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
  • 5129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 |cY HH$  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 G=17]>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, "H(3pl.  
cDz@3So.b  
n?r8ZDJ'  
pwfQqPC#_  
  class filler @9 S ::  
  { }VJ>}i*  
public : ,g7O   
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} hTLf$_|P  
} ; yg}O9!MJ  
z]8Mv(eL  
s|<n7 =J  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Q;3`T7  
)m7%cyfC  
x!GDS>  
o!UB x<4  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); /(s |'"6  
Q"FN"uQ}x  
-"nkC  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 IwnDG;+Ap  
c.]QIIdK  
0<`qz |_h  
BGibBF^  
二. 战前分析 H I|a88   
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 a8T9=KY^  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 -nNKUt.I  
@3c'4O   
im &N &A  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Zt9G[[]  
  /* --------------------------------------------- */ R5=J:o  
vector < int *> vp( 10 ); yP$esDP  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); (9%?ik  
/* --------------------------------------------- */ R&W%E%uj  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); bDWL Hdu a  
/* --------------------------------------------- */ G]aey>)  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ~Re4zU  
  /* --------------------------------------------- */ 9]=J+ (M  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); jq)Bj#'7  
/* --------------------------------------------- */ o i'iZX  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ),N,!15j,  
~fkcal1@  
Z]b;%:>=  
QO;Dyef7b  
看了之后,我们可以思考一些问题: PzKTEYJL  
1._1, _2是什么? u|IS7>Sm  
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。 `"CA$Se8  
2._1 = 1是在做什么? *Ze0V9$'  
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。 )KFxtM-  
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 jThQ  
x @43ZH_  
y$7Ys:R~  
三. 动工 HQ"T>xb  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类:  Q(w;  
QTa\&v[f  
B;[ .u>f  
ldTXW(^j  
template < typename T > M4)U [v  
class assignment n[DRX5OxR'  
  { IWv5UmjN  
T value; #w|v.35%?  
public : eoww N>-2C  
assignment( const T & v) : value(v) {} vE(]!CB  
template < typename T2 > 7#j.y f4  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } $rW(*#C  
} ; k ?KJ8  
( xooU 8d  
=|AYT6z,  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 }d}sC\>U  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ] hK}ASC  
%7mGMa/  
:u9'ZHkZ  
DQ+6VPc^o  
  class holder ZbT$f^o}M]  
  { *yT>  
public : k^ZP~.G  
template < typename T > W6>t!1oO+  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Ci-Ze j  
  { ep"{{S5g  
  return assignment < T > (t); tco G;ir  
} A^).i_&#  
} ; ' 8)kFR^9  
8'@5X-nD  
=M-=94  
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: F&!vtlV)  
fWJpy#/^*K  
  static holder _1; toGd;2rl  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 eef&ZL6g  
AjEy@ /  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); =_BHpgL  
而不用手动写一个函数对象。 HUjX[w8  
kF^4kCJ@  
f$^wu~  
qZF&^pCF}  
四. 问题分析 X[ Ufq^fyA  
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。 /v9qrZ$$  
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。 j|pTbOgk%  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 PY_8*~Z  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 4r4 #u'Om  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 T5T%[Gv  
j=T8 b  
五. 问题1:一致性 B /uaRi%  
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?| }I uqB*g[t  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 }&/>v' G  
s1wlOy  
struct holder d@ 8M_ O |  
  { tgG 8pL  
  // )e5=<'f 1  
  template < typename T > Z:^#9D{  
T &   operator ()( const T & r) const M>5OC)E  
  { o}QP+  
  return (T & )r; eZa7brC|  
} =5*Wu+S4r  
} ; plPPf+\  
J|{50?S{^  
这样的话assignment也必须相应改动: 36{OE!,i  
;SI (5rS?  
