe,  
  { 8,-U`.  
  // d9q`IZqee  
  template < typename T > !nL>Ly  
T &   operator ()( const T & r) const G>,43S!<  
  { gubw&W  
  return (T & )r; ;$'D13  
} @K\ hgaQ  
} ; W<>R;~)  
?10L *PD@  
这样的话assignment也必须相应改动: VWrb`p@  
~Z' /b|x<3  
template < typename Left, typename Right > </!GU*  
class assignment E?S  
  { m{ f+ !  
Left l; aRy" _dZ2  
Right r; |J$ Bj?  
public : Egmp8:nZl@  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^J'O8G$  
template < typename T2 > %#TAz7  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } epgAfx-_OH  
} ; & tjL*/  
HutQx  
同时,holder的operator=也需要改动: 4Q:r83#  
+<bvh<]Od  
template < typename T > !GnwE  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 7n]ukqZ  
  { TjicltQi4  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); X}g"_wN,g>  
} z&yVU<;  
2`J#)f|  
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。 ( 'Ha$O72  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 *#83U?  
M)3'\x :  
return l(rhs) = r; `#4q7v~>oe  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 'm0_pM1:D  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: y+h/jEbM</  
Yf_/c*t\5  
template < typename Tp > m-]F]c=)w<  
class constant_t p ^ ONJL  
  { o_a'<7\#i  
  const Tp t; |k#EYf#Y  
public : r4Xaa<  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} S 9|^VU  
template < typename T > {01^xn.  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const M[P1hFuna  
  { |h & q  
  return t; mFt\xGa  
} mYbu1542'n  
} ; a fLE9  
M[cAfu  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (-xVW#39  
下面就可以修改holder的operator=了 iy|;xBI,  
a]!u go}  
template < typename T > .|@2Uf  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 1BSn#Dnj  
  { Q-J} :U  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Q5]rc`} 5  
} 6Ev+!!znu  
Tnas$=J  
同时也要修改assignment的operator() WO$8j2!~#  
F`>qg2wO  
template < typename T2 > x"A\ Z-xxz  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } G "ixw  
现在代码看起来就很一致了。 #'. '|z  
5t|$Yt[  
六. 问题2:链式操作 LI>Bl  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 h{ZK;(u$  
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。 r,q.RWuII  
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。 !LCy:>i!d  
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。 ,(f({l[J}  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 'p)DJUwt  
~5>TMIDiuR  
template < typename T > f|Nkk*9$  
struct result_1 >M^:x-mib  
  { >sQf{uL  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *ZIX76y<!A  
} ; iD/+#UTY  
S<z8  
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: N{<5)L~Y  
!Wj`U$];  
template < typename T > 3xgU=@!;  
struct   ref =&PO_t5)z  
  { hqV_MeHv'  
typedef T & reference; L s+zJ1  
} ; yq!peFu  
template < typename T > Y=,9M  
struct   ref < T &> +_jM$?:F}  
  { 3Xy~ap>Y  
typedef T & reference; bI8')a  
} ; #mD_<@@  
?rziKT5OOC  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: =i6k[rg  
%vbov}R  
template < typename T > _+Z5qUmQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !wC( ]Y  
  { KN&|&51p}  
  return l(t) = r(t); [E/. r{S  
} v1/Y0  
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。 /#SH`ZK  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 1GPBqF  
9A87vs4[  
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 / S@iF  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: R G~GVf  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ;p87^:  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 x6ayFq=  
最后的布局是: 5Q:%f  
                Add ?)Je%H  
              /   \ 7>F[7_  
            Divide   5 At !@Rc  
            /   \ ) )t]5Ys%;  
          _1     3 %'VzN3Q5V  
似乎一切都解决了?不。 ^1<i7u  
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。 &Lbwx&!0b  
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。 ?!.J 0q  
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: bdEI vf7  
lqa~ZF*  
template < typename Right > !pHI`FeAV  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const "sWsK %  
Right & rt) const /FjdcH=  
  { G-,0mo  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); OLV3.~T  
} jvpv1>KYV  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 F+L%Ho;@P  
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。 . g-  HB'  
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。 3Bcv"O,B!{  
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。 X$?0C{@.}  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 d(9-T@J  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? i 1Kq (7  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: oE2VJKs<B  
h8-uI.RZ  
template < class Action > }a#=c*+_  
class picker : public Action (Ffa{Tt!  
