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
  • 6105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 /iQ(3F  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 hv)8K'u  
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, !{UTD+|=N  
,T5u'";  
uofr8oL~  
uh3) 0.nR  
  class filler I9 64  
  { :nJgwp()@  
public : x_<qzlQt  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} CboLH0Fa  
} ; pV\YG B+  
grom\  
IApT'QNM  
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: WNX5iwm  
2HL9E|h  
&1^%Nxu1  
c z'5iK  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); O<*5$,K9  
%V_-%/3Z  
/n5n )P@L  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ZCui Fm  
DDd/DAkCX  
})F*:9i*  
1=VJ&D;  
二. 战前分析 VD7i52xS  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 /f{$I  
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 U.oksD9 v  
Im72Vt:p-  
ot%.M*h-  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); %&blJ6b  
  /* --------------------------------------------- */ gwB\<rzG  
vector < int *> vp( 10 ); dJuD|9R  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); uGH?N  
/* --------------------------------------------- */ C"V%# K  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \Ad7 Gi~  
/* --------------------------------------------- */ PX O!t]*  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); a:rX9-**  
  /* --------------------------------------------- */ ]ya; v '  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Pcd *">v  
/* --------------------------------------------- */ ^rAa"p9  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); |`O5Xs1{B  
+ %*&.@z_  
$W8Cf[a  
9(_{`2R8  
看了之后,我们可以思考一些问题: 7L(e h7  
1._1, _2是什么? !X^Ce)1K  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ii|? ;  
2._1 = 1是在做什么? 9.OA, 6  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 P }7zE3V  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 y0bq;(~X~  
,_v|#g@{  
+b$S~0n   
三. 动工 qv2!grp]*W  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +g*k*e>l  
5p"BD'^:  
_'0 @%P%  
IzLF'F  
template < typename T > P7 yq^|  
class assignment eCbf9B  
  { Jl<ns,Zg  
T value; )q~DTR^z-  
public : j f~wBm d7  
assignment( const T & v) : value(v) {} Ww3wsyx  
template < typename T2 > (#\pQ51  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } U^lW@u?:  
} ; F3U`ueP  
`{K_/Cit  
fRZ KEIyk  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 JgRYljQi2  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 77 r(*.O|  
R3.*dqo$  
\Gp*x\<^Z  
]88];?KS}  
  class holder <PN"oa#  
  { +_l^ #?o,  
public : 9nSWE W  
template < typename T > wBk@F5\<  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const }YhtUWz].  
  { DPn=n9n2  
  return assignment < T > (t); ?DV5y|}pj  
} Ucw yxX I  
} ; Ard]147  
Y4.Eq+$gh  
vV?rpe|%  
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: 6X2PYJJZ  
sJx+8 -  
  static holder _1; $:s`4N^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 :aLT0q!K  
~V=<3X  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); , "0)6=AE  
而不用手动写一个函数对象。 Fm_y&7._  
`lDut1J5n  
 u6u=2  
`6Qdfmk=  
四. 问题分析 9Z"+?bv/  
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。 FyoEQ%.bI  
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。 ![6EUMx  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ;TiUpg</_3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 2S3lsp5!  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 EpJ4`{4  
3 voT^o  
五. 问题1:一致性 d&8APe  
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?| tMx}*l|]  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Q;Wj?8}  
[Qt?W gPj  
struct holder #L}+H!Myh  
  { V D?*h  
  // SAV%4  
  template < typename T > F1%vtk;2?  
T &   operator ()( const T & r) const N/QiI.V6  
  { T^<>Xiam  
  return (T & )r; 3-Dt[0%{  
} FXdD4X)  
} ; ^i)hm  
AdZ;j6#  
这样的话assignment也必须相应改动: 3VnQnd E  
-~" :f8  
template < typename Left, typename Right > C`jM0Q  
class assignment `i +g{kE2M  
  { 5qUTMT['T  
Left l; :q<Z'EnW  
Right r; )py{\r9X  
public : e(F42;$$  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} pg+[y<B  
template < typename T2 > $/1c= Y@  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } bOp54WI-g  
} ; OX:O^ (-r,  
iJxQB\x  
同时,holder的operator=也需要改动: {+<P:jbz;  
Syp"L;H8Em  
template < typename T > L(>=BK*  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const g @I6$Z  
  { dUznxZB  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); V}o n|A  
} &M/0g]4p  
|IoB?^_h  
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。 ZR v"h/~  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 yV3^Qtb!  
