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
  • 7961阅读
  • 0回复

自己实现Lambda

级别: 终身会员
发帖
3743
铜板
8
人品值
493
贡献值
9
交易币
0
好评度
3746
信誉值
0
金币
0
所在楼道
一. 什么是Lambda q]DE\*@  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 jTN!\RH9NF  
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, eo<=Q|nI&  
r1zuc:W 1  
E@8&#<  
,%]x T>kH  
  class filler ee*E:Ltz\  
  { yG:Pg MrB  
public : [p96H)8YU  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} (@cZmU,  
} ; {3G2-$yb  
~c|{PZ9U  
to3D#9Ep  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: G;;iGN  
!po29w:S  
A{ Ejk|  
gro@+^DmT  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); K2ry@haN  
u =|A  
}zqYn`ffD  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 H:`[$ ^  
[ FNA:  
S@eI3Pk E  
y0cB@pWp  
二. 战前分析 qb$f,E[  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 -{a&Zkz>V  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 APY*SeI V  
dS"%( ?o  
qJLtqv  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); X5wYfN  
  /* --------------------------------------------- */ c!=^C/5Ee  
vector < int *> vp( 10 ); .RxAYf|  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); %yP*Vp,W  
/* --------------------------------------------- */ 3qBZzM O*  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Dv[ 35[Yh  
/* --------------------------------------------- */ 3bPF+(`J  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); mdPEF)-  
  /* --------------------------------------------- */ Vq1v e;(8s  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); psZ #^@>mJ  
/* --------------------------------------------- */ 5b-: e? |  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ^PI8Bvs>j  
:s`\jJ  
-%t2_g,  
({#M*=&"  
看了之后,我们可以思考一些问题: s6J`i&uu  
1._1, _2是什么? -% Z?rn2  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 iLD:}yK  
2._1 = 1是在做什么? V+2C!)f(  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 a'2^kds  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 `t~Zkb4>  
O6$d@r;EK]  
x)Ls(Xh+g  
三. 动工 v\:P _J  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: _}(ej&'f  
jsOid5bs  
1y($h<  
X,"(G}KUA  
template < typename T > D<d4"*qo  
class assignment zs~v6y@  
  { bI"_hvcFp  
T value; u+Q<> >lU  
public : p 3*y8g-  
assignment( const T & v) : value(v) {} @?r[ $Ea1M  
template < typename T2 > z<c%Xl\$%  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } U4*Q;A#  
} ; r1)@ 7Nt  
 F6\Hqv  
1SGLA"r  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 da/Tms`T  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment H<`<5M8  
E'O[E=  
-]K9sy)I  
:]hNw1e  
  class holder $|V@3`0  
  { "$Mz>]3&q  
public : %2jRJ  
template < typename T > OmR) W'  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const *VPj BzcH  
  { .h7`Q{  
  return assignment < T > (t); (6Tvu5*4U  
} t/57LjV  
} ; Adma~]T9  
v?=y9lEH@%  
$ rU"Krf67  
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: +-*Ww5Zti  
hE|W%~Jx  
  static holder _1; p9`!.~[  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Ey#7L M)  
QU;bDNq,c  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); _P{f+HxU  
而不用手动写一个函数对象。 !Enq2  
8h%oJ4da   
n,_q6/!  