  { wc\`2(  
public : TX7dwmt) N  
picker( const Action & act) : Action(act) {} sHPj_d#  
  // all the operator overloaded [+="I &  
} ; &.PAIe.  
c= ?Tu  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 BqDsf5}jpA  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: JB=L{P J  
D(WV k  
template < typename Right > 3{$>-d  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const NiQ Y3Nj  
  { SR_ -wD  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Tt=;of{  
} %a:T9v  
p#3G=FV  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> >  m3^D~4  
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。 mx#)iHY  
sCp)o,;  
template < typename T >   struct picker_maker DghqSL ^s  
  { =NSunW!  
typedef picker < constant_t < T >   > result; d(Hqj#`-31  
} ; AYfe_Dj  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > s,l*=<  
  { BuUM~k&SY  
typedef picker < T > result;  vNdW.V}  
} ; P>^$X  
l3/Cj^o4  
下面总的结构就有了: }*O8]lG  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 @\M^Zuo  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 %!A-K1Z\D  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4vND ~9d  
至此链式操作完美实现。 L3 KJ~LI  
;0NJX)GL  
J6ed  
七. 问题3 t< RPDQ>  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Kaaz,C.$^  
="P FCxi  
template < typename T1, typename T2 > XqwP<5Z  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .F[5{XV  
  { Wg<o%6`  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); <I0om(P  
} E*kZGHA  
DF'~ #G8  
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: G*~CB\K_  
Xq"Es  
template < typename T1, typename T2 > Dz/MIx  
struct result_2 5PP^w~n  
  { 9[DlJ@T}  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; J3B+WD]  
} ; 1]vDM&9  
?_ v_*+b_  
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? $ f||!g  
这个差事就留给了holder自己。 gvL*]U7  
    S,f#g?V  
x?od_M;*8;  
template < int Order > r=p^~tuyxr  
class holder; $iA:3DM07  
template <> ~PU}==*q  
class holder < 1 > kV8qpw}K  
  { J aJ/ |N  
public : @\>7 wt_'  
template < typename T > P m&^rC;  
  struct result_1 5H|7DVG  
  {  =WEDQ\ c  
  typedef T & result; K4I/a#S'@6  
} ; VW;E14  
template < typename T1, typename T2 > M a3}w-=;  
  struct result_2 ZS`Kj(D  
  { MmFtG-  
  typedef T1 & result; {~G~=sC$  
} ; Ll VbY=EX7  
template < typename T > ?crK613 t  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const bfpoX,:   
  {  ':DL  
  return (T & )r; -.L )\  
} 09{s'  
template < typename T1, typename T2 > U!E}(9 tb  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 563ExibH  
  { N^k& 8  
  return (T1 & )r1; 7{9M ^.}  
} v yt|x5  
} ; < 'BsQHI  
.CNwuN\  
template <> FPPl^  
class holder < 2 > rEbH< |  
  { Vock19P  
public : 7(P4KvkI  
template < typename T > /;!I.|j  
  struct result_1 Xn>>hzj-x?  
  { pRUQMPn (  
  typedef T & result; 6z:/ma^  
} ; 73SH[f[g  
template < typename T1, typename T2 > {.DY\;Q  
  struct result_2 uc|ej9N  
  { bqaj~:}@  
  typedef T2 & result; [$:L| V!{  
} ; #q-fRZ:P  
template < typename T > TefPxvd  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const )HvB ceN  
  { -"^xg"  
  return (T & )r; +Hp`(^(  
} ;E>#qYC6  
template < typename T1, typename T2 > LB9W.cA   
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const | h+vdE8  
  { c\O2|'JzE  
  return (T2 & )r2; e<FMeg7n  
} Z`zLrXPD)  
} ; koE]\B2A6  
d>Nh<PqH6  
^&$86-PB/  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 Tks"GlE*D  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: '$J M2 u  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: -lAY*2Jg  
hTcU %Nc  
return l(i, j) = r(i, j); .[3C  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Ttp%U8-LJR  
5w+&plIJ  
  return ( int & )i; c~OvoTF,  
  return ( int & )j; kLpq{GUv:  
最后执行i = j; PSX o"   
可见,参数被正确的选择了。 $xF[j9nM  
_N>#/v)Yi  
_+~&t9A!  
