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
  • 3716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 9;tY'32/  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 /Gvd5  
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, S(Q=2Y  
%>E M ^Z  
1hW"#>f7  
X% X &<  
  class filler x#}{z1op9  
  { lFbf9s:$B  
public : O^KIB%}fu  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} !Hx[ `3  
} ; 48RSuH  
L<0eIw  
C!}t6  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 4Bk9d\z  
R>R8LIZZc  
KYR64[1  
`!@d$*:'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Q<T+t0G\O-  
BTDUT%Yfg  
UB,:won  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 oP_}C[  
]h?p3T$h  
=_Ip0FfK!  
4#lOAzDtv  
二. 战前分析 .^V9XN{'a  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 zy'cf5k2  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 CJe~>4BT  
m*~Iu<5L  
P~M<OUg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ]?lUe5F  
  /* --------------------------------------------- */ % 9} ?*U  
vector < int *> vp( 10 ); PDkg@#&y,k  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); +jb<=ERV[  
/* --------------------------------------------- */ PgdHH:v)  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); A8T8+M:  
/* --------------------------------------------- */ si#1sdR  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); S,vh  
  /* --------------------------------------------- */ *u]aWx  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); D+"+m%^>C  
/* --------------------------------------------- */ &n~v;M  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); uYCWsw/  
U5ME`lN*`  
CkR 95*  
NM+ (ss'  
看了之后,我们可以思考一些问题: ndHUQ$/(  
1._1, _2是什么? #83pitcc  
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。 )jGB[s";)y  
2._1 = 1是在做什么? vbEO pYCS  
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。 < Wm'V-  
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。 #j4RX:T*[  
^NXxMC( e+  
dU&hM<.|  
三. 动工 ]XEUD1N;I  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i,!tu  
?,w9e|  
=[LUOOR*]  
S!h=HE  
template < typename T > -8Hv3J'=  
class assignment W~j>&PK,?  
  { 0DX)%s,KO  
T value; Xx1eSX  
public : _*++xF1  
assignment( const T & v) : value(v) {} c7A]\1 ~  
template < typename T2 > #Wq@j1?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 5#~E[dr  
} ; =0mn6b9-=  
={\9-JJhE  
65l9dM2  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 MG vp6/Pd  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment X#Hl<d2  
y wmC>`0p  
1F R  
rmeGk&*R8  
  class holder M\9+?  
  { RV),E:?  
public : ^#]eCXv  
template < typename T > xu.TS  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const cnB:bQQK8  
  { %xdyG Al:  
  return assignment < T > (t); 3&zcdwPj  
} Bhk@0\a  
} ; UN|S!&C$  
S]?I7_  
R|[gEavFl  
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: dH)\zCt  
S5[}kfe  
  static holder _1; 6*:U1{Gl)  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 4e?MthJ>  
p8MN>pLP%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); f@0Km^aUc  
而不用手动写一个函数对象。 ^1bM=9]F0  
|eK^Yhym  
U% OlYP$g  
=g$%jM>35  
四. 问题分析 ]v l?J  
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。 iN1_ T  
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。 !-4VGt&c,  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 \S>GtlQbn  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,zh_-2^X  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 MP~+@0cv  
d(C5i8d  
五. 问题1:一致性 ?~<NyJHN%  
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?| 5ljEh -  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 q-qz-cR  
}$#PIyz  
struct holder `!<#'PR  
  { Lc0=5]D   
  // ]xPy-j6C  
  template < typename T > Tr, zV  
T &   operator ()( const T & r) const V0xO:7G^  
  { aVp-Ps|r  
  return (T & )r; T>w;M?`9K  
} ppnl bL^*  
} ; DK1{Z;Z  
;<#=|eD2  
这样的话assignment也必须相应改动: Ehq [4}  
XRi37|p  
template < typename Left, typename Right > av~kF  
class assignment Q}#xfrprF  
  { YwZ ]J  
Left l; X?Or.  
Right r; w!OYH1ds]_  
public : eE@7AM  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} }j{Z &(K  
template < typename T2 > 4c<\_\\ck  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 'q l<R0g  
} ; 7h`t-6<!q  
ie7P^:T|+  
同时,holder的operator=也需要改动: nGxG!  