'=X)0GG  
四. 问题分析 P\lEfsuR  
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。 L<62-+e`  
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。 wJ%;\06  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 psFY=^69o  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ' %&gER  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 A 6IrA/b  
V*< `!w  
五. 问题1:一致性 l{o,"P"  
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?| s ]XZQr%  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tg%#W `  
6D&{+;  
struct holder u _mtdB'  
  { 2t[P-on  
  // ?l9j]  
  template < typename T > ]T:a&DHC  
T &   operator ()( const T & r) const H-&T)  
  { -Lhq.Q*a  
  return (T & )r; >'1 h  
} BICG@  
} ; .sCj3sX*  
ZQk!Ia7  
这样的话assignment也必须相应改动: D 0 O^=v|  
(hJ&`Tt  
template < typename Left, typename Right > H[_i=X3-~  
class assignment FMi:2.E  
  { 8g0VTY4$jP  
Left l; lDSF  
Right r; 64i*_\UKe  
public : " vka7r  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} re~T,PPM  
template < typename T2 > 85T"(HhT  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 4iI4+  
} ; ZXIw^!8@/  
M>_vsI^I'  
同时,holder的operator=也需要改动: ^6On^k[|fw  
\$4 [qG=  
template < typename T > U4.$o ]58  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const v YJ9G"E  
  { kV+%(Gl8  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); DL*vF>v  
} Y b=77(Q V  
16ZyLt  
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。 Bd]k]v+  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3K=%I+G(4  
B<Q)z5KK  
return l(rhs) = r;  k^Q.lb {  
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。 uGv|!UQw  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 9=mc3m:Tb(  
FUarI5#fwF  
template < typename Tp > o! l Ykud  
class constant_t _i_P@I<M|~  
  { (3"N~\9m  
  const Tp t; \_  V*Cs  
public : kO5lLqE  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %q}[ZD/HD  
template < typename T > 8t3m$<7  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t/}NX[q  
  { j^7A }fz  
  return t; p^pd7)sBr  
} 9;+&}:IVS  
} ; VcrMlcnO  
ZaYiby@Ci  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Ddr.6`VJ  
下面就可以修改holder的operator=了 ',r` )9o  
},8|9z#pyB  
template < typename T > #yochxF_  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const EHwb?{  
  { C}h(WOcr`X  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 5-X$"Z|@  
}  ;j26(dH  
6TW<,SM  
同时也要修改assignment的operator() z\m$>C|  
$`|h F[tv  
template < typename T2 > j2D!=PK;  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } I6^y` 2X  
现在代码看起来就很一致了。 M2Nh3ijr  
VeWh9:"bJ  
六. 问题2:链式操作 E\2f"s  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 kJ* N`=  
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。 U7LCd+Z 5X  
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。 M3eSj`c3  
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。 YPs9Pqkn  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct >8NUji2I  
;Zf7|i`R3  
template < typename T > HII@Ed f?  
struct result_1 C\[:{d  
  { 'Q* .[aJt  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; )REegFN@  
} ; iQ;lvOja  
_+Z;pt$C  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 0#5&*  
aEEb1Y  
template < typename T > vqF=kB"P  
struct   ref CTqhXk[  
  { A'uubFRL2[  
typedef T & reference; ^c}kVQ\g3  
} ; )eX{a/Be  
template < typename T > 6!6R3Za$  
struct   ref < T &> ^]/V-!j  
  { !(S.7#-r  
typedef T & reference; .5~3D97X&  
} ; Ea[SS@'R  
y2B'0l  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: eOb)uIF  
p`"Ic2xPJ  
template < typename T > >qMzQw2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 'v(b^x<ZS  
  { z  +c8G  
  return l(t) = r(t); 9+Wf*:*EW  
} F$s:\ N  
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。 #/t+h#jG  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 v# fny  
2/))Y\~  
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 +wGvY r  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: y?iW^>|?L=  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 =QwT)KRB%  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 FbCuXS=+`  
最后的布局是: sZ"(#g;3<  
                Add 7<*g'6JG[  
              /   \ H:q;IYE+a  
            Divide   5 (s51GRC  
            /   \ e[QEOx/-h2  
          _1     3 S""F58 H n  
似乎一切都解决了?不。 j^/^PUR  
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。 /i"1e:cK  
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。 _Q*,~ z~  
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: C)cuy7<  
u&j_;Y!6  
template < typename Right > .07k G]  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const YCG $GD  
Right & rt) const &<(&u`S  
  { )SaMfP1=v  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Nm#[A4  
} .sZ"|j9m  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 cmp@Ow"c  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 k7nke^,|  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 !3ji]q;uF  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 RV@mAw.T  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。  {T5u"U4  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? <,t6A?YoMP  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: `cFNO:  
G4EuW *~  
template < class Action > 1Uc/ r>u9  
class picker : public Action nYTPcT4x|  
  { P\$%p-G  
public : T?*f}J  
picker( const Action & act) : Action(act) {} |cl*wFm|3  
  // all the operator overloaded r rs0|=  
} ; v+DXs!O{  
nCLEAe$W\=  
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。 x.q"FXu  
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: m :2A[H+  
6&"GTK  
template < typename Right > @lCyH(c%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const z7HM/<WY  
  { .|KBQMI  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8M7Bw[Q1  
} p<\7" SB=  
0\wW%3C  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > OgCz[QXr_  
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。 sc y_  
lPg?Fk7AP  
template < typename T >   struct picker_maker 9[:TWvd  
  { 2CV?cm  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Fm[3Btn  
} ; [G"Va_A8  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > mpd?F 'V  
  { e. R9:  
typedef picker < T > result; vywpX^KPv  
} ; Yb%#\.M/y  
#cqI0ny?G  
下面总的结构就有了: ^`bMFsP  
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。 YVPLHwh/5  
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。 T_fM\jdI  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 kG`&Z9P  
至此链式操作完美实现。 JgBC:t^\pV  
'%y;{,g*  
7\yh<?`V8  
七. 问题3 <,y> W!  
