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
  • 3514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 `)Z+]5:  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 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, 22`N(_  
.|d2s  
Fqr}zR)  
Ic!8$NhRS  
  class filler L"Vi:zdp  
  { T1Gy_ G/  
public : ;Nfd  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ;giW  
} ; e/S^Rx4W  
+#$(>6Zu"{  
^TWMYF-  
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: )cF1?2  
7"|j.Yq$H{  
7E 4Xvg+c  
HW,2x}[  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); .WeP]dX%:f  
o>G^)aRa  
)'pc1I  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ?A]@$  
>R&=mo~  
'5:P,1tW U  
heF<UMI  
二. 战前分析 QAI!/bB  
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。 vbn'CY]QU  
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 Gd= l{~  
sPKyg  
moe5H  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Z,x9 {  
  /* --------------------------------------------- */  fa=OeuI  
vector < int *> vp( 10 ); 3 J{hG(5  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }3rWmo8V  
/* --------------------------------------------- */ %\uEV  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); O7KR~d  
/* --------------------------------------------- */ c"<bq}L7S  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); N=?! ~n9Q-  
  /* --------------------------------------------- */ "?[7oI}c&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $hCPmiI  
/* --------------------------------------------- */ ?n]e5R(cj  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ,pc\ )HR  
IQ9jTkW l  
ku`bwS  
J&<uP)<  
看了之后,我们可以思考一些问题:  4hzS  
1._1, _2是什么? o{QU?H5h  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 GiF})e}  
2._1 = 1是在做什么? 02_37!\  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 uI'g]18Hi  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 %uVbI'n)  
dE[_]2];P  
m{ya%F  
三. 动工 -_>g=a@&  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: DJm/:td  
Ob|[/NN  
WecJ^{g>r{  
UdSu:V|  
template < typename T > C}~/(;1V=  
class assignment Rlq6I?S+  
  { e>oE{_e  
T value;  fK$N|r  
public : &dC #nw  
assignment( const T & v) : value(v) {} @3 UVl^T  
template < typename T2 > Q I.*6-(  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ,;_D~7L  
} ; N,><,7!q$,  
-6()$cl}0  
E?& x5?  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ,Cj8{s&;  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment l5jW`cl1  
fC$~3v  
4cO||OsMU  
!`VO#_TJ  
  class holder &M,"%w!  
  { Z_^v#FJ'l  
public : C~5-E{i  
template < typename T > u D.E>.B  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ;-G!jWt6Zi  
  { qwb`8o  
  return assignment < T > (t); }UzO_&Z#6  
} <IF\;,.c  
} ; jZ'y_  
MI!JZI$z5  
JMMsOA_]  
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: J{Z-4y  
zn |=Q$81  
  static holder _1; @QAyXwp  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 6$'6x2,  
Wu 71q=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); OGy/8B2c  
而不用手动写一个函数对象。 GM/3*S$c  
N".-]bB  
LRhq%7p7  
]Mh7;&<6[  
四. 问题分析 KAg<s}gQJ  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 O ).1>  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 \bh3&Z'.  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 JuGQS24  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *5i~N}  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 328(W  
':7%@2Zo  
五. 问题1:一致性 Z?%j5G=4w  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| nI4xK  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 %Km_Sy[7']  
dkV%Pyj  
struct holder n\2VrUQ)M  
  { cLQvzd:h=  
  // xNNoB/DR  
  template < typename T > ta+'*@V +G  
T &   operator ()( const T & r) const M} IRagm  
  { i\S } aCm  
  return (T & )r; [@}{sH(#Ta  
} tUmI#.v   
} ; b8 J\Lm|J  
`>fN? He  
这样的话assignment也必须相应改动: @=c{GAj  
?lxI& h  
template < typename Left, typename Right > /$hfd?L  
class assignment `d=$9Pi  
  { Z`xz|:D+  
Left l; PL8{|Q  
Right r; ~'WvIA (  
public : ufdC'2cp8  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} DytOS}/^9  
template < typename T2 > LnJ/t(KV  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } =+{.I,g}g@  
} ; tUq* -9 V  
,q#^ _/?  