*A0*.>@N  
template < typename T > _po5j;"_O  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const $Km~x  
  { rq:sy=;  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 68~5Dx  
} I7W?}bR*6  
U5[r&Y D  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 h$p}/A  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 }>_  
z pg512\y  
return l(rhs) = r; Aa^w{D  
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。 g|M>C:ZT  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: tv5N wM  
e^v\K[  
template < typename Tp > Z<'iT%6+r  
class constant_t @{ L|&Mk!  
  { {dlG3P='`f  
  const Tp t; kArF Gb2c  
public : !w/]V{9`X  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} B5[As8Sa  
template < typename T > N!<X% Ym  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const %yK- Q,'O  
  { (^m~UN2@~m  
  return t; .Dy2O*`  
} +ZkJ{r0,(  
} ; &_' evZ8  
F(w<YU %6  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 lYU?j|n  
下面就可以修改holder的operator=了 QV -ZP'e^  
 SPnW8  
template < typename T > (]-RL A>  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const [-^xw1:  
  { Wr+1e1[  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); U-D00l7C  
} L;=LAQ6[  
n{=Ot^ ";  
同时也要修改assignment的operator() EmyE%$*T  
u ^M'[<{  
template < typename T2 > #;h> x  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } vnqLcNB H  
现在代码看起来就很一致了。 cDz^jC   
rpEN\S%7P  
六. 问题2:链式操作 3pyE'9"f6  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 o bGvd6\  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 O 2/_$i[F  
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。 ITD&w g  
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。 }\1IsK~P  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct z~/e\  
QFFFxaeJg  
template < typename T > 8Ep!  
struct result_1 #Vy:6O  
  { z7pw~Tqlz  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6cOlY= bn  
} ; hJ75(I *j  
wWM[Hus  
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: {D8yqO A}  
"YVr/u  
template < typename T > <&tdyAT?&  
struct   ref &,* ILz  
  { 9}+X#ma.Nc  
typedef T & reference; :.(A,  
} ; |<%v`*  
template < typename T > {9{PU&?(  
struct   ref < T &> &d]@$4u$;  
  { 9x eg,#1  
typedef T & reference; A.(e=;0bu  
} ; DXZZZ[#  
8 EU/}Ym  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: *DvQnj  
lBudC  
template < typename T > BE!l{  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Y/ %XkDC~  
  { H(Y1%@  
  return l(t) = r(t); Az/B/BLB  
} gw$?&[wY  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 8[#EC3  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 )"_&CYnd  
a3,A_M}M'  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 2s}G6'xE]P  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Uy?X-"UR  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 w%(D4ldp   
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1v*N]}`HU  
最后的布局是: Yy,XKIqU  
                Add \y+^r|IL  
              /   \ .vd*~U"  
            Divide   5 KL"_h`UW  
            /   \ En4!-pWHQ  
          _1     3 ^2i$AM1t  
似乎一切都解决了?不。 M|R\[ Zf  
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。 +wZ|g6vMct  
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。 40[@d  
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: {U4{v=,!I  
P G zwS  
template < typename Right > #}Bv/`t  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const qHPinxewx  
Right & rt) const @VyF' ?}  
  { =L`PP>"rW  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Ox@$ }  
} z>b^Ui0  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 n*TKzn4E  
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。 l-5O5|C  
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。 VBW][f  
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。 SJE!14|e  
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。 {MUO25s02  
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? UG]x CkDS  
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: vzF6e eaD  
C~PP}|<~V  
template < class Action > Q8_5g$X\  
class picker : public Action %}unlSTPP  
  { +~7[T/v+n  
public : QBA{*@ A-  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Z7 ++c<|p  
  // all the operator overloaded X@/X65=[  
} ; Jg$ NYs.xZ  
;CuL1N#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。 M&e=LV  
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: "#pN  
DmZ_tuVI  
template < typename Right > rEWuWv$  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const .~a8\6t  
  { T0cm+|S  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }a%Wu 7D  
} '1zC|:,  
S+?*l4QK  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > wQM( |@zE}  
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。 !Nbi&^k B  
]SN5 &S  
template < typename T >   struct picker_maker ;a[3RqmKW  
  { k8cR`5 @PK  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Z*(OcQ-  
} ; >n1UK5QD  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ObataUxQT  
  { Q[lkhx|.B  
typedef picker < T > result; TLg 9`UA  
} ; "*KOU2}C  
CljEC1S#  
下面总的结构就有了: F |_mCwA  
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。 [p )2!]y  
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。 }( WUZ^L  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 <4^y7]] F  
至此链式操作完美实现。 fL gHQ  
K%SfTA1TCB  
5yp  
七. 问题3 =4Jg6JKYg  
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。 4ijZQ  
oJI+c+e"  
template < typename T1, typename T2 > N9z!-y'X  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0IsnG?"  
