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
  • 6685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 <x^Ab#K"  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 { !;I4W%!  
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, bIR&e E  
04u^Q  
Yr\pgK,  
:7&-<ae2  
  class filler ^Qx qv  
  { ."u-5r<O  
public : {4%B^+}T  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} VXM5 B  
} ; Uh9p ,AV  
bu j}pEI  
9MI~yIt`L  
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: 4=T.rVS[  
^>3q@,C]c  
sFvu@Wm'7W  
I &jiH)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); q3CcXYY  
ecZT|X4u  
HoTg7/iK  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ? _>L<Y  
YoT< ]'  
d[p-zn.  
rKtr&w7X  
二. 战前分析 D;@nrj`.  
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。 ^E)*i#."4  
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 %+=y!  
D>U b)i  
$P{|^ou3a#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); =.sg$VX  
  /* --------------------------------------------- */ 2%|0c\y|z=  
vector < int *> vp( 10 ); mHiV};$  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 6 G^x%s  
/* --------------------------------------------- */ !P_8D*^9  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); _ yu d  
/* --------------------------------------------- */ =tS1|_  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 0pC}+ +  
  /* --------------------------------------------- */ 9}=]oX!+V  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ;F/yS2p  
/* --------------------------------------------- */ 5}pn5iI  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ]I+"";oQGB  
}u>F}mUa  
lVw77bZ  
n B5:X  
看了之后,我们可以思考一些问题: b%TS37`^[  
1._1, _2是什么? YM:;mX5B  
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。 MHm=X8eg  
2._1 = 1是在做什么? x$6` k  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ~$bkWb*RJ  
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。 ?3 #W7sF  
kzK4i!}  
&$,%6X"  
三. 动工 74h[YyVi  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: P_[A  
4dB6cg  
"X.JD  
iK(G t6w  
template < typename T > na5:)j4<  
class assignment >\/H2j  
  { h0=Q.Yz6  
T value; "RkbT O  
public : HkP')= sa  
assignment( const T & v) : value(v) {} ib3 u:  
template < typename T2 > CSA.6uIT  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } :nt 7jm,  
} ; |U GmIm%  
:c vZk|b%  
w6-A-M6hD  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 z)Yk&;XC  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment qG=>eRR  
9L"Z ~CUL  
wa #$9p~Q  
fpDx)lQ  
  class holder #]~l]Eq  
  { &8##)tS(y  
public : Y/3CB  
template < typename T > 5Oa`1?C1  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const NB["U"1[^E  
  { RW?F{Jy{  
  return assignment < T > (t); tU5Z?QS  
} pq3W.7z;b  
} ; THQd`Lj  
({R-JkW: ;  
]d}h`!:  
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*nh>@7  
$,/;QP}  
  static holder _1; QM"\;l??  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 /uh?F  
D.Q9fa&P  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !vaS fL*]  
而不用手动写一个函数对象。 p}b:(QN~m  
c Nhy.Z~D  
P ,%IZ.  
\o&\r)FX  
四. 问题分析 c7E|GZ2Hc  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Eeumi#$Z   
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。 2/T4.[`t  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 k^JV37;bl  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 c]eDTbXd  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 !4"!PrZDB  
S\,~6]^T  
五. 问题1:一致性 %gd {u\h^  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| jGeil qPC  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 z]^u@]@NC  
B8f BX!u/  
struct holder 5$<\  
  { sDylSYq  
  // j,]KidDWm  
  template < typename T >  1\[En/6  
T &   operator ()( const T & r) const S .KZ)  
  { B7*^rbI:X  
  return (T & )r; h()Ok9]  
} oPqWL9]  
} ; )\k({S  
;fdROI  
这样的话assignment也必须相应改动: !LG 5q/}&  
l/wdu(  
template < typename Left, typename Right > &n}eF-  
class assignment cl`!A2F1G#  
  { w_>SxSS7  
Left l; }o'WR'LX  
Right r; ]12ypcf  
public : DE$HF*WY  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _#jR6g TY  
template < typename T2 > Dc2U+U(J  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } _ $ Wj1h  
} ; (i 3=XfZ!C  
fcim4dfP  
同时,holder的operator=也需要改动: >dr34=(  
-$x5[6bN  
template < typename T > ;Nd,K C0k  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const r?:zKj8/u  
  { nn1T5;  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); bm</qF'T6  
} VV$$t;R/  
nx2iEXsa  
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。 B@8M2Pl  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 $4*wK@xu  
^#V7\;v$G  
return l(rhs) = r; Fm|h3.`V  
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。 [myIcLp^aP  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: %6%QE'D  
M9t`w-@_w  
template < typename Tp > 0m,3''Q5lO  
class constant_t RRasX;zK  
  { mPmg6Qj(W  
  const Tp t; $GMva}@G`  
public : (59u<F  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} BDO]-y  