)Rat0$6  
return l(rhs) = r; %n%xR%|  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 4Tc&IwR  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: {j{+0V  
gG%V 9eOQ  
template < typename Tp > I2$T"K:eo  
class constant_t b*fgv9Kh'  
  { 8 #X5K  
  const Tp t; ]9=h%5Ji>  
public : "jecsqCgK0  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} !|q<E0@w\  
template < typename T > :M{Y,~cP  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const &bz:K8c  
  { cH-@V<  
  return t; 49Df?sx  
} }u+a<:pkK  
} ; 6<,dRn  
m]_FQWfet  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 qQi.?<d2"s  
下面就可以修改holder的operator=了 thO ~=RB  
Ko&hj XHx  
template < typename T > .I VlEG0  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ?T_3n:  
  { ) yY6rI;:  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); (\"k&O{  
} B()/.w?A  
iV FkYx%}  
同时也要修改assignment的operator() b 6t}{_7  
p2J|Hl|  
template < typename T2 > f"7M^1)h2%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } S0g'r !;6  
现在代码看起来就很一致了。 xR"M*%{@0  
~'5  
六. 问题2:链式操作 %;D+k  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 3'c\;1lhT  
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。 vhvdKD  
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。 G a;.a  
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。 VKm!Ri$  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Gc.P,K/hr  
~.PO[hC  
template < typename T >  $rXh0g  
struct result_1 H$ftGwS8  
  { 9p 4"r^  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; .yT8NTu~0j  
} ; )CI1;  
T{]~07N?  
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: :RSz4  
5dx&Qu'}ZS  
template < typename T > Fg$3N5*  
struct   ref o!E v;' D  
  { e& ANp0|W  
typedef T & reference; RUCPV[{b  
} ; #B'aU#$u  
template < typename T > + SZYg[  
struct   ref < T &> 5_0(D;Q  
  { VHOfaCE  
typedef T & reference; EzW)'Zzw~  
} ; H?}[r)|(3i  
53HU.  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: xE}VTHFo'  
5ep/h5*/  
template < typename T > l ?Y_~Wuw  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const IYWjH E+)d  
  { &"_u}I&\  
  return l(t) = r(t); MyJ4><oG  
} UE _fpq  
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。 =k}SD96  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 L?_7bX oD  
-Z4{;I[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 UH@a s  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 2c<&eX8"  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 U(&oj e  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 z s Qo$p  
最后的布局是: y AF+bCXo  
                Add )PkNWj6%y  
              /   \ Xf =XBoN|  
            Divide   5 H-rWDN#  
            /   \ |6J ?8y  
          _1     3 PI A)d-Z  
似乎一切都解决了?不。 4vK8kkW1  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 STfyCtS  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 [~W`E1,  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: fsO9EEn7 X  
*IlaM'[*  
template < typename Right > yTE%hHH]&[  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const aYL|@R5;e  
Right & rt) const KDi|(  
  { |( (zTf  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [#" =yzR<3  
} ]"AyAkT(  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /|{,sWf2  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 AJt!!crs  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 `\=Gp'&Q+  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 NIZ<0I*5  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 QH4wUU3X  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? a\kb^D=T  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: HQ!Xj .y  
puSLqouTM  
template < class Action > fQWIw  
class picker : public Action < (RC|?  