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。 Qw<&N$  
\q^:$iY~  
template < typename T1, typename T2 > U+&Eps&NI  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8k;il54#  
  { D THWL  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); .sD=k3d  
} uc/W/c u,  
mp z3o\n  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: PJ^qE| X  
~7m+N)5  
template < typename T1, typename T2 > ;3o7>yEv  
struct result_2 B lqISyrY  
  { t8`wO+4@  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ~ 7<M6F  
} ; ri6KD  
d0;?GQYn:  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? qQ 8+gZG$R  
这个差事就留给了holder自己。 nkf7Fq}  
    'c# }^@G  
Nnq1&j"m  
template < int Order > 4iss j$  
class holder; K D?b|y @  
template <> #/{3qPN?@  
class holder < 1 > l]OzE-*$b  
  { -gUp/ #l1  
public : lc3Gu78 A/  
template < typename T > wx YGr`f  
  struct result_1 opMnLor  
  { @_1cY#!  
  typedef T & result; qHvUBx0  
} ; 4u+0 )<  
template < typename T1, typename T2 > -& =dl_m  
  struct result_2 mhy='AQJ  
  { !#=3>\np+X  
  typedef T1 & result; IdK<:)Q  
} ; >Fs/Wet  
template < typename T > n 4y]h  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const e~d=e3mBp  
  { e .~11bx  
  return (T & )r; 3&nN;4~Zx6  
} /(.:l +[w[  
template < typename T1, typename T2 > kDI?v6y5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const @bJIN]R  
  { zo8D"  
  return (T1 & )r1; =4l @A>  
} _{-[1-lN5_  
} ; om2N*W.gk  
eLnS1w 2  
template <> q=Vh"]0g  
class holder < 2 > /R&h#;l  
  { Od)y4nr3~  
public : *tgu@9b  
template < typename T > "r* `*1  
  struct result_1 7eAV2.  
  { n\3#69VY  
  typedef T & result; "RN] @p#m  
} ; E6Z kO/  
template < typename T1, typename T2 > Kk6=61}A  
  struct result_2  ,w3-*z  
  { p6R+t]oH  
  typedef T2 & result; f&mi nBU  
} ; }Sbk qd5  
template < typename T > !*Eu(abD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (D) KU9B>  
  { YrB-n  
  return (T & )r; [`t ;or  
} Dzf\m>H[  
template < typename T1, typename T2 > dpw-a4o}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }b&lHr'Uw  
  { Z$JJ0X  
  return (T2 & )r2;  d]`6N  
} f|FS%]fCxk  
} ; J\Pb/9M/  
jD6HCIjd'  
ekL;SN  
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> >。 d#a/J.Z$A  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: T+ZA"i+  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 6]Hwr_/tk  
Z K+F<}  
return l(i, j) = r(i, j); KE~Q88s  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) i7XY3yhC  
]s AuL!  