同时,holder的operator=也需要改动: ]xfAdBi  
s,^?|Eo;0  
template < typename T > !oU$(,#9  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const SaEe7eHd  
  { &7 }!U  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); OwP9=9};  
} L%a ni}V  
k@5,6s:  
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。 NDB]8C  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 -A9 !Y{Z  
Y#PbC  
return l(rhs) = r; wLD/#Hfi7  
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。 [;VNuF  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 1fL@rR  
FTt7o'U  
template < typename Tp > DR9M8E  
class constant_t ewgcpV|spn  
  { @2 dp5  
  const Tp t; asR6,k  
public : K0]'v>AWr  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} w\;=3C`  
template < typename T > ;T6^cS{Gj  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const v,RLN`CID  
  { 2 c'=^0:  
  return t; `sN3iD!@R  
} w2~(/RgO  
} ; o lNL|WJ`w  
d{0 w4_x  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 %H- [u}s  
下面就可以修改holder的operator=了 *|Re,cY  
w\_NrsO!x  
template < typename T > AEi@t0By  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ]t1)8v2w>  
  { N|Ua|^  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Pp GNA  
} i#1T68y}  
P58U8MEG  
同时也要修改assignment的operator() rK~362|mo  
B>o\;)l3O  
template < typename T2 > ok'0Byo  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ;sNyN#  
现在代码看起来就很一致了。 5"y p|Yl  
+M@G 8l  
六. 问题2:链式操作 SBjtg@:G0n  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _89 _*t(  
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。 $7)O&T*q'  
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。 ER5Q` H  
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。 S M987Y!B  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Ph]e\  
$Miii`VS9  
template < typename T > $2>tfKhtA  
struct result_1 2>fG}qYy$  
  { wXZ.D}d  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; yixW>W}  
} ; WGG|d)'@  
[p!C+ |rro  
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: gKb4n Nt  
tb/u@}")  
template < typename T > *&UVr  
struct   ref y%TR2CvT  
  { Jkm\{;  
typedef T & reference; <l wI|<  
} ; I6y&6g  
template < typename T > RO wbzA)]r  
struct   ref < T &> "XC6 l4Z  
  { H gNUr5p  
typedef T & reference; h#]}J}si  
} ; <mY`<(bc  
<?qmB }Y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: J-?\,N1R7  
N>ct`a)BD/  
template < typename T > z8Dn<h  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !kASEjFz|f  
  { .&@|)u  
  return l(t) = r(t); .2xypL8(  
} tsfOPth$*  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 |,sUD/rt  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 J@Zm8r<  
).oqlA!  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 XN=<s;U  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 5\=9&{WjND  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 (m04Z2#  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 mZ/B:)_  
最后的布局是: 1LPfn(  
                Add 'b661,+d  
              /   \ yH#;k:O=  
            Divide   5 [po+a@ %  
            /   \ kOdS^-  
          _1     3 =53LapTPJ  
似乎一切都解决了?不。 3<mv9U(  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。  _&(ij(H  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 JEHV \ =  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: zZ32K@  
'hya#rC&(  
template < typename Right > K7f-g]Ibdn  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const |!!E5osXq  
Right & rt) const /mD KQ<  
  { (sqS(xIY  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ljt1:@SN(  
} !+hX$_RT  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ?sS'T7r v  
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。 -S,dG|  
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。 ]LSa(7>EU  
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。 hq,;H40%/  
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。 [tD*\\IA  
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? iBo-ANnK9  
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: Uw&+zJ  
o~4n8  
template < class Action > !zJ.rYZ=g`  
class picker : public Action ~-:CN(U  
  { rM=Hd/ki5  
public : {eZ j[*P  
picker( const Action & act) : Action(act) {} #[KwR\b{:+  
  // all the operator overloaded ok6e=c '  
} ; :T{or-  
/XMmE  
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。 GrQl3 Xi  
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: 8V|-BP5^  
zf o.S[R@  
template < typename Right > HJcZ~5jf  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const >8 JvnBFx=  
  { Bp/8 >E O`  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .ERO*Tj  
} 2~`dV_  
,o}[q92@w  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^_=0.:QaW  
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。 GUp51*#XR  
"mH^Owai  
template < typename T >   struct picker_maker ]cA~%$c89s  
  { I9Sh~vTm=u  
typedef picker < constant_t < T >   > result; h{JVq72R  
} ; %qE#^ U  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ?x[>g!r  
  { kW:!$MX!  