  { x+? 9C  
public : 1rw0sAuGy  
picker( const Action & act) : Action(act) {} vv6$>SU  
  // all the operator overloaded  [\)oo  
} ; y<W8Q<9  
kI*(V [i  
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。 *VSel4;\t  
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: 3zuF{Q2P<  
@e~]t}fH  
template < typename Right > OwzJO  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const di9!lS$  
  { Hx^!:kxk  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); z;]CmR@Ki  
} N)R[6u}  
I9$c F)zk  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > XXmE+aI  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 m!XI{F@x  
"re-@Baw  
template < typename T >   struct picker_maker u#W5`sl  
  { BUUf;Vv  
typedef picker < constant_t < T >   > result; TL= YQA  
} ; RKd  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ydl jw  
  { 4kp im  
typedef picker < T > result; ?{o/I\\  
} ; [~5p>'  
iWXc  
下面总的结构就有了: -y) ,Y |  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 /rB{[zk  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 )!9Ifk0KH  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 >(9F  
至此链式操作完美实现。 dtM[E`PL  
NQTnhiM7$  
u'Q?T7  
七. 问题3 *E>.)B i  
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。 ;sdN-mb  
lYf+V8{  
template < typename T1, typename T2 > $<@\-vYvr@  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]7sx;KFv  
  { 6,Hqb<(  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 1.@vS&Y7OE  
} \ v@({nB8  
Z{-Lc68  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: xtV[p4U  
+%J\y^09kr  
template < typename T1, typename T2 > X[C3&NX#_  
struct result_2 }6RT,O g  
  { >hMUr*j  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; LDT(]HJ  
} ; ZU'!iU|8  
KV!<Oq  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? t *6loS0+  
这个差事就留给了holder自己。 yT /EHmJ  
    L6:h.1 U$  
qX:B4,|ck  
template < int Order > ,1n >U?5  
class holder; !jX4`/n2  
template <> 2f,B$-#  
class holder < 1 > -xmf'c9P  
  { 4 k}e28  
public : -Q e~)7  
template < typename T > 4|J[Jdj  
  struct result_1 ; ~ 4k7Uz  
  { jjOgG-Q  
  typedef T & result; jdRq6U^  
} ; ;Kxbg>U  
template < typename T1, typename T2 > OTvROJP  
  struct result_2 $j` $[tX6l  
  { %(m ])  
  typedef T1 & result; Id8wS!W`7  
} ; (ClhbfzD  
template < typename T > V*n==Nb5L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5vp|?-\h>  
  { A;K(J4y*  
  return (T & )r; g9tu %cIkR  
} %Tcf6cK"  
template < typename T1, typename T2 > -<f/\U  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^i%A7pg  
  { 'E]A.3-Mt  
  return (T1 & )r1; uF(k[[qaiN  
} /9ZcM]X B  
} ; G"s0GpvQ  
7| YrdK<  
template <> /"AvOh*  
class holder < 2 > K!{5 [G  
  { WnxEu3U  
public : `"y`AY/N  
template < typename T > w8M2N]&:  
  struct result_1 60B-ay0e$b  
  { nnCug  
  typedef T & result; 6XUuGxQV/  
} ; V% axeqs  
template < typename T1, typename T2 > 4KpL>'Q=  
  struct result_2 cf8-]G?tK  
  { h* .w"JO  
  typedef T2 & result; )@7DsV/M  
} ; ija: H'j  
template < typename T > s${_K*g6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =G>(~+EA  
  { $3 8gs{+  
  return (T & )r; 2hOPzv&B  
} I lG:X)V%  
template < typename T1, typename T2 > \P?ToTTV  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const L/r{xS  
  { vE\lp8j+  
  return (T2 & )r2; q(]f]Vl|0  
} Cw1( 5  
} ; 3{J.xWB@:  
Dx+ K+(  
Ek .3  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 rg& +  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Vu]h4S:  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: SE`l(-tL  
(O5)wej   
return l(i, j) = r(i, j); `.BR= ['O  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) UmP'L!  
2R@%Y/  
  return ( int & )i; 9U<Hf32  
  return ( int & )j; l8wF0|  
最后执行i = j; S ~|.&0"\  
可见,参数被正确的选择了。 Qlz Q]:dWC  
YdOUv|tZC  
P#tvm,  
tHI*,  
"DckwtG:%  
八. 中期总结 1bRL"{m^)-  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: &4kM8Qh  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 R2^iSl%pj  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 f'{>AKi=C  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 'h *Zc}Q:  
TlPVHJyt  
n(&*kfk  
981!2*  
EF;,Gjh5p  
31XU7A  
九. 简化 olty4kGD$V  
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。 RO oE%%8I  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 0n5UKtB  
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: @>O&Cpt  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 N lt4)  
  +-*/&|^等 YFx=b!/ s  
2. 返回引用。 :XS"# ^aJ  
  =,各种复合赋值等 Dd/}Ya(Gi  
3. 返回固定类型。 \Hum}0[  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Zoow*`b|$U  
4. 原样返回。 gMZ&,n4  
  operator, u%opY<h  
5. 返回解引用的类型。 dF,DiRD  
  operator*(单目) i$O#%12l  
6. 返回地址。 XiG88Kwv  
  operator&(单目) <xF?~7  
7. 下表访问返回类型。 {wu!6\:<??  