>hV 2p/D  
JZE@W -2  
八. 中期总结  o|#F@L3i  
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: [,MK)7DU  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 0"ooHP$1  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Ww#!-,*]o  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor pF8+< T3y  
ELG9ts+5Uj  
ZPz=\^  
NzeiGj  
[;ZC_fD  
vF>]9sMv  
九. 简化 _>?.MUPB  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Q:T9&_|  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 4?[1JN>  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: joZd  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 8pp;" "b  
  +-*/&|^等 o)DO[  
2. 返回引用。 .~q>e*8AH  
  =,各种复合赋值等 /^bU8E&^M  
3. 返回固定类型。 n[# **s  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) g-NrxyTBlx  
4. 原样返回。 |`{$Ego:  
  operator, [X8EfU}  
5. 返回解引用的类型。 >l=^3B,j  
  operator*(单目) %=\*OIhl  
6. 返回地址。 ' ~fP#y  
  operator&(单目) U}5]Vm$]  
7. 下表访问返回类型。 ;cp||uO  
  operator[] CVEo<Tz  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 82?LZ?!PD  
  operator<<和operator>> kc}|L9  
AR&l9R[{N  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 NLxR6O4}8  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: "ctZ"*  
9U=6l]Np  
template < typename Left > =A$d)&  
struct value_return cR*~JwC:  
  { AE Elaq.B  
template < typename T > {MDM=;WP_  
  struct result_1 ]#G1 ]U  
  { 0[N1SY\lj  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; }n'W0 Sa  
} ; [ q[2\F?CE  
V{x[^+w7X~  
template < typename T1, typename T2 > tYSfeU  
  struct result_2 GZY:EHuz[  
  { 0<fQjXn  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; BlcsDB =ka  
} ; YIb7y1\UM  
} ; `9P`f4x  
$&Z#2 X.  
NVB#=!S  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait C',uY7}<  
Sl% 6F!  
下面我们来剥离functor中的operator() /;E=)(w  
首先operator里面的代码全是下面的形式: :_,3")-v  
. NxskXq)  
return l(t) op r(t) zG^$-L.n  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4%JJ} {Ff  
return op l(t) UQ@szE  
return op l(t1, t2) &0J8I Cd=  
return l(t) op 3v`@**  
return l(t1, t2) op \YF07L]qs-  
return l(t)[r(t)] KDA2 H>  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] s vS)7]{cU  
{/>uc,8O  
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: >*n4j:  
单目: return f(l(t), r(t)); EV-# E  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Bqb`WX[<`  
双目: return f(l(t)); 'R42N3|F  
return f(l(t1, t2)); zvdIwV&oT  
下面就是f的实现,以operator/为例 S1C#5=  
"I{Lcn~!@  
struct meta_divide ltNY8xrdGN  
  { 6KD-nr{S  
template < typename T1, typename T2 > z92Xc  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >!tfvM2X{  
  { kV!1k<f  
  return t1 / t2; 0I2?fz)  
} 4p6T0II_$  
} ; M &H,`gm  
ocp  
这个工作可以让宏来做: `G:hC5B  
t\Qm2Q)>  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Vh]=sd<F  
template < typename T1, typename T2 > \ zTi 8y<}  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; L;+e)I]  
以后可以直接用 j X*gw6!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) + [$Td%6  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 jyidNPLm4  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) t2rZ%[O  
r@wE?hK  
%*IH~/Ld;]  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 `49!di[  
3Ljj|5.q  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Lc "{ePFh  
class unary_op : public Rettype ZU2D.Kf_:  
  { wnQi5P+  
    Left l; s*eM}d.p  
public : ")nKFs5  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} %/hokyx  
/BhP`a%2Q  
template < typename T > Ke~!1S8=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !FB2\hiM  
      { w6^TwjjZ$  
      return FuncType::execute(l(t)); ,JPDPI/a  
    } #$!^1yO  
?g0dr?H  
    template < typename T1, typename T2 > {Hv kn{{'  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]+ tO  
      { ]@ Vp:RGMr  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Y$+v "  
    } 2^U?Ztth6  
} ; Xd1+?2  
~L> &p  
??++0<75  
同样还可以申明一个binary_op Gvr>n@n  
'] _7Xa'  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > t_(S e  
class binary_op : public Rettype :r{W)(mm  
  { 7ks!0``  
    Left l; .E{FD%U  
Right r; 8&bNI@:@  
public : rm|,+ {  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6Yqqq[#V/  
m93{K7O2e  
template < typename T > )5o6*(Y  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uOZSX.o^  
      { PMvm4<  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); RL/5 o"  
    }  x_/H  
2_Cp}Pj  
    template < typename T1, typename T2 > Lg2PP#r  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WW7E*kc  
      { oB '5':  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); "39mhX2  
    } ~uB@oKMru  
} ; \rS-}DG  
m+ #G*  
A$;*O)  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 %0f*OC  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 [RTo[-ci2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) V_|HzYJJ5  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 _LWMz=U=J/  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! x$S~>H<a  
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。。。 +]hc!s8  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 E|6@h8 #  
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) @9k/od@mW  
下面是修改过的unary_op \Z~ <jv  
l9H-N*Wx  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > X6?Gxf,  
class unary_op yDpv+6(a  
  { 9R&.$5[W(s  
Left l; B\;fC's+  
  *;lb<uLv  
public : xz7CnW1  
F^=y+}]=  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} jo0XOs  
/u"Iq8QA  
template < typename T > Ie8K [ >  
  struct result_1 E!,jTaZz  
  { x"Ij+~i{l  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; V@1,((,l  
} ; c5[ ~2e  
gDH|I;!  