  { eqpnh^0}d  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); r?`7i'  
} X4"[,:Tw  
DyQvk  
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: `?T8NK  
|D8c=c%  
template < typename T1, typename T2 > ^ .Q/iXgh  
struct result_2 O)r>AdLGn  
  { p\xsW "=8q  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 'b_SQ2+A  
} ; <"S/M]9  
11JO[  
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? k59.O~0V  
这个差事就留给了holder自己。 {dV!sQD  
    v2mqM5Z  
?QzN\f Y;  
template < int Order > yF^)H{yx  
class holder; =}W)%Hldr.  
template <> dr4m}v.  
class holder < 1 > \0l"9 B.  
  { l3kBt-m  
public : 79U 7<]-!  
template < typename T > r}t%DH  
  struct result_1 y;HJ"5.Mw  
  { 6EG`0h6  
  typedef T & result; +]{PEnJ  
} ; bJ6v5YA%  
template < typename T1, typename T2 > Umk!m] q  
  struct result_2 $EuI2.o  
  { i)d'l<RA  
  typedef T1 & result; p2Fi(BW*q  
} ; _NM=9cWd  
template < typename T > QBT_H"[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $ZE"o`=7  
  { F}#=qBa[  
  return (T & )r; YZ+<+`Mz<  
} %5 ?0+~  
template < typename T1, typename T2 > a~[]Ye@H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Hd=!  
  { [Uu!:SZ  
  return (T1 & )r1; cBnB(t%  
} %g%#=a;]q  
} ; N/ mC,7Q  
y]E ?\03"  
template <> XAc#ywophi  
class holder < 2 > ^'aMp}3iu  
  { YPsuG -is  
public : 1)wzSEV@  
template < typename T > <rFY$ ?x  
  struct result_1 ||k^pzj%  
  { g\ p;  
  typedef T & result; *Z"(K\1TH  
} ; D'+kzb@  
template < typename T1, typename T2 > &`[Dl(W  
  struct result_2 pUaGrdGxzQ  
  { 4]]1J L(Ka  
  typedef T2 & result; ?k*s!YCZ  
} ; p,+$7f1S  
template < typename T > ^+ +ec>  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const q#N8IUN}4  
  { *.9.BD9  
  return (T & )r; E`SFr  
} C/Dc1sj  
template < typename T1, typename T2 > 3YF*TxKx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const O)!MWmr  
  { ,-*oc>  
  return (T2 & )r2; n.$wW =  
} !&D&Gs  
} ; <<P& MObqj  
ISuye2tExq  
bqAv)2  
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> >。 ?5!>k^q  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: :kDHwYv$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \^+=vO;A  
w%[ `'_[  
return l(i, j) = r(i, j); +[ 944n  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) I)Dd"I  
fhAK^@h  
  return ( int & )i; 8j} CP  
  return ( int & )j; 6 2r%q^r`i  
最后执行i = j; S 5Q$dAL  
可见,参数被正确的选择了。 T)ra>r<#  
it~>)_7*P  
Y|=/*?o}  
m4~Co*]w  
FU|c[u|z  
八. 中期总结 'o2x7~C@  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: Yl+r>+^  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 nkp!kqJ09  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 r~uWr'}a}  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor qmcLG*^,  
WX} "Pj/6  
SPxgIP;IR  
}F1|& A  
c"3 a,&  
t/K<fy 6  
九. 简化 8#w}wGV*  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 7  Znr2I  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ?+S&`%?  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: MH`H[2<\!,  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 a(Bo.T<2@  
  +-*/&|^等 42?X)n>  
2. 返回引用。 ~B%=g)w  
  =,各种复合赋值等 `<h}Ygo>k/  
3. 返回固定类型。 WKFmU0RK  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) \$2E  
4. 原样返回。 O1Gd_wDC/i  
  operator, m?G}%u  
5. 返回解引用的类型。 h:3`e`J<h  
  operator*(单目) DT_HG|  
6. 返回地址。 N?H;fK4v  
  operator&(单目) \Clz#k8l1  
7. 下表访问返回类型。 4Wq{ch  
  operator[] !Jw   
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 AAkdwo  
  operator<<和operator>> +.Kmpw4  
^IuHc_  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 9~DoF]TM  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: twqjaFA>  
ik77i?Hg  
template < typename Left > ul+ +h4N  
struct value_return BYN<|=  
  { >A|6 kzC  
template < typename T > b+\jFGC%6=  
  struct result_1 ,8g~,tMr+  
  { nJny9g  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; P8e1J0A  
} ; \Nu(+G?e  
2f>lgZ!  
