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
  • 8268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_(L  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;?C #IU  
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, 9@Cv5L?p\  
bINvqv0v  
d1[ZHio2c?  
+r3IN){jz  
  class filler Wg`R_>qQSm  
  { ZiLj=bh  
public : [qsEUc+Z.'  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} o\vBOp?hj  
} ; \EseGgd21  
ETs>`#`6o  
RK w$-7O  
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: UGK*Gy  
% `Z! 4L  
F R|&^j6  
~  T>U  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Fl(T\-Eu  
`y+tf?QN  
hy|b6wF&  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 `est|C '+  
}i!J/tJ)b  
Z|}G6]h  
$XoQ]}"O  
二. 战前分析 1}~(Yj@f%  
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。 4Qn$9D+?  
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 K98i[,rP  
)8g(:`w  
A$6$,h  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \d::l{VB  
  /* --------------------------------------------- */ e{Z &d  
vector < int *> vp( 10 ); EJ2yO@5O  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <FZ@Q[RP  
/* --------------------------------------------- */ e}1uz3Rh  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); hMtf.3S7c  
/* --------------------------------------------- */ s+>:,U<A  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); n]he-NHP  
  /* --------------------------------------------- */ +^;JS3p@\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); <$JaWL  
/* --------------------------------------------- */ s(W|f|R  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); A_KW(;50  
>M&3Y XC  
](|\whI  
0Won9P  
看了之后,我们可以思考一些问题: 3G kv4,w<  
1._1, _2是什么? k5]j.V2f  
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。 4j)tfhwd8  
2._1 = 1是在做什么? aMTu-hA  
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。 qx%}knB  
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。 Hc`A3SMR  
qP<Lr)nUH  
v0L\0&+  
三. 动工 &c1A*Pl/:G  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: dO%W+K  
7 [0L9\xm  
NO :a;  
rx}r~0i  
template < typename T > GgKEP,O  
class assignment >t7x>_~   
  { $ tl\UH7%2  
T value; '(/7[tJ  
public : y r,=.?C-  
assignment( const T & v) : value(v) {} {s;U~!3aY  
template < typename T2 > <_Q1k>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } d^`?ed\1  
} ; %j7XEh<'  
m^qBx A  
H= X|h)  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 zP<pEI  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment JfPD}w  
G}p\8Q}'  
++E3]X|  
Z@r.pRr'  
  class holder 6^DR0sO  
  { $q 2D+_  
public : q:g2Zc'Y~W  
template < typename T > f7}*X|_Y  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const A`R{m0A  
  { jmeRrnC}  
  return assignment < T > (t); tor!Dl@Mo  
} aM;W$1h  
} ; ]LM-@G+Jz  
7 x<i :x3  
4"Hye&O  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Q`D_|L  
~zw]5|  
  static holder _1; 9+pmS#>_  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 fDP$ sW  
nl9P, d  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,UuH}E  
而不用手动写一个函数对象。 &ot/nQQ  
3)RsLI9  
vY_-Ranj#.  
[pM V?a[  
四. 问题分析 a`0=AQ  
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。 [ Fz`D/  
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。 4!wR_@W^El  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 MuSUKBhM  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 M %Qt|@O  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Sf r&p>{,  
S.a%  
五. 问题1:一致性 iJ~Vl"|m  
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?| BGfzslK  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 L{c q, jk  
FLY Ca  
struct holder 12+>5BA  
  { FKmFo^^0  
  // ? C/Te)  
  template < typename T > JwXT%op9RP  
T &   operator ()( const T & r) const `[n(" 7,  
  { % $DI^yS  
  return (T & )r; +[tP_%/r'^  
} uyY|v$FM  
} ; ^7Fh{q4IE  
5+wAzVA  
这样的话assignment也必须相应改动: |ely|U. Tf  
Cn[0(s6  
template < typename Left, typename Right > 7>~5jYP  
class assignment {,L+1h  
  { jkvgoxY  
Left l; 3@]SKfoo1  
Right r; >i6yl5s  
public : 9WR6!.y#f  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} &%/7E_j7  
template < typename T2 > fS`$'BQ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } gatB QwJb9  
} ; 'R:"5d  
"V}[':fen  
同时,holder的operator=也需要改动: ny54XjtG,  
Ct%x&m:  
template < typename T > Z@$8I{}G  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const l(#)WWr+  
  { dYgXtl=#j  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); T|6a("RL  
} >_LDMs[-p  
Tq4-wE+  
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。 =*LS%WI  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %x} O1yV  
n9xAPB }  
return l(rhs) = r; )<Hd T  
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。 s S7c!  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: vZBc !AW  
[r[ =W!  