template < typename Left, typename Right > EGgw#JAi#t  
class assignment '6vo#D9M  
  { ^k7I+A  
Left l; @4UX~=:686  
Right r; A^FkU  
public : 3}s]F/e  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} n*$g1HG6  
template < typename T2 > "{vWdY|"  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } wG MhKZE  
} ; 7~+Fec`Ut*  
y}oA!<#3  
同时,holder的operator=也需要改动: g]Y%c73  
k%gj  
template < typename T > Mm*V;ADF  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const c&wg`1{Hal  
  { }=v4(M`%  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ~vt*%GN3  
} >vo 6X]p~  
|dEPy- Xe  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 )nf%S+KV  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 gmH`XKi\  
|Q)mBvvN  
return l(rhs) = r; xdbzp U  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 '.z7)n  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: @2. :fK  
%dnpO|L  
template < typename Tp > r e zp7  
class constant_t [;IEZ/ZX  
  { L&s~j/ pR  
  const Tp t; {1Cnrjw  
public : {+#{Cha  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} i|z=WnF$&  
template < typename T > D+;4|7s+  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const @&m]:GR  
  {  m-4#s  
  return t; >b"@{MZ@t  
} wxcJ2T dH  
} ; 8hS^8  
J \|~k2~  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 KRlJKd{  
下面就可以修改holder的operator=了 X7OU=+g  
y _apT<P  
template < typename T > _Jg#T~  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const {sB-"NR`K  
  { 9Br+]F _i  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); g7?[}?]3"p  
} 8K 9HFT@yV  
ssQ1u.x9  
同时也要修改assignment的operator() 3<<wHK;)  
*:d ``L  
template < typename T2 > ]T/%Bau  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } yLLA:5Q1  
现在代码看起来就很一致了。 ):hz /vZ  
]vB^%  
六. 问题2:链式操作 SaGI4O_\s  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 } 'xGip@W  
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。 %8I^&~E1  
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"&$7!6[Y  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 H +I,c1sF  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct :I7qw0?  
[r>hK ZU2  
template < typename T > ^k % +ao  
struct result_1 l opl  
  { <w}i  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; lwt,w<E$  
} ; )|v  du  
-"ZNkC =  
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: V^FM-bg%9  
6{i0i9Tb  
template < typename T > **__&X p1  
struct   ref bj0HAgY@  
  { <H] PP6_g:  
typedef T & reference; ;DX{+Z[  
} ; Q (N'Oj:J  
template < typename T > !lzj.|7=1  
struct   ref < T &> s[{8:Px  
  { Ay6T*Nu`  
typedef T & reference;  dEXhn  
} ; A4l"^dZc  
gmu.8  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: b/*QV0(  
.T8^>z1/\F  
template < typename T > ,B;mG]_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const )?&mCI*  
  { o7+<sL  
  return l(t) = r(t); chD7 ^&5]  
} fXnTqKAfu6  
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。 _Q^jk0K8ga  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =aj|auu  
&/uakkS  
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 U[;ECw@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ;(,GS@sP  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 TuCHD~rb  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1 c"s+k]9  
最后的布局是: o/ \o -kC}  
                Add 6flO;d/v  
              /   \ Us "G X_  
            Divide   5 Ap\]v2G  
            /   \ 6 T~+vT  
          _1     3 Kg2@]J9m  
似乎一切都解决了?不。 Vt zSM%=  
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。 xF) .S@  
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`:~u2  
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: oU3gy[wF;b  
N0lFx?4  
template < typename Right > tZ=|1lM  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ^{yb4yQ 0  
Right & rt) const P/~dY  
  {  gHUW1E  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); wMF1HT<*  
} n$j B"1  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 >Gg[J=7`  
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。 aAoAjVNkK  
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。 ;/m>c{  
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。 Y uZ  
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。 S WsD]rn  
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? gDfM}2]/  
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: 3H"F~_H  
p(4Ek"  
template < class Action > Q!~1Xc0S`p  
class picker : public Action @AG=Eq9<o  
  { BI#(L={5  
public : jvd3_L-@E<  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 0~<t :q!  
  // all the operator overloaded Vas Q/  
} ; Q4ii25]*  
IP !zg|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。 /Jk.b/t.*S  
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: %iV\nFal>  
$\4Or  
template < typename Right > qy\SOA h  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const E.VEW;=  
  { /KvpJ4  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); %u|Qh/?7  
} QIN# \  
)Knsy  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 8v;T_VN  
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。 /e*<-a  
z9#jXC#OdN  
template < typename T >   struct picker_maker f}FJR6VO  
  { EjVB\6,  
typedef picker < constant_t < T >   > result; y;9K  
} ; NVC$8imip  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > =g@hh)3wP  
  { @iz S_I,  
typedef picker < T > result; ";0-9*I  
} ; H<b4B$/  
4f0dc\$  
下面总的结构就有了: GEb)nHQq  
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。 WWTJ%Rd|  
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。 yNx"Ey dk`  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 XnvaT(k7Y  
至此链式操作完美实现。 <* PjG}Z.  