template < typename T1, typename T2 > Re('7m h~  
  struct result_2 BclZsU=xn  
  { Z.$ncP0s  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; o;mXk2  
} ; 6#O n .Q  
} ; t<9oEjk["  
L@w|2  
X~Uvh8O  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Aj.TX%}`h  
Nhn5 iN1*  
下面我们来剥离functor中的operator() ZVJbpn<lo)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: u#?K/sU  
"-kb=fY  
return l(t) op r(t) L 4'@f  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) D{h1"q  
return op l(t) f3s0.G#l  
return op l(t1, t2) e|+U7=CK  
return l(t) op db:b%1hk:  
return l(t1, t2) op 0]{h,W3]@[  
return l(t)[r(t)] <O&L2E @~f  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Ooz+V;#Q  
s2iR  }<  
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: 1b E$x^P  
单目: return f(l(t), r(t)); kg7oH.0E  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 49~5U+x;  
双目: return f(l(t)); ~N;.hU%l  
return f(l(t1, t2));  |X`xJL  
下面就是f的实现,以operator/为例 D|,d_W  
\y{Bnp5h  
struct meta_divide {LbNKjn  
  { gAC}  
template < typename T1, typename T2 > q/Ba#?sen  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) g1JD8~a  
  { ^6mlE+WY  
  return t1 / t2; [ECSJc&i  
} v&i M/pJU  
} ; bqN({p&  
"wmQ,=  
这个工作可以让宏来做: `UMv#-Y8  
/d9I2~}B  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 1j# ~:=I  
template < typename T1, typename T2 > \ ,(}7 ST  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; MQ5#6 vJ  
以后可以直接用 NwoBM6 #  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Hu|NS{Ke-  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 -RVwPY  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) !`hjvJryw  
U_m<W$"HF  
Pon 2!$  
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 1]aM)},  
K_bF)6"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > LpeQx\  
class unary_op : public Rettype I1BVqIt1i  
  { FF6[qSV  
    Left l; oqB(l[%z2  
public : mMjY I1F  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} [MdVgJ9'  
*oL?R2#7  
template < typename T > }RYr)  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v#@"Evh7  
      { )7Gm<r  
      return FuncType::execute(l(t)); r#JE7uneT  
    } }|%dN*',  
1T!b# x4  
    template < typename T1, typename T2 > Q}d6+C  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L TZ3r/  
      { fQ=Yf?b  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); C$SuFL(pb  
    } w<<>XIL  
} ; *?Nrx=O*  
/@X!  
f)l:^/WP+  
同样还可以申明一个binary_op 0=#:x()e  
@AaM]?=P{  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 'Xoif"  
class binary_op : public Rettype NE,2jeZQ.  