template < typename T1, typename T2 > E <r;J  
  struct result_2 :`4LV  
  { 5yroi@KT   
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %@C$xM"  
} ; fRzJiM{  
T+!0`~`  
template < typename T1, typename T2 > s>TC~d82  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x LK,Je  
  { !__^M3S,k  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); mxwG~a'_  
} sq8O+AWl  
h{?f uoZj%  
template < typename T > \PmM856=ms  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const H;FzWcm  
  { P1`YbLER5  
  return OpClass::execute(lt(t)); QX. U:p5C  
} 8yuTT^  
Imo?)dYK  
} ; XhOg>  
mt-t8~A  
=]<X6!0mR  
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 u:^9ZQ+  
好啦,现在才真正完美了。 j?! /#'  
现在在picker里面就可以这么添加了: dmMrZ1u2  
G/KTF2wl7  
template < typename Right > ~BXy)IB6  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?.nD!S@  
  { @\=4 Rin/q  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); >vuR:4B  
} g_"B:DR  
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。 J^pq<   
F}5skD=  
%V-Hy;V  
3tmS/ tQp  
GbC JGqOR  
十. bind }5QUIK~NA  
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。 U(<~("ocN  
先来分析一下一段例子 xp"F)6  
H.[(`wi!I  
pJQ_G`E  
int foo( int x, int y) { return x - y;} df$pT?o  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 \T;(k?28HN  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 :&s8G*  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ]TsmWob  
我们来写个简单的。 2]tW&y_i  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: AxCFZf5  
对于函数对象类的版本: 1EliR uJ  
*+J`Yk7}  
template < typename Func > O+~@ S~  
struct functor_trait \Oe8h#%  
  { o~VZ%B  
typedef typename Func::result_type result_type; `Z (`  
} ; Z$K[e  
对于无参数函数的版本: $rQi$w/  
B)qcu'>iy  
template < typename Ret > ;]%Syrzp  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 4uv*F:eo  
  { 74KR.ABd  
typedef Ret result_type; Z%VgAV>>  
} ; BM02k\%  
对于单参数函数的版本: =>xyJ->R  
d s}E|Q  
template < typename Ret, typename V1 > VS5D)5w#  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > [iN\R+:  
  { kg$w<C@#"  
typedef Ret result_type; sg_%=;  
} ; ,{#Li  
对于双参数函数的版本: -.UUa  
*47%| bf`  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > +3-f$/po  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > FF30 VlJ  
  { /I0}(;^y  
typedef Ret result_type; %nj{eT  
} ; sfCU"O2G  
等等。。。 ^<Sy{KY  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy t\-;n:p-  
sTECNY=l  
template < typename Func > EB5 ^eNdL  
struct func_return x<) T,c5Y  
  { ODPWFdRar  
template < typename T > G5$YXNV  
  struct result_1 C)ebZ3  
  { -$(2Z[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0C0ld!>r  
} ; ~*RBMHs  
l>@){zxL  
template < typename T1, typename T2 > j.29nJ  
  struct result_2 gCW {$d1=  
  { ujbJ&p   
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ZJ |&t  
} ; <{k8 K6  
} ; OJ)XJL  
Cvtz&dH  
iZ2nBi Q  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R|!4klb  
N-Sjd%Z  
template < typename Func, typename aPicker > 2?c%<_jPA  
class binder_1 ;VPYWss  
  { ljk,R G  
Func fn; gg :{Xf*`  
aPicker pk; "'U]4Z%q!  