  return ( int & )i; SL-2^\R  
  return ( int & )j; XGR2L DR  
最后执行i = j; 95z|}16UK  
可见,参数被正确的选择了。 m0TVi]v  
t4_yp_  
V;xPZ2C;  
L AasmQ  
9 A ?{}c  
八. 中期总结 X$we\t  
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: 7,+eG">0  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 4k<o  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 $qQYxx@  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor kg]6q T;Y  
a+cMXMf  
id1cZig  
["EXSptB  
z_ $c_J  
OX]$Xdb2:  
九. 简化 sX%n`L  
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。 W/!P1M n  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 b?i+nh qI  
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: &< BBP n@\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 xR0T' @q  
  +-*/&|^等 1RYrUg"s"  
2. 返回引用。 pXSShU#  
  =,各种复合赋值等 z!"vez  
3. 返回固定类型。 1l$Ei,9  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) fZo#:"{/K  
4. 原样返回。 lA5Dag'  
  operator, o%t4WQ|bj  
5. 返回解引用的类型。 0hemXvv1  
  operator*(单目) O:wG/et  
6. 返回地址。 ^z{szy?Fg  
  operator&(单目) ]$@a.#}  
7. 下表访问返回类型。 G tI )O}  
  operator[] <=*f  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 bqcCA9 1  
  operator<<和operator>> t5-O-AI[b{  
CQ!pt@|d  
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。 T$%|=gq  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: |sZqqgZ-  
e2O6q05 ?Q  
template < typename Left > bC<W7qf]}  
struct value_return ljKIxSvCFp  
  { ;o9h|LRs  
template < typename T > @j/2 $  
  struct result_1 ;,&cWz  
  { O(T5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ?_NKyiu95  
} ; %!<Y  
%2}fW\% '  
template < typename T1, typename T2 > dvB=Zk]m  
  struct result_2 3kn-tM  
  { 3Qy@^"  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; AQ~ xjU  
} ; Oidf\%!mvR  
} ; mJSfn"b}K  
Hb)FeGsd).  
$h#sb4ek  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait <3;p>4gN  
r]3-}:vU  
下面我们来剥离functor中的operator()  &9y Zfp  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 'R 7 \  
n>Ff tVZNJ  
return l(t) op r(t) !jj`Ht)  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) y\?ey'o  
return op l(t) 6mM9p)"$  
return op l(t1, t2) }Le]qR9Y]  
return l(t) op pXk^EV0  
return l(t1, t2) op FdU]!GO- X  
return l(t)[r(t)] <tr]bCu}  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] u^Q`xd1  
MEDh  
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: XNz+a|cF  
单目: return f(l(t), r(t)); UL+Txc  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); kKX' Y+  
双目: return f(l(t)); n!jmxl$  
return f(l(t1, t2)); XM$ ~HG  
下面就是f的实现,以operator/为例 @62T:Vl  
Y}?8  
struct meta_divide 9K+> ;`  
  { mWp>E`l  
template < typename T1, typename T2 > @*6fEG{,q  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) &\h7E   
  { B8@mL-Z-;  
  return t1 / t2; l1+l@r\  
} (@?mm  
} ; tB_le>rhl  
-&Rv=q>  
这个工作可以让宏来做: feej'l }F  
 TGCB=e  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ :/5m D  
template < typename T1, typename T2 > \ E>~R P^?Uz  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };  ? wS}'  
以后可以直接用 l]*RiK2AC  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) zoq;3a5cqB  
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 ?@64gdlwq  
(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。。。) M xE]EJZ  
e5L+NPeM6v  
iJs~NLCgVu  
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 Ymut]`dX  
J%&LQ9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > i5e10@Q{  
class unary_op : public Rettype $WA wMS,  
  { A7p4M?09  
    Left l; WgNA%.|,  
public : oi #B7  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} MB]E[&Q!  
I68u%fCv  
template < typename T > THrLX;I  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const kg/B<w'  
      {  !:( +#  
      return FuncType::execute(l(t)); yV^Yp=f_  
    } EC+t-:a]  
>AJ/!{jD*  
    template < typename T1, typename T2 > E7uIur=g!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9b. kso9.  
      { ~f<'] zXv  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); @|gG3  
    } :.:^\Q0  
} ; 6)INr,d  
l+ }=D@l  
LU3pCM{  
同样还可以申明一个binary_op j=sfE qN).  
y_X6{}Ke  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }">r0v!3  
class binary_op : public Rettype iI GK "}  
  { ZFZ'&"+  
    Left l; DB}Uzw|  
Right r; [ &TF]az  
public : :H}iL*  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %i9S"  
TmgC {_  
template < typename T > x@#>l8k?  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /|EdpHx0  
      { `YOYC  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); vC]X>P5Px  
    } 6h9(u7(-N  
J( 1Tl  
    template < typename T1, typename T2 > I;4quFBlMu  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aCZ0-X?c  
      { ?P9aXwc  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); l*ltS(?  