  { LdwWB `L  
    Left l; I;<0v@  
Right r; zUXQl{  
public : u\ro9l  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} /17Qhex  
BCYTlxC'  
template < typename T > Yrs7F.Y"  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #(F/P!qk  
      { Wf/r@/ q  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ?1*Ka  
    } z0+LD  
zsFzF`[k  
    template < typename T1, typename T2 > 'i;1n  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const FkY}6  
      { _v bCC7Bf8  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); T\I}s"d  
    } C]414Ibi  
} ; [Gop-Vi/~  
H )hO/1 m  
#%O|P&rA  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 r*HbglB  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 `qnp   
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) N;4bEcWjp  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 7rQwn2XD{  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! `|coA2$rw  
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。。。 G2qv)7{l2  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ">cLPXX  
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) |eykb?j`  
下面是修改过的unary_op VK*Dm:G0  
vz5x{W  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > s|F}Abx,^  
class unary_op E! d?@Xr@  
  { B|pO2d e  
Left l; :No`+X[Kq  
  h ` qlI1]  
public : r5 tn'  
;\j7jz^uC  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} X3e&c  
9$[6\jMh  
template < typename T > S&/,+x'c|  
  struct result_1 cq]JD6937  
  { JguPXHa0  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~_Q~AOFM  
} ; QO2@K1Y  
+t*V7nW  
template < typename T1, typename T2 > ebno:)  
  struct result_2 C7*n<+e  
  { ]1hyvm3  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Gyx4}pV  
} ; &1 /OwTI4J  
S[ch/  
template < typename T1, typename T2 > -t]3 gCLb  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &!P' M  
  { 8\WV.+  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;~D$ rT  
} Z8C~o)n9  
L0l'4RRm\  
template < typename T > /RVwhA+c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'tTUro1~  
  { wZ4w`|'  
  return OpClass::execute(lt(t)); 5{/uHscwLa  
} [ Y+Ta,  
FKZ'6KM&A  
} ; n6AA%? 5  
ZnKjU ]m  
(+yH   
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 (}g4}A@x  
好啦,现在才真正完美了。 ;b{yu|  
现在在picker里面就可以这么添加了: c@3mfc{  
0$A^ .M;  
template < typename Right > }y%c.  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const l1bkhA b  
  { K| dI'TnW  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); l~]D|92  
} LZ34x: ,C  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 7s0\`eXo/  
r<$o [,W  
SJB^dI**/d  
|nCVM\+5T  
 nU4to  
十. bind ]_BH"ng}  
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。 ]A ;.}1'  
先来分析一下一段例子 hkb&]XWi[  
Zg$S% 1(Q  
KomMzG:  
int foo( int x, int y) { return x - y;} -"NK"nb  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 {d XTj7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ^@3,/dH1 t  
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。 M8V c5  
我们来写个简单的。 ,Nt^$2DZW  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: `Of D^Q=  
对于函数对象类的版本: c]h@<wnv  
j7U&a}(  
template < typename Func > ;4U"y8PVTh  
struct functor_trait j]FK.G'  
  { jST4O"DjM  
typedef typename Func::result_type result_type; nK32or3  
} ; CT5s`v!s  
对于无参数函数的版本: &?1O D5  
T/A2Y+@N;  
template < typename Ret > ,PmUl=  
struct functor_trait < Ret ( * )() > /vq$/  
  { J%-4ZB"  
typedef Ret result_type; XUzOt_L5<  
} ; DF_wMv:>^  
对于单参数函数的版本: F^$;hMh%  
Y)DAR83  
template < typename Ret, typename V1 > jQxhR  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > }toe'6  
  { d#TA20`  
typedef Ret result_type; y=c={Qz@vn  
} ; BPa,P_6(  
对于双参数函数的版本: ?m5E Xe  
Q5ff&CE  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > )=sbrCl,C/  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > pmUf*u-  
  { #M{qMJHDo  
typedef Ret result_type; 3<Zp+rD  
} ; i(pHJP:a:  
等等。。。 h}! 9?:E  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy E_En"r)y  
g0bYO!gC r  
template < typename Func > 6F!B*lr  
struct func_return g9q}D-  
  { 5?F5xiW  
template < typename T > lyX3'0c  
  struct result_1 Q&N#q53  
  { 9sT5l"?g  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; /zt M'  
} ; JLnv O  
R2n 2mQ<  
template < typename T1, typename T2 > JC%&d1  
  struct result_2 DrKB;6  
  { h Fik>B#!  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ?!&%-R6*  
} ; RSe4 lw  
} ; >xabn*Kq  
>9rZV NMU  
7M~sol[*  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 z,4mg6gt  
cd1G.10  
template < typename Func, typename aPicker > EC;>-s  
class binder_1 } 1e4u{  
  { '"fJA/O  
Func fn; A$3Rbn}"  
aPicker pk; E{&MmrlL,  
public : H:]cBk^[,  
/V:9*C  
template < typename T > 4_kN';a4Q  
  struct result_1 4lB??`UN  
  { R ,qQC<  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; /j$=?Rp  
} ; u*G<?  