xi\uLu?i  
hi]\M)l&x  
七. 问题3 v#sx9$K T  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ^T@-yys  
/_bM~g  
template < typename T1, typename T2 > V|0UwS\n  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -H_7GVSnl  
  { Q;1$gImFz  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }Ty_ } 6a5  
} 9>@"W-  
1G8t=IA%D  
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: n_] OYG>U  
|om3*]7  
template < typename T1, typename T2 > ~Uz|sQ*G  
struct result_2 KQqQ@D&n  
  { tX}Fb0y  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; `+@%l*TQ  
} ; m7mC 7x  
}KkH7XksF  
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? ]gj@r[  
这个差事就留给了holder自己。 .^1=*j(;  
     6Ue6b$xE  
]7"mt2Q=3  
template < int Order > X]CaWxM  
class holder; BQ&h&57K  
template <> /L[:C=u  
class holder < 1 > 8|Y^z_C  
  { ~yf5$~Z  
public : {gi"ktgk  
template < typename T > 1Kebl  
  struct result_1 veE8 N~0N.  
  { kp;MNRc  
  typedef T & result; Z#W`0G>'  
} ; [K9q+  
template < typename T1, typename T2 > I3aEg  
  struct result_2 z KWi9  
  { S"Zs'7dy`  
  typedef T1 & result; pK1(AV'L  
} ; /ci.IT$Q^  
template < typename T > g-(xuR^*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !p9F'7;Y<  
  { @fYA{-ZC  
  return (T & )r; +l3 vIN  
} ? 8!N{NV  
template < typename T1, typename T2 > cRfX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const j+ys&pDczm  
  { Pr/&p0@aV  
  return (T1 & )r1; CC87<>V  
} 1Q;` <=  
} ; ) DLK<10  
y! 1NS  
template <> P?uKDON  
class holder < 2 > (c*Dvpo1  
  { YvHn~gNPhs  
public : +yea}uUE  
template < typename T > Rx<pV_|H,  
  struct result_1 XKK*RVs#  
  { <(t<gS#  
  typedef T & result; F^~#D, \  
} ; E|Lh$9XONA  
template < typename T1, typename T2 > n*xNMw1x"T  
  struct result_2 aY+>85?g  
  { Zj<T#4?8  
  typedef T2 & result; Q\z*q,^R  
} ; |Z/ySAFM  
template < typename T > &boBu^,94  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const q.X-2jjpx:  
  { (6+0U1[Iz  
  return (T & )r; Ek. j@79  
} RGKJO_*J2  
template < typename T1, typename T2 > +[7u>RJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const K^vMIoh  
  { =f p(hX"  
  return (T2 & )r2; tw')2UGg  
} MdfkC6P  
} ; 6a!X`%N=  
Zj0&/S  
fj JIF%  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 *Ee# x!O  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: %qv7;E2C  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 87/{\h  
g/yXPzLU  
return l(i, j) = r(i, j); cK } Qu  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) vNt2s)J$  
=@f;s<v/  
  return ( int & )i; A| +{x4s`  
  return ( int & )j; 8YJ({ Ou_  
最后执行i = j; Y#5S;?bR  
可见,参数被正确的选择了。 ]_,~q@r$  
+$'/!vN  
BW;u? 1Xa  
_B[(/wY  
yiUdUw/  
八. 中期总结 32Z4&~ I  
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: dA~6{*)  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  h 2zCX  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 sOW|TN>y\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor q.t5L=l^ r  
mB~&nDU  
PrcM'Q  
$p@g#3X`  
}1P  
yC5|"+ A$  
九. 简化 4c yv 8  
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。 *%e#)sn*  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 -d~'tti  
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: 5*r6#[S\  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 koU.`l.  