  operator[] 37>MJ  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 H1Xovr  
  operator<<和operator>> ,OB&nN t>  
Nmf#`+7gCI  
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。 Ekf2NT  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: l<RfRqjw  
6y@<?08Q  
template < typename Left > iEhDaC[e(b  
struct value_return +"=~o5k3Q  
  { MVAc8dS  
template < typename T > ,k%8yK  
  struct result_1 nHU3%%%cU  
  { Y n>{4BZ>#  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; r}@< K  
} ; m|dF 30~A  
7ukDS]  
template < typename T1, typename T2 > tJ>d4A;8x  
  struct result_2 7xDN.o*>  
  { zjWyGt(Q  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; }85#[~m'  
} ; ^'Zh;WjI7  
} ; SRk7gfP*q  
r %xB8e9  
j?J=w=.Nx  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^K>pT}u  
ddMM74  
下面我们来剥离functor中的operator() p;ZDpR  
首先operator里面的代码全是下面的形式: f[M"EMy  
Ap,q `S  
return l(t) op r(t) K!b>TICa:  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ]}_,U!`8  
return op l(t) "0Y&~q[=  
return op l(t1, t2) PDZ)*$EE  
return l(t) op <Am^z~[  
return l(t1, t2) op -AeHY'T  
return l(t)[r(t)] tQnJS2V"{u  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] F\P!NSFZV  
A?V<l<EAm  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: faJ8zX  
单目: return f(l(t), r(t)); Z{16S=0  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); bl9E&B/  
双目: return f(l(t)); G[B*TM6$  
return f(l(t1, t2)); Faw. GU  
下面就是f的实现,以operator/为例 Q }8C  
nTQ (JDf  
struct meta_divide JgZdS-~  
  { "U{mMd!9L  
template < typename T1, typename T2 > v_.j/2U  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) "lb\c  
  { ,dq`EsHg`M  
  return t1 / t2; EkV!hqs*  
} _4S7wOq5  
} ; 3~8AcX@  
ri;r7Y9V9`  
这个工作可以让宏来做: '4Y*-!9  
|W/Hi^YE2  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ n7'<3t  
template < typename T1, typename T2 > \ |O^V)bZmx  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };  pe|\'<>i  
以后可以直接用 akY6D]M  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) -hm 9sNox  
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 t"FRLC  
(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。。。) 8^NE=)cb7w  
fjG/dhr  
/XC;.dLA#  
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 aGe\.A=  
4>d[qr*<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > A'w2GC{.  
class unary_op : public Rettype ]dQZ8yVK  
  { |Yg}WHm  
    Left l; <`b|L9  
public : f61]`@Bk  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} l$qmn$Uc  
HKT{IP+7(L  
template < typename T > (rMTW+,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R7y-#?  
      { .|tQ=l@I  
      return FuncType::execute(l(t)); iNMLYYq]l  
    } *GB$sXF  
8cequAD  
    template < typename T1, typename T2 > g8B&u u #  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J78Qj[v  
      { }:tAKO=+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 1Z=;Uy\  
    } zbdOCfA;  
} ; UeC 81*XZ  
uV#-8a5!  