template < typename T > \qo}}I>e  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 0+iaO"%  
  { ?k}"g$JFn  
  return t; 8Hf:yG,  
} Uyuvmt>  
} ; (oUh:w.]Gw  
|([|F|"  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 B5pWSS  
下面就可以修改holder的operator=了 8+?|4'\`  
{SQ#n@Q&$  
template < typename T > d:_3V rRZ  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const )~Pj 3  
  { ]y **ZFA  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); BJL*Dih m[  
} 2qN|<S&  
(L2:|1P)  
同时也要修改assignment的operator() 4e0/Q!o,  
IHrG!owf  
template < typename T2 > i'\7P-a  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ]bui"-tlK  
现在代码看起来就很一致了。 ;ATn&  
Q!T+Jc9N  
六. 问题2:链式操作 G<M X94?  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Mq#sSBE<K  
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。 z0v|%&IK  
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。 _[kZ:#  
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。 x =7qC#+)  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct W pdn^=dhL  
p bT sn  
template < typename T > ?kF_C,k/>N  
struct result_1 #cF ?a5  
  { e*Y>+*2y  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; G|LJOq7QB  
} ; hk7kg/"  
s4&JBm(33N  
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: U.kTdNSp  
gE}+`w/X  
template < typename T > `nvm>u~[Hq  
struct   ref Xh[02iL-  
  { 7R{(\s\9:  
typedef T & reference; ($vaj;  
} ; b14WIgjsl  
template < typename T > >X$I:M<L  
struct   ref < T &> `:4bg1u  
  { k/`WfSM\.  
typedef T & reference; <jk.9$\$A  
} ; 6%^9`|3  
50?5xSEM0_  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 4kr! Af  
*.2[bQL@v  
template < typename T > rmq^P;At  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ]rY3bG'&  
  { zfBaB0P  
  return l(t) = r(t); q '  
} h=7eOK]  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 `+c8;p'q  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 _ft)e3Gf  
t#eTn";  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 mi>CHa+$  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ).8i*Ys,:  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 yaw33/iN  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 >+3tOv3:  
最后的布局是: w<o#/J9  
                Add &UV=<Az {  
              /   \ .>;}GsN&  
            Divide   5 fN-y8  
            /   \ XVRtfo  
          _1     3 V1 :aR3*!  
似乎一切都解决了?不。 1f/8XxTB  
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。 KD*q|?Z  
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。 H"n@=DMLm  
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: 'a6:3*  
$1ZF kw  
template < typename Right > *qN (_  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const uA1DTr?z  
Right & rt) const q@6Je(H  
  { yrgb6)]nm@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ~|!f6=  
} .15^c+j  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 giNyD4uO  
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。 i4p2]Nr t  
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。 M9J^;3Lrh  
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。 >.}ewz&9o  
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。 AY~~a)V  
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!0 }Kj  
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: zB@@Gs>  
OpT0V]k^"9  
template < class Action > XY*KWO  
class picker : public Action V!3.MQM  
  { =#Qm D=  
public : a#NP69  
picker( const Action & act) : Action(act) {} C\d5t4s  
  // all the operator overloaded Z^?YTykH  
} ; ~p'DPg4  
S^/:O.X)c,  
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。 Z9+xB"q2  
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: h=`1sfz  
UZ qQ|3  
template < typename Right > : ~R:[T2P  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const y9@DlK  
  { ,x. 2kb  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8g!C'5  
} ]B'H(o R<|  
yS2[V,vS7  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > VJ'bS9/T  
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。 N:yyDeGyW  
9tZ+ ?O5  
template < typename T >   struct picker_maker 5%Xny8 ]|D  
  { (qky&}H  
typedef picker < constant_t < T >   > result; r!,/~~m T  
} ; $>M A  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 3~uWrZ.u  
  { GA.4'W^&a  
typedef picker < T > result; O:>9yZhV  
} ; x.:k0;%Q  
R{hq1-  
下面总的结构就有了: |!=KLJUA  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 Ov5 *&*P  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 -Z/'kYj?U  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 6d% |yl  
至此链式操作完美实现。 dreEes`|  
u3XQ<N{Gj  
faJ>,^V#  
七. 问题3 N!hS`<}  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 G;CB%qXI  
F]"Hs>  
template < typename T1, typename T2 > lbg^ 2|o~~  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const V.8pxD5 s  
  { mn;Wqb/  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); &\_cU?0d  
} ?7:?OX  
8pQ:B/3=  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: i H^Gv*  
HR> X@g<c  
template < typename T1, typename T2 > [61T$.  