public : ~P+;_  
iiV'-!3w  
template < typename T > DbH'Qs?z  
  struct result_1 WL1$LLzN  
  { mUwGr_)wj  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; X%Ta?(9|.^  
} ; w;V+)r?w  
^e1mK4`  
template < typename T1, typename T2 > #(r1b'jfP  
  struct result_2 SHe547X1  
  { 6Zq7O\  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; | <- t  
} ; w)%/Me3o  
F ss@/-  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} >Gr,!yP  
RVa{%   
template < typename T > sm;\;MP*yH  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const E>`gj~  
  { Rj/y.g  
  return fn(pk(t)); O*hQP*Rs  
} 4d $T6b  
template < typename T1, typename T2 > @s~*>k#"#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const v^1n.l %E  
  { 4XArpKA  
  return fn(pk(t1, t2)); u$y5?n|  
} lgh+\pj  
} ; 3 bl l9Ey  
Ip;;@o&D  
"$N 4S9U  
一目了然不是么? ug9]^p/)^  
最后实现bind JS0957K  
.Wvg{ S -  
!v]~ut !p  
template < typename Func, typename aPicker > _Wo(;'.  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) j9$kaEf  
  { 8jU6N*p/  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Ia*T*q Ju  
} -v?)E S  
<~35tOpv  
2个以上参数的bind可以同理实现。 )r:gDd#/X  
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。 ?F@X>zR2  
OT}^dPQe  
十一. phoenix +&8'@v$  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 1Et{lrgh f  
u#v];6N  
for_each(v.begin(), v.end(), <=PYu:]h  
( YC d  
do_ !_j6\r=  
[ 17B`  
  cout << _1 <<   " , " gYvT'72  
] N1espc@j  
.while_( -- _1), NIxtT>[+3  
cout << var( " \n " ) >Mk#19j[/  
) qc@v"pIz'S  
); bn0Rv  
aq%i:};  
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: (t2vt[A6ph  
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 )TyI~5>;  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 |FJc'&)J"  
那么我们就照着这个思路来实现吧: !jyy`q=  
Rln@9muXA  
'n!kqP  
template < typename Cond, typename Actor > R'p- 4  
class do_while P(Q}r 7F~(  
  { 3"iJ/Hc}9  
Cond cd; o.KE=zp&z  
Actor act; m[6c{$A/w  
public : tf?"AY4  
template < typename T > K8|>"c~  
  struct result_1 |bv7N@?e  
  { \-R\xL  
  typedef int result_type; Z6_E/S  
} ; L QA6iZBP  
Tlz~o[`&  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} r>x>aJ  
be:=-B7!  
template < typename T > )dZ1$MC[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3C(V<R?  
  { jin XK  
  do .+dego:  
    { =z +iI;  
  act(t); Q@? {|7:  
  } g WHjI3;  
  while (cd(t)); { ^ @c96&  
  return   0 ; ^F`\B'8MF  
} lxXIu8  
} ; @[w.!GW%  
glgXSOj  
yu @u0vlc  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 5{O9<~,  
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。 %Y<3v \`_  
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。 "BD$-]  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 lehuJgz'OO  
下面就是产生这个functor的类: nT xN>?l2E  
53)*i\9&  
Lo^gg#o  
template < typename Actor > <%EjrjdvL+  
class do_while_actor C+X- Cp  
  { 6eHw\$/  
Actor act; z)XI A)i6  
public : I<LIw8LI  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} /faP@Q3kR  
y`p(}X`>  
template < typename Cond > &U0Y#11Cx  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 5qQ\H}  
} ; F@Cxjz  
"IKbb7x  
C#D8 E.W  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 anxwK47  
最后,是那个do_ Lt\=E8&rh  
7F 1nBd  
<Z\j#p:  
class do_while_invoker B*T;DE   
  { >`u/#mrd  
public : g,d'&r"JWt  
template < typename Actor > b{hdEb  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const i@hW" [A  
  { C{P:1ELYXH  
  return do_while_actor < Actor > (act); W"ldQ  
} p 28=l5y+  
} do_; g"Gj8QLDz  
Nkg^;-CV0  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? z2cd1HxN  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 %8~g#Z  
最后来说说怎么处理break和continue T$Rj/u t1  
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。 K1[(% <Gp  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八