typedef picker < T > result; -{7N]q)}  
} ; &&y@/<t  
=[jBOx&  
下面总的结构就有了: zp9 ?Ia  
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。 o>*{5>#k'  
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。 Q-au)R,  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 -[`W m7en  
至此链式操作完美实现。 5:PZ=jPR  
8/F2V?iT  
R|M:6]}   
七. 问题3 s24H.>Z  
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。 $U0(%lIU  
MnS"M[y3  
template < typename T1, typename T2 > (,TO|  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const % (.PRRI  
  { 3PEs$m9e  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); *AA1e}R{B  
} #rC/y0niH  
\bsm#vY,  
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: vOj$-A--qU  
d{trO;%#f  
template < typename T1, typename T2 > LtU+w*Gj  
struct result_2 7, 4x7!  
  { Rd$<R  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; <'B^z0I,  
} ; n^%u9H  
kj#yG"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? ?yU#'`q  
这个差事就留给了holder自己。 a;zcAeX  
    "D/ fB%h`  
8`~]9ej  
template < int Order > 4HHf3j!5  
class holder; k^]~NP  
template <> (j /O=$mJ  
class holder < 1 > p4Y 9$(X  
  { ,-"]IR!,w  
public : C;ye%&g>  
template < typename T > W9D)QIqbvW  
  struct result_1 gi6_la+  
  { K%k,-  
  typedef T & result; 4<Y?#bm'  
} ; [y:LA ~q  
template < typename T1, typename T2 > \'KzSkC8  
  struct result_2 EAkP[au.  
  { L!G3u/  
  typedef T1 & result; \[&]kPcDl  
} ; ')aYkO{%sb  
template < typename T > ?`XKaD! f  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const DXGO-]!!0  
  { 9e5UTJ  
  return (T & )r; PA/6l"-`3  
} |eqDT,4  
template < typename T1, typename T2 > r=`>'3 } x  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 8B+uNN~%]  
  { !v`=EF.  
  return (T1 & )r1; U_~~PCi  
} ]5\vYk  
} ; 4kM<L}J#  
'yNp J'  
template <> GND[f}  
class holder < 2 > g;h&Xkp  
  { 9T1G/0k-  
public : 6>Cubb>  
template < typename T > t|m3b~Oyv  
  struct result_1 r:cUAe7#  
  { 1:t>}[Y  
  typedef T & result; m+=!Z|K  
} ; S`G\Cd;5  
template < typename T1, typename T2 > [ZbK)L+_  
  struct result_2 &)l:m.  
  { 4l*&3Ar  
  typedef T2 & result; v+G:,Tc"  
} ; ;D1IhDC  
template < typename T > W#[!8d35$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const f/x "yUq  
  { 1 W u  
  return (T & )r; SMyg=B\x?7  
} p1nA7;B-m  
template < typename T1, typename T2 > 2&m7pcls  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const L7-nPH  
  { "J#:PfJ%  
  return (T2 & )r2; -ZB"Yg$l  
} f+V':qz  
} ; "->:6Oe2   
B (falmXJ  
~-+Zu<  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 LDsYr]  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: FScQS.qF  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ?>Aff`dHY  
D6u>[Z[T  
return l(i, j) = r(i, j); vF&b|V+,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Nz;;X\GI  
c0 |p34  
  return ( int & )i; tp<VOUa  
  return ( int & )j; [P/gM3*'  
最后执行i = j; &; \v_5N6  
可见,参数被正确的选择了。 v,&2 !Zv  
sFQ|lU"n  
3_$eQ`AAA  
Ub,unU  
U\ued=H  
八. 中期总结 F 4/Uu"J:  
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: R=PzR;8  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ^ne8~ ;Q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 7,TWCVap  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~|rkt`8p  
5WT\0]RUa  
nlW&(cH  
0,/x#  
&iZYBa  
"tM/`:Qp  
九. 简化 Be+:-t)  
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。 \0h/~3  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 kP$g l|  
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: 37xxVbik  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 YW<2:1A|  
  +-*/&|^等 F6p1 VFs  
2. 返回引用。 {%{GZ  
  =,各种复合赋值等 cAS_?"V a  
3. 返回固定类型。 J|-HZ-Wk|J  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) sFK<:ka  
4. 原样返回。 D OeKW  
  operator, y6}):|  
5. 返回解引用的类型。 }=a4uCE  
  operator*(单目) `Ny8u")=  
6. 返回地址。 1 1CJT  
  operator&(单目) s?k[_|)!  