struct result_2 )U':NV2  
  { sJHN4  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ,cqZb0VP{t  
} ; mI[$c"!BD  
4)4E/q/5  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? VIi/=mO]  
这个差事就留给了holder自己。 *P mk1h2  
    Q:+cLl&;hB  
OlV'#D   
template < int Order > V`7^v:  
class holder; !_|rVg.  
template <> k\J 6WT  
class holder < 1 > 9j6  
  { wB0zFlP  
public : @A-^~LoP.  
template < typename T > 2\: z   
  struct result_1 5 1\N+  
  { ]("5O V5  
  typedef T & result; wv~?<DF  
} ; yye( ^  
template < typename T1, typename T2 > W,[b:[~v  
  struct result_2 B9-Nb 4  
  { )^ky @V  
  typedef T1 & result; Js7D>GWP!  
} ; ).Ei:/*j  
template < typename T > .L X8ko  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const yM8<)6=  
  { J3$Ce%<   
  return (T & )r; o=,q4;R'  
} 5>e3srKu  
template < typename T1, typename T2 > Dn#GoDMJ[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const mO UIGlv  
  { GG}(*pOr  
  return (T1 & )r1; J7C2:zj  
} SuHv{u45  
} ; mN9Uyz5G  
P 3CzX48^  
template <> $)5-}NJf'  
class holder < 2 > 5G-}'-R  
  { zJp@\Yo+  
public : A|D]e)/6+B  
template < typename T > \*_@`1m  
  struct result_1 _v+mjDdQ  
  { S4jt*]w5b  
  typedef T & result; l^F%fIRp)  
} ; ^rDT+ x  
template < typename T1, typename T2 > rX*ATN  
  struct result_2 M99gDN  
  { PKx ewd  
  typedef T2 & result; SseMTw:  
} ; &y}nd 7o  
template < typename T > YJ&K0 %R  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const bYKyR}e  
  { W:8*Z8?7  
  return (T & )r; {\?zqIM  
} #()u=)  
template < typename T1, typename T2 > g]z[!&%Ahs  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [;Q8xvVZ'  
  { 8"#Ix1#  
  return (T2 & )r2; b$24${*'  
} G2nL#l~@)  
} ; B~_='0Gm[  
;gh#8JkI  
G*;}6 bj|?  
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> >。 tv)U 7 K0  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: -bamNw>|  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: MBbycI,  
+n ${6/  
return l(i, j) = r(i, j); 4)BPrWea1  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Y]5\%JR  
zKi5e+\  
  return ( int & )i; ;9{x""  
  return ( int & )j; Kzs]+Cl  
最后执行i = j; x=>+.'K  
可见,参数被正确的选择了。 ">n38:?R  
{ZS-]|Kx  
&?@gUk74"  
6;lJs,I1w{  
#L{+V?  