template < typename Tp > -bU oCF0  
class constant_t 9*(aU z9j  
  { jXMyPNTK  
  const Tp t; xagBORg+Bd  
public : Dmu/RD5X:  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Zp# v Hs  
template < typename T > XSZ k%_  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Ny%(VI5:  
  { ,11H.E Z  
  return t; *C:|X b<9  
} +PuPO9jKO@  
} ; #&7}-"Nd  
0a"c2J  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 TG5XSy  
下面就可以修改holder的operator=了 lgtC|k M=  
~((w?Yy"v  
template < typename T > Ck|8qUz-  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const L;f!.FX#  
  { E\4 +_L_j  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ,c)uX#1  
} 4%3M b-#Y]  
QhK#Y{xY  
同时也要修改assignment的operator() go<W( ,O  
..R-Ms)k=  
template < typename T2 > I}vmU^Y>  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9,r rQQD_  
现在代码看起来就很一致了。 w&KK3*=""  
n .RhxgC<  
六. 问题2:链式操作 ;{%\9nS  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 {b   
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。 ~Wa6J4B{K  
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。 =Fr(9 (  
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。 )6J9J+%bi  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 6ZQwBS0Y  
M%0C_=zg  
template < typename T > JQ@E>o7_  
struct result_1 [YcG(^^  
  { McQe1  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; d $Pab*  
} ; 2 FW \O0U  
oczN5YSt  
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: C-H@8p?T  
`u&Zrdr,  
template < typename T > gjAIEI  
struct   ref #hsx#x||  
  { EL9]QI  
typedef T & reference; CLJ;<  
} ; TBT:/Vfun  
template < typename T > ={xE!"  
struct   ref < T &> 7 !JQB  
  { Yn G_m]  
typedef T & reference; 2mGaD\?K  
} ; [a wjio  
fu]s/'8B  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 0ok-IHE<  
z=3\Ab  
template < typename T > -#HA"7XOE  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const sH[ROm  
  { u!W0P6   
  return l(t) = r(t); M%kO7>h8  
} Y1J=3Y  
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。 A"rfZ`  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 @0u~?!g@  
DS[#|  
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 n@,G8=J?  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: _c_[ C*T]  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 x}8yXE"  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Gvr@|{k  
最后的布局是: EpX&R,Rxk  
                Add FK5 <6n,U  
              /   \ J\M>33zu  
            Divide   5 f__cn^1  
            /   \ d! LE{  
          _1     3 De(Hw& IV  
似乎一切都解决了?不。 D5*q7A6  
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。 DuHu\>f<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。 %YC_Se7  
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: 1BpiV-]=  
[CXrSST")E  
template < typename Right > ?3.b{Cq{-  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j?x>_#tIY  
Right & rt) const ]33>m|?@  
  { ?}U(3  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); "\o+v|;  
} )j0TeE1R  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 In<n&ib  
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。 m~-K[+ya`D  
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。 70Wggty  
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。 ?1K#dC52#  
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。 vbC\?\_  
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? #nPQ!NB/  
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: jGpN,/VQa  
Tw;3_Lj  
template < class Action > zPjHsulK  
class picker : public Action 9E>|=d|(d  
  { xY^ %&n  
public : NP/Gn6fr  
picker( const Action & act) : Action(act) {} f m)pulz  
  // all the operator overloaded 'g m0)r  
} ; :6 Lx@  
Yd=>K HVD  
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。 qfMo7e@6*  
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: [8*jw'W|[  
^!<BQP7  
template < typename Right > L"4mL,  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const h1B16)  
  { r[b(I@T +  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Pu*6"}#~  
} lY?QQ01D  
F.=2u"[*&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > C8V/UbA /  
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。 BlA_.]Sg$  
6MT1$7|P&x  
template < typename T >   struct picker_maker O\"3J(y,  
  { 6 '!4jh  
typedef picker < constant_t < T >   > result; G <i@ 5\#  
} ; iiS-9>]/  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ]);%wy{Ho  
  { uP~@U"!  