  +-*/&|^等 td~3N,S  
2. 返回引用。 #]'xUgcE9  
  =,各种复合赋值等 g/J!U8W"  
3. 返回固定类型。 @wPmx*SF  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) zkOgL9 (_8  
4. 原样返回。 =EJ"edw]%0  
  operator, \4[Ta,;t  
5. 返回解引用的类型。 tQ67XAb  
  operator*(单目) {mQJ6 G'ny  
6. 返回地址。 pf_ /jR  
  operator&(单目) 2 ^aTW`>L  
7. 下表访问返回类型。 >seB["C  
  operator[] BSY#xe V  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 m @%|Q;  
  operator<<和operator>> >vU Hf`4T  
bW]+Og  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 +*q@=P,  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /~[R u  
%ab79RS]C  
template < typename Left > jo*9QO  
struct value_return -G 'lyH  
  { e{,/  
template < typename T > mI%/k7:sf  
  struct result_1 URgF8?n  
  { pS \>X_G3  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; AngwBZ@  
} ; ._Xtb,p{  
i]z i[Zo$  
template < typename T1, typename T2 > z"#.o^5  
  struct result_2 [}p.*U_nw  
  { 'Ot[q^,KRG  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; l?o- p  
} ; 4o3GS8  
} ; `N|CL  
`^kST><  
cw.7YiU  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait (% P=#vZ  
Ev16xL8B  
下面我们来剥离functor中的operator() wrU[#g,uvr  
首先operator里面的代码全是下面的形式: I\~V0<"jI  
*zWn4BckN  
return l(t) op r(t) 'r%oOZk)z  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) jxaoQeac  
return op l(t) v2{s2kB=  
return op l(t1, t2) |Y11sDa9h  
return l(t) op [\1l4C  
return l(t1, t2) op vNbA/sM  
return l(t)[r(t)] mtHz6+  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $@)d9u cd  
HV.7IyBA^  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: #8jd,I% L  
单目: return f(l(t), r(t)); 3)a29uc:U  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ltR^IiA}  
双目: return f(l(t)); <4,?lZ  
return f(l(t1, t2)); }o- P   
下面就是f的实现,以operator/为例 8B/9{8  
 /GUuu  
struct meta_divide "S:N- Tf%U  
  { 8A.7=C' z  
template < typename T1, typename T2 > 'wrpW#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) tqCg<NH.!m  
  { [@Y q^.6t  
  return t1 / t2; C6~dN& q  
} bobkT|s^s  
} ; I:<R@V<~#  
m=B0!Z1xx  
这个工作可以让宏来做: !++62Lf  
8zWPb  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ FOi`TZ8  
template < typename T1, typename T2 > \ ~*[4DQ[\  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 5FI>T=QF  
以后可以直接用 iGLYM-  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) -d'|X`^nE  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 GN c|)$  
(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。。。) ,0]28 D  
nn4Sy,cz  
FaE orQ  
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 g"S+V#R  
d A{Jk  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T(^8ki  
class unary_op : public Rettype gq3OCA!cX  
  { GuvF   
    Left l; |LE++t*X~  
public : GQq'~Lr5  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} e622{dfVS  
v^fOT5\  
template < typename T > lG>e6[Wc  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^\jX5)2{  
      { b] ?;R  
      return FuncType::execute(l(t)); 4CT9-2UC  
    } z,YUguc|  
S=SncMO nE  
    template < typename T1, typename T2 > Cpv%s 1M  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bGc|SF<V  
      { }tO<_f))  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); PM!t"[@&  
    } $i~`vu*  
} ; y/hvH"f  
:~R Fy?xRa  
i!x5T%x_  
同样还可以申明一个binary_op @|%ICG c  
eh4"_t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > S@NhEc  
class binary_op : public Rettype 3MJWCo-[  
  { %MZDm&f>Kk  
    Left l; O \8G~V 5"  
Right r; Ia:puks=  
public : mIEaWE;E"  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} _J~ta.  
ik0Q^^1?Y  
template < typename T > n4T2'e  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p+UHJ&  
      { 4Xk;Qd  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); F6]!?@  
    } 4~YQ\4h=  
Prz +kPP  
    template < typename T1, typename T2 > +{i "G,3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const PFgjWp"Y  
      { JO{- P  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); X]U"ru{1q  
    }  b(-t)5^}  
} ; }.V0SM6  
>@"3Q`  
IYg3ve`x  
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 Y_>-p(IH  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~V"cLTj"  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) C| IQM4  
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。 Qwo9>ClC  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! wDMB  
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。。。 4m[C-NB!g  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 cW\Y?x   
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) Yk@s"qm3  
下面是修改过的unary_op ::Q);  
G|oB'~ {&  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > &\ lS  
class unary_op [piF MxZP  
  { hIo S#]  
Left l; ^npS==Y]!.  