八. 中期总结 qzVmsxBNP  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: y@;4F n/  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ^N!l$&=  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 1Ftl1uf  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor OXC7 m  
y(K?mtQ   
S8O^^jJq;  
SWjOJjn  
g8yWFqE!T  
kO:iA0KUX  
九. 简化 5#zwd oQ  
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。 8c m,G  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 [?<"SJ,`  
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: G .~Psw#  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |H.(?!nTb  
  +-*/&|^等 K?_4|  
2. 返回引用。 %C= {\]-2~  
  =,各种复合赋值等 +igFIoHTM  
3. 返回固定类型。 [=Wn7cr  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) p~h= ]o'i  
4. 原样返回。 ]@op  
  operator, h:[PO6GdX  
5. 返回解引用的类型。 5Qp5JMK  
  operator*(单目) =KwG;25hX  
6. 返回地址。 ,CguY/y  
  operator&(单目) hq.z:D  
7. 下表访问返回类型。 ZpPm>|w  
  operator[] im^G{3z  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ,TD@s$2x  
  operator<<和operator>> ]Au78Yom  
}%EQ  
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。 8jxgSB",  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: EA 4a Z6%  
QQKvy0?1  
template < typename Left > $|!VP'VI  
struct value_return KIdlndGs  
  { rr2'bf<]  
template < typename T > %@L(A1"#D  
  struct result_1 ARW|wXhyf  
  { ?Zu=UVb  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; "A^9WhUpJ  
} ; O qDLb  
-san%H'  
template < typename T1, typename T2 > ]yN]^% PYH  
  struct result_2 e9h T  
  { E9 {Gaa/{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; \$s<G|<P  
} ; *&>1A A  
} ; DY?`Y%"  
E/:<9xl  
38 Lc|w  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait aYe,5dK>  
qt+vmi+~  
下面我们来剥离functor中的operator() y}ez js  
首先operator里面的代码全是下面的形式: =PyU9C-@  
yowvq4e  
return l(t) op r(t) .hlr)gF&)  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) F<X)eO]tk  
return op l(t) 3*64)Ol7t]  
return op l(t1, t2) DqrS5!C  
return l(t) op A[v]^pv'  
return l(t1, t2) op ofl3G {u  
return l(t)[r(t)] 3> -/sii  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] R_.C,mR ?  
L.lmbxn  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: N%/Qc hu  
单目: return f(l(t), r(t)); g=Q#2/UQ<  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); iN5~@8jAzz  
双目: return f(l(t)); L{Epkay,{  
return f(l(t1, t2)); j"HB[N   
下面就是f的实现,以operator/为例 PX52a[wNDH  
WZdA<<,:o  
struct meta_divide &G5+bUF,  
  { W}+Q!T=  
template < typename T1, typename T2 > ]3xnq<  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) "lx}.  
  { fyT:I6*  
  return t1 / t2; :}FMauHh  
} {%^q8l4j  
} ; Pe!uk4}w  
{>fvyF  
这个工作可以让宏来做: J:)Q)MT24:  
o;M"C[  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ d%VGfSrKq  
template < typename T1, typename T2 > \ 2sjV*\Udf  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; CspY+%3$  
以后可以直接用 tn+i5Eso  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) }4ijLX>b  
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 NtkEb :  
(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。。。) Vd4x!Vk  
oOBN  
\=v7'Hp  
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 ~EW (2B{u  
v$p<6^kJ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > QL"fC;xUn,  
class unary_op : public Rettype &!2 4l=!  
  { O1Ey{2Q  
    Left l; >e($T!}Z  
public : ;gTdiwfgZ=  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} FGG Fi(  
E).N u  
template < typename T > V9I5/~0c  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IX']s;b  
      { ]Hc `<P  
      return FuncType::execute(l(t)); :R{Xd{?  
    } -wvrc3F  
eEb(TG~,Y  
    template < typename T1, typename T2 > VT?J TW  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hvQOwA;e  
      { iyc}a6g  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); epJVs0W  
    } ce.'STm=  
} ; SWY?0Pu  
HtgVD~[]  
 [53rSr  
同样还可以申明一个binary_op Ms=x~o'  
<QQgOaS`2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {vx{Hwyv  
class binary_op : public Rettype BR8z%R  
  { }N#jA yp!  