typedef picker < T > result; Vt".%d/`7  
} ; +~mA}psr  
~l]ve,W[  
下面总的结构就有了: {pnS  Q  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 3@M|m<_R$  
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。 { + Zd*)M[  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Pa V@aM~3  
至此链式操作完美实现。 `\#B18eU  
`OXpU,Z 6U  
B1>/5hV}  
七. 问题3 8TLgNQP  
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。 z6jc8Z=O  
!O:y@  
template < typename T1, typename T2 > y}My.c  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const pEIRh1  
  { GS a [ oh  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); )GM41t1i  
} CsoiyY -2  
i*Sqda $  
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: 7 /VK##z  
b`~p.c%(  
template < typename T1, typename T2 > w&o&jAb-M  
struct result_2 $Bs {u=+w  
  { )ttUWy$w  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ,+meT`'vn  
} ; 7Z\--=;|[:  
--%N8L;e  
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? i]6`LqlO  
这个差事就留给了holder自己。 =}DR) 9  
    Rn9m]x  
(`c [#0=n  
template < int Order > V C24sU  
class holder; 'E/^8md>  
template <> D(AXk8Vub  
class holder < 1 > C/vI EYG4  
  { AGQ#$fh>7=  
public : %S*{9hm/  
template < typename T > 1m:XR0P  
  struct result_1 Sjyoc<Uo  
  { 17oa69G  
  typedef T & result; Q@<S[Qh[.  
} ; S+atn]eU@  
template < typename T1, typename T2 > `.FF!P:{C*  
  struct result_2 ] 2eK  
  { |"/8XA  
  typedef T1 & result; %_RQx2  
} ;  D#il*  
template < typename T > /H(? 2IHC  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const a!< 8\vzg  
  { si`A:14R  
  return (T & )r; 52 fA/sx  
} Crho=RJPR  
template < typename T1, typename T2 > %|g>%D3Z?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const TDFkxB>  
  { 7hlO#PYZ  
  return (T1 & )r1; Jq&uF*!  
} i|w81p^o  
} ; (e!0]Io@  
}Qip&IN  
template <> Gb#Cm]  
class holder < 2 > b&~4t/Vq  
  { ]b7zJUz  
public : 6K-_pg]  
template < typename T > '=nQ$/!q  
  struct result_1 % NA9{<I  
  { \?0&0;5  
  typedef T & result; Tx|Ir+f6L  
} ; E .7  
template < typename T1, typename T2 > b\vKJ2  
  struct result_2 )vjh~ybZ  
  { ;V*R*R  
  typedef T2 & result; }XV+gyG=@  
} ; #(#Wv?r6  
template < typename T > 4e~A1-  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #A1Z'y0  
  { .aAL]-Rj  
  return (T & )r; u frW\X  
} i'H/ZwU  
template < typename T1, typename T2 > n>+mL"hs  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ryW'Z{+r'  
  { \Xm,OE_v"  
  return (T2 & )r2; WQ[_hg|k  
} "?ucO4d  
} ; P7nc7a  
h{HF8>u[  
=(NB%}  
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> >。 4wa`<H&S5  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: QDs^Ije  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: v(B<Nb  
^W'fA{sr  
return l(i, j) = r(i, j); !%^^\,  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) z=rT%lz6  
# {w9s 0:  
  return ( int & )i; ZHU5SXu  
  return ( int & )j; [ oL.+  
最后执行i = j; hU`wVy  
可见,参数被正确的选择了。 Gn|F`F  
M m[4yP%  
s }UjGFP  
UDL!43K  
+Z7th7W/,  
八. 中期总结 pk?w\A}  
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: q qpgy7  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 PD&\LbuG  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 u<3HQ.:;  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor OMWbZ>jB  
vwjPmOjhS  
rai3<_W<  
ROg(U8 N  
0fb`08,^  
u.d).da  
九. 简化 C8[&S&<_<  
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。 &Q;sSIc  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Ss~;m']68  
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: :=/85\P0SU  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 i@P)a'W_  
  +-*/&|^等 LJk@Vy <?  