  :F w"u4WI  
public : +\[![r^P  
`e'o~ oSu  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} .O%1)p  
CSqb)\8Oi*  
template < typename T > q '{<c3&  
  struct result_1 /0&:Yp=>  
  { 2G}7R5``9  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 4[CBW  
} ; <Bb<?7q$ld  
n5* {hi  
template < typename T1, typename T2 > Fp6[W5>(-  
  struct result_2 +'Y( V&  
  { +;wqX]SD&  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; = EChH@3  
} ; %OTA5  
d7tD|[(J  
template < typename T1, typename T2 > SAE '?_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cvXI]+`<3\  
  { +s(IQt  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Q'Kik5I  
} FDd>(!>  
E<#4G9O<  
template < typename T > ZR-s{2sl  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const CBnouKc:  
  { .Lr)~  
  return OpClass::execute(lt(t)); G<^]0`"+)t  
} :UDn^ (#  
cYWy\+  
} ; OQL09u  
b~Pxgfu"  
Y^ZBA\D2,k  
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 ['4\O43yv  
好啦,现在才真正完美了。 JGO$4DK-1  
现在在picker里面就可以这么添加了: Rp`_Grcd  
+`s&i%{1>  
template < typename Right > h6T/0YhWLP  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const [' OCw {<  
  { 1S[5#ewB;j  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ^'u;e(AaE  
} e=n{f*KG`  
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。 F`BgKH!  
HLoQ}oK|K  
l@Eq|y,  
Q(;B)  
Oz#EGjz  
十. bind 78a-3){  
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。 VmOFX:j!,  
先来分析一下一段例子 +/!=Ub[:U  
A{8K#@!  
0nD=|W\@{  
int foo( int x, int y) { return x - y;} qv0 DrL,3  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 aa0`y  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 `l gjw=  
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。 )_c=mT  
我们来写个简单的。 EB29vHAt~  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Z?~d']XD  
对于函数对象类的版本: e:GgA  
Id.Z[owC`Y  
template < typename Func > ;&W;  
struct functor_trait lR@i`)'?U  
  { $nfBv f  
typedef typename Func::result_type result_type; ^L8Wn6s'  
} ; <h@z=ijN  
对于无参数函数的版本: # +QWi0B  
InPy:}  
template < typename Ret > ~[uV  
struct functor_trait < Ret ( * )() > CmJ?_>  
  { pg?i F1  
typedef Ret result_type; .?i-rTF:  
} ; N7~)qqb  
对于单参数函数的版本: rZ!Yi*? f  
m,@1LwBH  
template < typename Ret, typename V1 > F[7Kw"~J  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > d@D;'2}Yc  
  { X@yr$3vC  
typedef Ret result_type; e:$7^Y,U/  
} ; o/dMm:TF  
对于双参数函数的版本: W) 33;E/}  
K{ zCp6  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 2GiUPtO&Gj  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > FM9X}%5nu9  
  { :PFx&  
typedef Ret result_type; %l8*t$8  
} ; 4#@W;'  
等等。。。 UKKSc>D1  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy SvX=isu!.  
U BhciZ  
template < typename Func > Y3P.|  
struct func_return ] ;pf  
  { ]<8B-D?Z  
template < typename T > 8NaL{j1`  
  struct result_1 zmB31' _  
  { FI1THzW4J  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; GJIWG&C03  
} ; %_b^!FR  
Q$|^~  
template < typename T1, typename T2 > R,x>$n  
  struct result_2 GP[6nw_'^  
  { XdGpW  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; J7'f@X~nM  
} ; X!7VyE+n  
} ; ] Wx>)LT  
IP30y>\  
S]e j=6SP  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 " K 8&{=  
ySwYV  
template < typename Func, typename aPicker > Cdp]Nv6  
class binder_1 4?>18%7&  
  { $N}/1R^?r  
Func fn; tjZ\h=  
aPicker pk; i<4>\nc  
public : 9^ >M>f"  
:M22P`:  
template < typename T > fJ)N:q`  
  struct result_1 fg9?3x Z  
  { :W.jNV{e\F  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0T9@,scY  
} ; [F/^J|VMV  
;dqk@@O"(  
template < typename T1, typename T2 > *'9)H 0  
  struct result_2 gEr4zae  
  { Si?$\H*:  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; >aEL;V=}P  
} ; G3RrjWtO  
[!1)mR  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Fw_ (q!  