7. 下表访问返回类型。 / JB4#i7  
  operator[] )*h~dx_cm  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 9#ft;c  
  operator<<和operator>> $x;h[,y   
K*$#D1hG  
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。 <q\) o_tH  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $0T"YC%  
4-_lf(# i  
template < typename Left > 2 -aYqMmT;  
struct value_return sv"mba.J  
  { M%xL K7  
template < typename T > #~;8#!X  
  struct result_1 AF]!wUKxy  
  { S:/RYT"  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Ky#B'Bh}`g  
} ; t [hocl/6  
on?/tHys  
template < typename T1, typename T2 > PU5mz.&0'  
  struct result_2 Hs=N0Sk]j  
  { '*u;:[73  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Z4ioXl  
} ; k&iDJt  
} ; MdZgS#`  
dM{~Ubb  
DA`sm  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait #G` ,  
mo[<4U ks  
下面我们来剥离functor中的operator() 2F @)nh  
首先operator里面的代码全是下面的形式: xc.D!Iav  
9ox|.68q  
return l(t) op r(t) '%C.([  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 4UjE*Aq  
return op l(t) g)qnjeSs]  
return op l(t1, t2) uhB!k-ir  
return l(t) op orH0M!OtS!  
return l(t1, t2) op ApYud?0b  
return l(t)[r(t)] x ;,xd  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] d`uO7jlm  
v9m;vWp  
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: +\GZ(!~  
单目: return f(l(t), r(t)); lk1Gs{(qhH  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); @B[Cc`IN"  
双目: return f(l(t)); puN=OX}C  
return f(l(t1, t2)); M5WtGIV  
下面就是f的实现,以operator/为例 /1~|jmi(  
8`2<g0V2  
struct meta_divide ,G|aLBn  
  { 5;8B!%b  
template < typename T1, typename T2 > \K~fRUo]=c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)  ;c Co+(  
  { aroVyUs3j  
  return t1 / t2; 9<h]OXv  
} ds;cfj[  
} ; .#55u+d,  
4z%#ZIy3   
这个工作可以让宏来做: rn:zKTyhw  
!L. K)9I  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ F4E3c4 81  
template < typename T1, typename T2 > \ {lTxB'W@d  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; )|y2Q  
以后可以直接用 C]yQ "b  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) h^+C)6(58n  
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 k\sM;bCv7  
(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。。。) Nv?-*&L  
|"YA<e %  
/CI%XocB  
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 ?koxt4 4  
0T#xM(q[K  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > N&^xq_9&  
class unary_op : public Rettype h@;)dLo0z  
  { 'K`Rbhy  
    Left l; ~,*YmB=Z  
public : T<+ht8&M8  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} I+"?,Ej$K  
$.Q>M]xH  
template < typename T > R G0S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p&sK\   
      { VkDS&g~Ws  
      return FuncType::execute(l(t)); (y~laW!  
    } ur<eew@8@i  
PB(  
    template < typename T1, typename T2 > /ggkb8<3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Bug}^t{M  
      { YYE8/\+B.  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Z@,PZ   
    } WVWS7N\  
} ; w^])(  
qfG tUkSSb  
6`qr:.  
同样还可以申明一个binary_op Q:kVCm/;  
HS\3)Ooj>  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >bA$SN  
class binary_op : public Rettype UiR,^/8ED  
  { r%F(?gKXkd  
    Left l; _jTwiuMS-  
Right r; 9 rTz N  
public : _2m[(P9d  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O}MZ-/z=o~  
vXWsF\g  
template < typename T > slge+xq\J  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %l:|2s:  
      { J-tq8   
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ZUXse1,  
    } s~LZOPN  
Z .bit_(  
    template < typename T1, typename T2 > sq~+1(X  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ESD<8 OR  
      { 9p2>`L  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); =_8 UZk.  