lP3|h*  
template < typename T1, typename T2 > az6 &  
  struct result_2 "vSKj/]  
  { Fs(PVN  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; yl~_~<s6  
} ; ![\-J$  
 ~2"hh$  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} L"|Bm{Run  
&\N>N7/1  
template < typename T > ]a4U\yr  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const JP5e=Z<  
  { Zk%@GOu\  
  return fn(pk(t));  /ooGyF  
} :J`@@H  
template < typename T1, typename T2 > k0e}`#t  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J+`aj8_B  
  { g0tnt)]  
  return fn(pk(t1, t2)); N $) G 8  
} G kjfDY:  
} ; r%?-MGc  
C7FQc {  
q++r\d^{  
一目了然不是么? iPTQqx-m$7  
最后实现bind Q?k *3A  
HU $"o6ap  
 ma~#E$i&  
template < typename Func, typename aPicker > iYStl  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) bV8+E u  
  { A)&FcMO*z  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); hy*{ {f;  
} JpC'(N  
,Z@#( =f  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?{S>%P A_B  
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。 X&pYLm72;  
dH^6K0J  
十一. phoenix x%}D+2ro-t  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: VI2lw E3  
8wsU`40=Q  
for_each(v.begin(), v.end(), UphTMyn3  
( {cm?Q\DT  
do_ ~T1W-ig4[*  
[ zuvPV{ X  
  cout << _1 <<   " , " %":3xj'EEI  
] VL9wRu;  
.while_( -- _1), +`HMl;0m  
cout << var( " \n " ) &kg^g%%  
) ~rb0G*R>  
); ENTcTrTn  
QH/py  
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: 1B~O!']N<  
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-AF&( ;K  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,X?/FAcb  
那么我们就照着这个思路来实现吧: DKIH{:L7  
N[I@}j  
v~nKO?{   
template < typename Cond, typename Actor > QL/KY G  
class do_while 6 8tyWd}  
  { z#tIa  
Cond cd; 24jf`1XFW  
Actor act; 6@N,'a8r  
public : Y Zj-%5  
template < typename T > Z=JKBoAY  
  struct result_1 ],]Rv#`  
  { NHd@s#@  
  typedef int result_type; V:n0BlZ,B  
} ; Rt8[P6e"q  
"V|Rq]_+%  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} V?{d<Ng~J  
.vu7$~7  
template < typename T > N*Aw-\Bk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gu k,GF9p]  
  { 7Nq< o5  
  do %ih\|jR t  
    { X7*F~LFr j  
  act(t); f8Hq&_Pn   
  } LqWiw24#  
  while (cd(t)); C>Ik ;  
  return   0 ; S2$E`' J  
} ]v ${k  
} ; :5k* kx#y  
h"`\'(,X  
<XeDJ8 '  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). I{IB>j}8  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 >dAl*T  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Ic/hVKYG5  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 &f.5:u%{b  
下面就是产生这个functor的类: tiK M+ ;C  
8SjCU+V  
B7\4^6Tx  
template < typename Actor > v `S5[{6  
class do_while_actor /$; Z ~^P  
  { xg p)G!  
Actor act; uX7L1~s-  
public : ZX_QnSNZ?  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 392V\qtS  
q`e0%^U  
template < typename Cond > 48xgl1R(j  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; PF4[;E S'  
} ; fk}Raej g  
k=)U  
`gl?y;xC  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 *"^X)Y{c+l  
最后,是那个do_ 2f(`HSC'  
:V9Q<B^  
i@/%E~W  
class do_while_invoker D4$b-?y  
  { YdI6 |o@vc  
public : ev&l=(hY  
template < typename Actor > h%j4(v}r{C  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const |]kiH^Ap  
  { dz#"9i5b  
  return do_while_actor < Actor > (act); ir^d7CV,   
} dO D(<  
} do_; xbiprhdv  
tN{0C/B9  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? H;=yR]E  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 <(E)M@2  
最后来说说怎么处理break和continue }Z <I%GT  
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。 mLq0;uGL|  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五