KqM!!  
template < typename T > o {=qC:b  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V I6\   
  { M"=8O>NZ2  
  return fn(pk(t)); $hG;2v  
} I86e&"40  
template < typename T1, typename T2 > 'oz hz2s  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^ckj3Y#;  
  { Yv)Bj  
  return fn(pk(t1, t2)); )!'n&UxPo$  
} )\{'fF  
} ; IK*oFo{C=K  
Y%<`;wK=^  
\*f;!{P{  
一目了然不是么? az0cS*@  
最后实现bind Vh"MKJ'R^  
F,*2#:Ki  
 28nmQ  
template < typename Func, typename aPicker > Gs[Vu@*  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) cCM j\H@  
  { UdT&cG  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); [RAj3Fr0  
} >f&xJq  
a @6^8B?w;  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Zxg1M  
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。 `kv1@aQPL  
m)s xotgXf  
十一. phoenix MV%Xhfk  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: n!GWqle  
"XCU'_k=  
for_each(v.begin(), v.end(), }qer   
( rmOQ{2}  
do_ h^}_YaT\  
[ l iw,O 6  
  cout << _1 <<   " , " Pj'62[5z  
] 's)fO#  
.while_( -- _1), G49Ng|qn  
cout << var( " \n " ) )T>8XCL\}  
) 31WZJm^  
); $Axng J c  
xN6>2e  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: \CcmePTN#x  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor (nGkZ}p  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 F[5S(7M 7  
那么我们就照着这个思路来实现吧: egfi;8]E  
g^1r0.Sp{8  
j5kA^MTG  
template < typename Cond, typename Actor > ^w>&?A'!  
class do_while d!o.ASL{  
  { z VdKYs i^  
Cond cd; &]w#z=5SXi  
Actor act; DL,[k (  
public : gWkjUz )  
template < typename T > VSh!4z1  
  struct result_1 bZiyapM  
  { +4Q[N;[+*  
  typedef int result_type; XTV0Le\f  
} ; &`\ep9  
;TtaH  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} XJUEwX  
b7bSTFZxC  
template < typename T > bZ/ hgqS  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h0|[etaf  
  { V{!lk]p}a  
  do TZ'aNcGg  
    { f3 !n$lj  
  act(t); h6g:(3t6m  
  } L/BHexOB  
  while (cd(t)); !}ilN 1>  
  return   0 ; P@C c]Z  
} `mrCu>7  
} ; |"Z-7@/k$i  
D ZVXz|g  
3)Zu[c[%'J  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). %VWp&a8  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 gt/!~f0r  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 gV|Y54}T  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 D i+4Eb  
下面就是产生这个functor的类: 0pD[7~^o  
q3+I<qsAz  
glx2I_y  
template < typename Actor > ]oEQ4  
class do_while_actor mbyih+amCr  
  { ;Z*'D}  
Actor act; yxvjg\!&  
public : PcB{ = L  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} `NQ{)N0!  
ijF V<P  
template < typename Cond > IP04l;p/  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; gGI8t@t:  
} ; -,^WaB7u\  
uoHqL IpQ  
.U 39nd  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 U+} y %3l  
最后,是那个do_ ;|!MI'Af  
>b>gr OX  
UT4f (Xo  
class do_while_invoker P{cos&X|  
  { 1aq2aLx  
public : zks#EzQ  
template < typename Actor > ;, rnk-  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const d@ZoV  
  { Pu..NPl+  
  return do_while_actor < Actor > (act); !R74J=#(  
} ?I[h~vr6.  
} do_; ^!}F%  
 i S  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _s*! t  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ra]:$XJ5=a  
最后来说说怎么处理break和continue %K?iNe  
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。 .fEw k  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五