    } J/]%zwDwS  
} ; oW~W(h!  
.@H:P  
f3UCELJ  
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 !vz'zy)7  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ^".OMS"!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^O}a,  
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。 /^=1]+_!  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! .n\JY;"  
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。。。 BJ UG<k  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 <H-Nft>O  
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) Sca"LaW1  
下面是修改过的unary_op s&7 3g0$$  
0|e[o"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > Q<sqlh!h  
class unary_op -Y_, .'ex  
  { @.;+WQE  
Left l; 0)&!$@HW  
  6A"$9sj6  
public : e#[Klh$]EW  
=-sTV\  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} N,Y)'s<  
ztVTXI%Kz  
template < typename T > N R c4*zQJ  
  struct result_1 }Uy QGRZ=  
  { eB0exPz%  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 217G[YE-  
} ; 7I3_$uF  
R+LKa Z  
template < typename T1, typename T2 > Q}#Je.;  
  struct result_2 sVyV|!K  
  { aUw-P{zp%  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;21D^e  
} ; b 3x|Dq.  
NQ{(G8x9  
template < typename T1, typename T2 > P%|~Ni_BTX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x2!R&q8U>  
  { &%OY"Y~bI!  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); j_JY[sex  
} /1OCK=  
svpQ.Q  
template < typename T > d:)#-x*h7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h'*v$lt  
  { s%:fZ7y  
  return OpClass::execute(lt(t)); 6n]+(=  
} >.meecE?Q  
!!C/($  
} ; Fi``l )Tt  
I?rB7 *:  
zu d_BOq{f  
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 v#,queGi  
好啦,现在才真正完美了。 ? i _ACKpw  
现在在picker里面就可以这么添加了: Z"8lW+r *  
Y-ao yoNS  
template < typename Right > .!3e$mhV  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?X@!jB,Pv  
  { E@GYl85fI  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ) H,Xkex  
} 2>o[  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 i.mv`u Dm  
}Ulxt:}   
%jL^sA2;c+  
Z|t=t"6"  
9,?~dx  
十. bind g<Z :`00|  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 3"x_Y  
先来分析一下一段例子 *qzdt^[ xo  
bv4umL /  
z$J m1l  
int foo( int x, int y) { return x - y;} FJ3S  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 HPphTu}`  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 %n|  
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。 `G$>T#Dq  
我们来写个简单的。 ~$y"Ldrp  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: +(*HDa|  
对于函数对象类的版本: ?oYO !  
 W9?* ~!  
template < typename Func > Wj.t4XG!  
struct functor_trait Kn^+kHh:  
  { ]?}>D?5  
typedef typename Func::result_type result_type; |.)LZP,  
} ; ^5X?WA,Z99  
对于无参数函数的版本: O h@z<1eYZ  
w;,34qbf  
template < typename Ret > d27q,2f!  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 5Cdn j  
  { $M}"u [Qq  
typedef Ret result_type; AMyg>n!  
} ; ZXx1S?u  
对于单参数函数的版本: ) ^ En  
i%o%bib#  
template < typename Ret, typename V1 > .?u<|4jE6  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > wa[L[mw  
  { RL}?.'!  
typedef Ret result_type; pN^g.  
} ; Ll KO(Q{"  
对于双参数函数的版本: KPToyCyR1  
^os_j39N9  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > t~L4wr{B  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > AGFA;X  
  { +<Gp >c  
typedef Ret result_type; @1o X&#  
} ; eay|>xa2  
等等。。。 >*EZZ\eU!  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy f9#zV2ke]  
h3 H Udu  
template < typename Func > uUjjAGZ  
struct func_return u.yR oZ8/!  