    Left l; $T8Ni!#/C  
Right r; [~` ; .7~  
public : ~=aGv%vX  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} cT`x,2  
(zwxrOS  
template < typename T > D@rOX(m  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eY"y[  
      { t(?m!Z?tb  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ]QJLES  
    } L}P<iB   
2shr&M fp[  
    template < typename T1, typename T2 > Bbz#$M!:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &q#$SU,$(  
      { sHm|&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); *P5Xy@:  
    } %E3|b6k\  
} ; <,(6*b  
X<Rh-1$8F  
4};iL)  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮  4C/  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 1u:OzyJy  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) # 5v 2`|)  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 57Y(_h:  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! :iD( [V  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 y)t< r  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^6Q(he  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) /FJAI  
下面是修改过的unary_op KXL]Qw FN  
#*BcO-N  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > sOa`Tk  
class unary_op #[ vmS  
  { r50}j  
Left l; >k<.bEx(A  
  ?5K.#>{  
public : FTI[YR8?Y  
5JK{dis]k  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} b7E= u0  
Bcg\p}  
template < typename T > '!]ry<  
  struct result_1 5u'"m<4  
  { ^Jcs0c @\  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; y&-wb'==p  
} ; WEFYV=I\  
k|F<?:C  
template < typename T1, typename T2 > BB-E"<  
  struct result_2 7G.IGXK$  
  { %a&Yt  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; .e!dEF)D  
} ; 1@" eeR  
)?^0<l#s  
template < typename T1, typename T2 > }\|$8~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Lfx&DK !  
  { {-2I^Ym 5i  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ~=aD*v<3d  
} mg[=~&J^  
PEW^Vl-6q  
template < typename T > W&q]bi@C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ` :eXXE  
  { %k_R;/fjW  
  return OpClass::execute(lt(t)); GM%%7^uE  
} DDq*#;dP  
kIWQ _2  
} ; 8G`fSac`  
}BlVLf%C  
u7ZSs-LuHw  
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 wo5"f}vd#  
好啦,现在才真正完美了。 v~[=|_{  
现在在picker里面就可以这么添加了: U2\g Kg[-Q  
" |[w.`  
template < typename Right > F<Js"z+  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const cW4:eh  
  { 0(VAmb%{  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); biKom|<nm  
} -'QvUHL|  
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。 kzny4v[y  
?wt%e;  
d@#!,P5 `  
bccJVwXv  
\-a^8{.^E  
十. bind -"YQo  
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。 |'9%vtbM  
先来分析一下一段例子 "toyfZq@  
Q#Q]xJH  
N`1:U 4}  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 7dyGC:YuTL  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 -D?T0>  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 xQ\/6|  
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。 kE;h[No&K  
我们来写个简单的。 89*CoQ  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3%{A"^S=}  
对于函数对象类的版本: I:CnOpR>A  
mYJ%gdTpo  
template < typename Func > srXGe`VL  
struct functor_trait GGo)k1T|)  
  { /) sA{q 4  
typedef typename Func::result_type result_type; mnZ/rb  
} ; ~B;kFdcVXn  
对于无参数函数的版本: 3[B*l@}j  
C&YJvMu  
template < typename Ret > |Wd]:ijJ  
struct functor_trait < Ret ( * )() > `9E:V=  
  { 3`uv/O2~i  
typedef Ret result_type; secD ` ]  
} ; _TfG-Ae  
对于单参数函数的版本: |=L~>G  
^2%_AP0=  
template < typename Ret, typename V1 > :IlRn`9X`  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > [* ,k  
  { ,*$L_itL  
typedef Ret result_type; `WQz_}TqB  
} ; /yPFts_q  
对于双参数函数的版本: ,~u5SR  
F$<>JEdX  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > zs|R#?a=  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > SxMmy  
  { ^ cpQ*Fz  
typedef Ret result_type; ^ZV1Ev8T6  
} ; /?uA{/8  
等等。。。 Zz}Wg@&  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy J}U);A  
piKYO+;W'  
template < typename Func > dZcRLLR  
struct func_return &?UIe]  
  { hEla8L4Y  
template < typename T > .RF ijr  
  struct result_1 s\2t|d   
  { )d5H v2/0  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Z-X(. Q  
} ; f'&30lF  
Gu[G_^>  
template < typename T1, typename T2 > ZGO% lkZ.  