    } _,_8X7  
} ; X a"XB  
lI4J=8O0  
Q+b.-iWR  
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 >+:r '  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 6Z(*cf/s  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 7|QGY7Tf  
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。 5#0A`QO   
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 0R@g(  
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。。。 #vj#! 1  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 $ZI~8rI~  
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) $5lW)q A  
下面是修改过的unary_op =[P%_v``  
@PQrmn6w  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 5S%C~iB  
class unary_op D3S+LV  
  { -9OMn}w/*  
Left l; ImWXzg3@{  
  EO#gUv  
public : Fn86E dFM  
d7"U WY^  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} bQwdgc),s{  
L$1K7<i.  
template < typename T > "xvtqi,R  
  struct result_1 |N:MZ#};  
  { dD/t_ {h  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; PwW^y#96  
} ; sDLS*467  
$%g\YdC  
template < typename T1, typename T2 > %K h2E2Pe  
  struct result_2 A\".t=+7  
  { ;Z ]<S_#-  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Fn:.Y8%-  
} ; atY *8I|  
K??1,I  
template < typename T1, typename T2 > ~ HK1X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8[{|xh(  
  { [_WI8~g Y  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); g4N%PV8  
} jHAWK9fa  
/M3y)K`^  
template < typename T > i2$*}Cu  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const NW{y% Z  
  { 6Z~Ya\~.g.  
  return OpClass::execute(lt(t)); .zvlRt.zl  
} &/s~? Iq  
\ V6   
} ; Dd| "iA  
+0]'| tF>  
g<fDY6jt  
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 WP5VcBC  
好啦,现在才真正完美了。 Bv^+d\*1  
现在在picker里面就可以这么添加了: Z^s+vi  
3->,So0Y  
template < typename Right > $^}[g9]1  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const jip\4{'N  
  { f hQy36i@  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 'pan9PW  
} XwcMt r*  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 3brb*gI_b  
a3Y{lc#z}  
)ZH c$+fU  
&yE1U#J(  
$+Vmwd;  
十. bind %=V"CJ$|  
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。 R N@^j  
先来分析一下一段例子  bRNK.[|  
@ ]f3| >I  
u7HvdLql  
int foo( int x, int y) { return x - y;} %yiD~&  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 |/VL35b  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 9b1?W?"  
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。 Bi e?M  
我们来写个简单的。 SD?BM-&~  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: BI};"y  
对于函数对象类的版本: `dDa}b  
2\VAmPG.Zs  
template < typename Func > Yx5J$!Ld  
struct functor_trait 4E2yH6l  
  { 7Rnm%8?T  
typedef typename Func::result_type result_type; F\5X7 ditD  
} ; WSQ[.C  
对于无参数函数的版本: %JQ~!3  
=_[2n?9y  
template < typename Ret > z!$gVWG  
struct functor_trait < Ret ( * )() > gmY/STN   
  { a:A n=NA  
typedef Ret result_type; +0J@y1  
} ; ~\$=w10  
对于单参数函数的版本: AYcgi  
.U9 R> #  
template < typename Ret, typename V1 > M#xQW`-`  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > )u;JwFstX  
  { .d~\Ysve  
typedef Ret result_type; )GVBE%!WEd  
} ; u FZ~  
对于双参数函数的版本: ~Rs#|JWB2V  
il12T`a  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > #$FrFU;ZR  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ' WQdr(  
  { <FUon  
typedef Ret result_type; T7 {<arL$  
} ; cGNvEM(4AV  
等等。。。 Q"%S~&#'  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy qe$33f*  
j$Nf%V 6Y  
template < typename Func > (S|a 9#  
struct func_return (YwalfG {C  
  { R2rsJ  
template < typename T > %ISq>A)%  
  struct result_1 w$j{Hp6m  
  { DzC Df@TB"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 6\4Z\82  
} ; "(,2L,Zh  
f2yq8/J8.  
template < typename T1, typename T2 > 9_ZBV{   
  struct result_2 yHNuU)Ft  
  { 7X}TB\N1  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; BX[~% iE  
} ; edijfhn  
} ; R,F gl2  
Vr/Bu4V"  
w2{g,A|  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 D9BQID$R  
_ 5"+Dv  
template < typename Func, typename aPicker > ZjD)? 4  
class binder_1 '^iUx,,ZQ  
  { v^SsoX>WMH  
Func fn; ?^9BMQ+  
aPicker pk; R4{-Qv#8 q  
public : #6=MKpR  
XWUP=D~  
template < typename T > X*F_<0RC1  
  struct result_1 cJDd0(tD!  