</~1p~=hAt  
同样还可以申明一个binary_op __Vg/C!W  
vsxvHot=  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > "1E?3PFJ  
class binary_op : public Rettype 3" 8t)s  
  { F5Cqv0H V  
    Left l; %YsRm%q  
Right r; B&to&|jf  
public : BD<rQmfA^  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} k{!iDZr&f,  
s$eK66H  
template < typename T > D]3bwoFo&u  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :ga 9Db9P  
      { zV9 =  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Ji)%Y5F  
    } P DNt4=C  
vWZ>Hf]`L  
    template < typename T1, typename T2 > _ +u sn.  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t>fA!K%{  
      { aA!@;rR<yU  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8JFnB(3xU  
    } * <Nk%`  
} ; ajg7xF{l)  
|rG8E;>  
XL%vO#YT  
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 ?^F*"+qI  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 f[w jur  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) OpbszSl"y  
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。 -sruxF  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Uj y6vgU;  
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。。。 F=P+;%.  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Mr@<ZTw  
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) hJs&rpN  
下面是修改过的unary_op UeIqAG8  
mCZF5r  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > #w[q.+A  
class unary_op _Y:Ja0,  
  { U:C-\ M  
Left l; .je~qo )  
  T/X?ZK(T  
public : F5om-tzy  
4@ydK  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} QqT6P`0u  
&eLQ;<qO*|  
template < typename T > %m0L!|E  
  struct result_1 #Q!c42}M  
  { s0`]!7D<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Q*oA{eZY  
} ; g6k&c"%IQ(  
'=@H2T6=  
template < typename T1, typename T2 > !nqm ;96  
  struct result_2 C_g"omw40  
  { rA>A=,  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; fS'k;r*r  
} ; a`GN@ 8  
E: LQ!  
template < typename T1, typename T2 > 9|?(GG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;Fwm1ezx0  
  { nATfmUN L  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); \I`=JKYT  
} 6>P  
xhp-4  
template < typename T > 6O[wVaC1u  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [f0oB$  
  { )e <! =S  
  return OpClass::execute(lt(t)); r5fz6"  
} : p*ojl|  
dcc%G7w  
} ; >(1_Dn\  
^~*[~  
+p%5/ smfs  
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 #xJGuYdv  
好啦,现在才真正完美了。 R)DNFc:  
现在在picker里面就可以这么添加了: 8 MACbLY  
Ke;X3j ]`  
template < typename Right > 5;i!PuL  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const k(vEp ]  
  { xs83S.fHg  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); !xx> lX5  
} \p=W4W/  
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。 &>wce 5uV  
dp%pbn6w  
G \aLg  
y:|Xg0Kp  
J,77pf!B  
十. bind ]oWZ{#r2  
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。 :6Pc m3  
先来分析一下一段例子 # |*,zIYo  
Qi'WV9ke  
,VcD vZ7  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ^: rNoo  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 GJl@ag5h]!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 +8@`lDnr  
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。 lXL7q?,9  
我们来写个简单的。 { ves@p>?  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 35]G_\  
对于函数对象类的版本: >cr_^(UW&  
>[P7Zlwv4  
template < typename Func > ws=9u-  
struct functor_trait GVHfN5bTqn  
  { +68K[s,FD  
typedef typename Func::result_type result_type; ~)_ ?:.Da  
} ; :pF]TY"K.  
对于无参数函数的版本: #SLxNAH  
G*w W&R)  
template < typename Ret > >a`zkl  
struct functor_trait < Ret ( * )() > :Kc0ak)<n  
  { ;h(;(  
typedef Ret result_type; .0*CT:1=0  
} ; GPqB\bxb'  
对于单参数函数的版本: pQ-^T.'  
TWR#MVMI  
template < typename Ret, typename V1 > &#my #u^O;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > cPBy(5^  
  { 22|M{  
typedef Ret result_type; ^@5ui;JV  
} ; vaCdfO&  
对于双参数函数的版本: {'Qk>G s  
P+%)0*W  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > W<hdb!bE  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > |I^Jn@Mq:  
  { 9xS`@ "`  
typedef Ret result_type; ;>8TNB e!  