  struct result_2 x}v]JEIf[Q  
  { ~2u~}v5m7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 9n4vuBgv  
} ; s |B  
} ; gS{hfDpk,h  
'-C%?*ku  
Hl-!rP.?0  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 =)_9GO  
WqQAt{W/<  
template < typename Func, typename aPicker > ^ [FK<9  
class binder_1 Sl,X*[HGd  
  { p1~u5BE7O  
Func fn; BkywYCWZ )  
aPicker pk; 6{Y3-Pxg  
public : .axJ'*~W  
ab"6]%_  
template < typename T > $Ro]]NUz|  
  struct result_1 H'2&3v  
  { qyi5j0)W  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; .quui\I3  
} ; {Yq"%n'0  
D1w;cV7/d  
template < typename T1, typename T2 > 2?vjj:P+h  
  struct result_2 G bW1Lq&"  
  { f};lH[B3y  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 2cv!85  
} ; n1 k2<BU4b  
J-iFA KN  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} >4I,9TO  
]M^ k~Xa  
template < typename T > UqVcN$^b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >i&"{GZ  
  { u7PtGN0r%  
  return fn(pk(t)); Z8vMVo  
} d_t>  
template < typename T1, typename T2 > JSXJlau  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g2?kC^=z=  
  { q47>RWMh%  
  return fn(pk(t1, t2)); KMs[/|HX\  
} hM_0/o-  
} ; Myj 5qh  
hY*ylzr83  
,=TY:U;?  
一目了然不是么? l]g /rs  
最后实现bind PhUG}94  
pFB^l|\ ]  
XK*55W &og  
template < typename Func, typename aPicker > tW^oa  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) r6,EyCWcCs  
  { qS8p)pw  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); U-~6<\Mf  
} cd&^ vQL8  
cWp5' e]A  
2个以上参数的bind可以同理实现。 #'5C*RO  
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。 egXHp<bqw  
kdgU1T@y.  
十一. phoenix R #f*QXv  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: n'?AZ4&z  
j\I{pW-  
for_each(v.begin(), v.end(), mB\)Q J.%  
( XY_hTHJ  
do_ <w,NMu"  
[ dnwTD\),  
  cout << _1 <<   " , " Etj0k} A  
] j ."L=  
.while_( -- _1), b(E}W2-t  
cout << var( " \n " ) ^uWPbW&/q  
) %#_"I e  
); Pv#Oea?  
s'7PHP)LOJ  
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: xM+_rU M|h  
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 {/)q=  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,H)v+lI  
那么我们就照着这个思路来实现吧: k^H&IS!  
thU9s%,  
=00c1v  
template < typename Cond, typename Actor > ^y,Ex;6o  
class do_while Za110oF  
  { S3?Bl'  
Cond cd; B0M(&)!%  
Actor act; ?DGe}?pX  
public : @sr~&YhA  
template < typename T > ^@V; `jsll  
  struct result_1 -$ VP#%  
  { CD! Aa  
  typedef int result_type; +!~"o oQZh  
} ; K]{x0A  
@%^JB  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ron-v"!  
%#jW  
template < typename T > x]Pp|rHj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const > eC>sTPQ{  
  { \PzJ66DL!  
  do *HONA>u   
    { UR|Au'iu  
  act(t); {}n]\zO %  
  } 3>'TYXs-  
  while (cd(t)); W?:e4:Q  
  return   0 ; 3LkcK1x.  
} De-hHY{>  
} ; gX%"Ki7.  
6(1S_b=a  
?Tlt(%f  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). u\A L`'v  
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。 7W MF8(j5  
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。 nb~592u  
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。 U[R[VY7  
下面就是产生这个functor的类: f=EWr8mno  
6/3oW}O o  
W]W[oTJ5  
template < typename Actor > A"}Ib'  
class do_while_actor &}rmDx  
  { Z}AhDIw!G  
Actor act; <r1/& RW,  
public : c;B:o  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} FokSg[)5  
(&KBYiwr  
template < typename Cond > u9*7Buou^  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; QPyHos `  
} ; dJ 9v/k_  
Y6[ O s1  
m S4N%Q  
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? u2 q  
最后,是那个do_ h J H  
LTTMxiq[*  
iBt<EM]U/  
class do_while_invoker ]~@uStHn  
  { 7PW7&]-WQ  
public : Pr_DMu  
template < typename Actor > RI3GAd  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Gspb\HJ^  
  { "!9FJ Y  
  return do_while_actor < Actor > (act); [OYSNAs *y  
} D=jtXQF  
} do_; rNoCmNm  
?dy t!>C  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 4[ *G  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 | vPU]R>6  
最后来说说怎么处理break和continue WjsmLb:5  
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。 6ltV}Wt-  
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