  { I7_lKr3  
template < typename T > 8oE`>Y  
  struct result_1 43k'96[2d  
  { -Mr_Ao`E  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; L]MWdD  
} ; ku,{NY f^Y  
uBts?02  
template < typename T1, typename T2 > ! \s}A7  
  struct result_2 %fg6', 2  
  { ?jR#txR  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 8(Az/@=n  
} ; )<HvIr(xr  
} ; n>)aw4  
Y%/RGYKh  
K{d3)lVYCS  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 , LwinjHA*  
f2c <-}wR  
template < typename Func, typename aPicker > N&G'i.w/  
class binder_1 /}1|'?P  
  { J3y _JoS  
Func fn; |"K%Tvxe  
aPicker pk; s=)W  
public : n#}@| "J  
N?m)u,6-l  
template < typename T > R'Ue>k  
  struct result_1 r ??_2>Q  
  { 6)sKg{H  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; n=j) M  
} ; EPW4 h/I  
hYyIC:PXR  
template < typename T1, typename T2 > I._ A  
  struct result_2 D,=~7/g  
  { @"s<0T^H  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;  p[&J l  
} ; s2L]H  
~hq\XQX  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ]+`K\G ^X  
D)G oWt  
template < typename T >  gwIR3u  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const xpp nBnu$7  
  { )7Hx <?P  
  return fn(pk(t)); Ru d9l.n  
} @ *Jbp  
template < typename T1, typename T2 > j8Mt"B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <`-sS]=d}  
  { [&~x5l 8\C  
  return fn(pk(t1, t2)); '9]?jkl  
} v1i-O'  
} ; KiG19R$  
hTO5*5]0zP  
9Znc|<  
一目了然不是么? \<9aS Y'U  
最后实现bind Wk^{Tn/]  
M%54FsV  
7 `~0j6FY  
template < typename Func, typename aPicker > 512p\x@  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) q/w5Dx|:  
  { ?v,c)  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); %npLgCF  
} IA}vN3  
s8:epcL`A  
2个以上参数的bind可以同理实现。 S7j(4@  
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。 C!547(l[  
z( ^?xv  
十一. phoenix Q2oo\  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: _3u3b/%J?  
'H`:c+KDG`  
for_each(v.begin(), v.end(), RpU i'  
( *eD[[HbKX  
do_ m{>"  
[ g_PP 9S_?  
  cout << _1 <<   " , " "Cvr("'O  
] KBi(Ns#+  
.while_( -- _1), +5-|6  
cout << var( " \n " ) YG?4DF  
) rpEIDhHv  
); !iHC++D  
Tw%1m  
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: 1fJ~Wp @1  
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 eo;MFd%;  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +MYrNR.p  
那么我们就照着这个思路来实现吧: m0 W3pf  
Xsn M}  
7C Sn79E  
template < typename Cond, typename Actor > v:!TqfI  
class do_while L B.B w  
  { %c$|.TkX  
Cond cd; 67H?xsk@n  
Actor act;  EAr;  
public : c#?~1@=  
template < typename T > sm?b,T/  
  struct result_1 ' 8R5 Tl  
  { $B9?>a|{A  
  typedef int result_type; 1DU l<&4  
} ; st.{AEv@  
[# X} (  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} J pj[.Sq  
1f"}]MbLR  
template < typename T > jpXbFWgN  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4!3<[J;N;  
  { W! |_ hL  
  do 3,!IV"_  
    { n0K+/}m  
  act(t); UH7?JF-D  
  } wmMn1q0F  
  while (cd(t)); +|<bb8%  
  return   0 ; ,T ^A?t  
} yI!W658$6  
} ; G^;]]Ji"  
{w ,^Z[<  
I@Y k &aU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). QYj 4D  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 "NEKz  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 9)[)0 7  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 5>H&0> \  
下面就是产生这个functor的类: &liFUP?   
ZOppec1D  
64y9.PY  
template < typename Actor > (KvN#d 1\  
class do_while_actor tmeg=U7  
  { n~jW  
Actor act; 1x sJz^%V  
public : )$pqe|,  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} vZ6R>f  
$j!:ET'V  
template < typename Cond > z>=;Xe8P8n  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; n"~K",~P  
} ; }`2+`w%uZ  
]g%HU%R-m  
fkk9&QB%(  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 }\A 0g}  
最后,是那个do_ ;s4e8![o3  
ePSD#kY5  
96gaun J  
class do_while_invoker sAK&^g  
  { =*UVe%N4  
public : ;ae6h [  
template < typename Actor > d(5j#?  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const <BdC#t:*L  
  { 0'zjPE#  
  return do_while_actor < Actor > (act); J3r':I}\  
} S!iDPl~  
} do_; ILHn~d IC  
*JWPt(bnI  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? %2?"x*A  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 \ov]Rn  
最后来说说怎么处理break和continue dVJ9cJ9^  
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。 n*~#]%4  
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 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五