} ; +(P 43XO08  
等等。。。 !DUg"o3G>  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <{xAvN( :  
byj mH  
template < typename Func > G mUs U{  
struct func_return f;XsShxr  
  { ?OYwM?Uf  
template < typename T > }GNH)-AG)$  
  struct result_1 bz@=zLBt  
  { 7'/2:"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; WUK.>eM0  
} ; =O:ek#Bp  
4Z p5o`*g2  
template < typename T1, typename T2 > 88=FPEU  
  struct result_2 8cPf0p:  
  { I%b:Z  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .dLX'84fY  
} ; e2o9)=y  
} ; DW%K'+@M  
?9okjLp1n  
D}/.;]w<[&  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 gx9sBkoq5D  
B+$Q"  
template < typename Func, typename aPicker > >sS:x,-  
class binder_1 l \n:"*To  
  { MdboWE5i  
Func fn; M|kDys  
aPicker pk; o[r6sz:  
public : IV#f}NrfD  
`xAJy5  
template < typename T > xr3PO?:  
  struct result_1 1Y"qQp  
  { Ri6 br  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; =ZIFS  
} ;  eV=sDx  
./*,Thc  
template < typename T1, typename T2 > >Pd23TsN  
  struct result_2 JP*wi-8D  
  { Y'H/ $M N  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Z q>.;>  
} ; QM=436fq  
kc']g:*]Y  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} WK)k-A^q  
R.'Gg  
template < typename T > x]+KO)I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J0mCWtx&  
  { dQ~"b=  
  return fn(pk(t)); Hwc8i"{9y\  
} /2V',0  
template < typename T1, typename T2 > Wv/5#_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ea}KxLC`,  
  { n ZZQxV,  
  return fn(pk(t1, t2)); vjRD?kF  
} A8/4:>Is  
} ; R* G>)YH  
J` --O(8Ml  
I2!HXMrp  
一目了然不是么? 4n)Mx*{  
最后实现bind \ iSBLU  
?G<I N)  
?o'arxCxZn  
template < typename Func, typename aPicker > qc"/T16M]  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) yVv3S[J  
  { !)3Su=*R  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ):EXh#  
} E004"E<E  
8_$2aqr  
2个以上参数的bind可以同理实现。 k8>^dZub  
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。 rGL{g&_  
^S2} 0N f  
十一. phoenix ew['9  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 1vudT&  
<$6E r  
for_each(v.begin(), v.end(), *0ntx$M-w  
( ;|,Y2?  
do_ 3H %WB|  
[ IH:Cm5MV  
  cout << _1 <<   " , " w~?eX/;  
] r_RTtS#  
.while_( -- _1), h!%`odl%  
cout << var( " \n " ) T )]|o+G  
) v!C+W$,T  
); Gw,kC{:C  
tV4aUve  
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: 6RodnQ  
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 M<pgaB0  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ?y@pR e$2  
那么我们就照着这个思路来实现吧: '2{o_<m  
nE%qm -  
V7i`vo3Cc  
template < typename Cond, typename Actor > }}R!Y)  
class do_while {0 {$.L  
  { rrRC5h  
Cond cd; "evV/Fg (  
Actor act; &" n9,$  
public : SVz.d/3Y  
template < typename T > }CqIKoX.  
  struct result_1 zKT<QM!`  
  { ?V&a |:N9  
  typedef int result_type; nEr, jd~f  
} ; K6hN N$F!  
+q%goG8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} IvH+94[)  
jK1! \j  
template < typename T > El} z^e  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _%!hkc(  
  { /omVM u  
  do LK~ 0ck7  
    { `q*ABsj  
  act(t); Z] }@#/ n  
  } 0q!{&p t  
  while (cd(t)); o 4wKu  
  return   0 ; .p_$]  
} ![jP)WgF  
} ; v 0H#\p  
-3 Hq1  
/RJSkF+!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). \ziF(xTvqG  
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。  JwcP[w2  
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。 !1R  
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。 <{uIB;P  
下面就是产生这个functor的类: YdaJ&  
Vtri"G8 aB  
(#k#0T kE  
template < typename Actor > Pw{+7b$  
class do_while_actor nfB9M1Svn  
  { hi uPvi}  
Actor act; R5zV= N  
public : 1tc9STYR}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} |JQ05nb  
cKAl 0_[f"  
template < typename Cond > na)ceN2h  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; T94$}- 5/)  
} ;  1qF.0  
XwMC/]lK<  
d?.x./1[qi  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 R\?!r4  
最后,是那个do_ B;Vl+}R  
^bGi_YC  
=c'LG   
class do_while_invoker oY:>pxSz<@  
  { [ Ma9  
public : ]W,g>91m  
template < typename Actor > m\=u/Zip  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const gE~31:a^  
  { GS%Dn^l  
  return do_while_actor < Actor > (act); HL]?CWtGP  
} ^xrR3m*d  
} do_; ?hYe4tc-#  
:QNEA3Q  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? wd *Jq  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 3-D!ZS&  
最后来说说怎么处理break和continue ^y,ip=<5\3  
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。 3ssio-X  
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