  { M-J<n>hl  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; sb^mLH] 3  
} ; l!?yu]Yon  
!`&\Lx_  
template < typename T1, typename T2 > A1),el-^5  
  struct result_2 T#EFXHPr  
  { FI"HJwAs  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; L0Y0&;y|R  
} ; =gjDCx$|  
53Yxz3v  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} I[0!S IqY  
M:|8]y@  
template < typename T > /=)L_  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `G!M>h@  
  { j*400  
  return fn(pk(t)); ^lj7(  
} FW..mD9)}  
template < typename T1, typename T2 > 3[d>&xk@$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @;iXp>&&  
  { 6L9, 'Bg  
  return fn(pk(t1, t2)); WOX}Sw"  
} yZCX S  
} ; &Z;_TN9[  
T95t"g?p  
:Q_3hK  
一目了然不是么? %S@L|t  
最后实现bind M`7y>Ud  
bgF^(T35  
lnh+a7a)  
template < typename Func, typename aPicker > 'yY>as  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) '<dgT&8C  
  { R)5n 8  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); !GwL,)0@^  
} -Z0+oU(?YE  
J !HjeZ  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ,Na^%A@TJ  
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。 i"r!w|j  
M Hi8E9_O  
十一. phoenix uw AwWgl  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: G[,Q95`w?<  
X~oK[Nf'9  
for_each(v.begin(), v.end(), ik.A1j9oN  
( 0 1V^L}  
do_ iW%8/$  
[ V}WB*bE  
  cout << _1 <<   " , " Bv6 K$4  
] u92^(|  
.while_( -- _1), xSMt*]=9  
cout << var( " \n " ) 5/MKzoB  
) ^D{lPu 3  
); ^oM|<";!?D  
9'[ N1Un.=  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: }ns-W3B'  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor (R!hjw~  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -0C@hM,wm  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 1} %B%*N  
T{+Z(L  
B<?w h0  
template < typename Cond, typename Actor > 3Ot~!AlR  
class do_while RY9V~8|M  
  { c{3wk7  
Cond cd; J h&~ToF!  
Actor act; qS| \JG  
public : T>`74B:  
template < typename T > QHq,/kWY  
  struct result_1 72W s K"  
  { zfA GtT <  
  typedef int result_type; a^U~0i@[S  
} ; ~;]W T  
nkfZiyx  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} l{j~Q^U})  
V)(R]BK{  
template < typename T > b^0}}12  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Jl3g{a  
  { 'cix`l|^  
  do kF"@Ngv.  
    { n+;6=1d7ZW  
  act(t); 'Ft0Ry<OL  
  } vw,rF`LjZ  
  while (cd(t)); "VG+1r+]4  
  return   0 ; %D g0fL  
} @Fp_^5  
} ; EJ@p-}I!  
4db(<h  
o1cErI&q"  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ~Wo)?q8UY,  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Y_woKc*  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 G3G#ep~)vC  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 F8:vDv  
下面就是产生这个functor的类: Zwz&rIQpT  
%w7u]-tR  
C?Bl{4-P}*  
template < typename Actor > #|&Sc_#4)  
class do_while_actor 1i[FY?6`dh  
  { nw>8GivO  
Actor act; #9-P%%kQ  
public : (0YZZ93  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} SN7"7joP<  
SCvVt  
template < typename Cond > N ,8/Y  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; =U%Rvm  
} ; AV9m_hZ t  
|KSy`lY-j>  
1cS}J:0P  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 8>,jpAN}r  
最后,是那个do_ (q+)'H%iK  
7(5xL T$  
5[0 O'%$  
class do_while_invoker y{dTp  
  { .ZvM^GJb  
public : EkgE_8  
template < typename Actor > &e 6CJ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const &wD;SMr<  
  { 35E_W>n  
  return do_while_actor < Actor > (act); :8CvRO*<  
} 1$M@]7e+!+  
} do_; 79`AM X[b  
\b%kf99  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ^6_e=jIN  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 UfN&v >8f  
最后来说说怎么处理break和continue KMI_zhyB  
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。 z!l.:F  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八