2. 返回引用。 Y ;u<GOe  
  =,各种复合赋值等 4wID]bKM  
3. 返回固定类型。 5mJJU  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) GNXHM*~  
4. 原样返回。 6l5:1|8b,!  
  operator, 'MEz|Z  
5. 返回解引用的类型。 U}6.h&$  
  operator*(单目) [s"O mAy4  
6. 返回地址。 4{hps.$?~  
  operator&(单目) X%Z{K-  
7. 下表访问返回类型。 @y='^DQ*  
  operator[] 9:ze{ c $  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 i`Q KH  
  operator<<和operator>> |zQ4u  
P;P%n  
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。 g .onTFwN  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: lJu;O/  
J?RabYd ~  
template < typename Left > KNS.Nw7  
struct value_return jX3,c%aQ5e  
  { !n* +(lZ  
template < typename T > 9Wnn'T@Tl  
  struct result_1 +?u~APjNN  
  { q#vQv 5  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; R A KFU  
} ; d]:I(9K  
w8kOVN2b  
template < typename T1, typename T2 > -R57@D>j\  
  struct result_2  Fy`(BF\  
  { iz8Bf;  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ~i~7 n a|  
} ; :uWw8`  
} ; v}1QH  
] 8Q4BW  
k 8UO9r[  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 1u: gFUb  
6^]!gR#B  
下面我们来剥离functor中的operator() E"+QJ~!  
首先operator里面的代码全是下面的形式: jDy-)2<  
.2%zC & ;  
return l(t) op r(t) jUSmq m'  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Po ZuMF  
return op l(t) -u2P ?~  
return op l(t1, t2) SS$[VV  
return l(t) op *a58ZI@  
return l(t1, t2) op k p<OJy  
return l(t)[r(t)] }emN9Rj  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 2 $?C7(kW  
-i)ZQCE  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ny`#%Vs  
单目: return f(l(t), r(t)); 0BIy>wy:  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;.TRWn#  
双目: return f(l(t)); Q$HG  
return f(l(t1, t2)); &;D8]7d  
下面就是f的实现,以operator/为例 I_<I&{N>  
lTd #bN  
struct meta_divide `glBV`?^  
  { 8g&? Cc  
template < typename T1, typename T2 > kKAP"'v  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) >sK!F$  
  { U-IpH+E  
  return t1 / t2; ~ vJ,`?  
} W7 Cc  
} ; Zy o[(`y  
~xD ={9BL  
这个工作可以让宏来做: _tBTE%sO  
S<4c r  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ pgOQIzu  
template < typename T1, typename T2 > \ KO]T<R h<  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; eu(:`uu  
以后可以直接用 +tVaBhd!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) So0f)`A  
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 Cq'KoN%nQ  
(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。。。) _>| =L W@7  
R~)\3] "2m  
@7?#Y|`  
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 b*`lk2oMa/  
ZaL.!g  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 7cTV?nc  
class unary_op : public Rettype w)Q0_2p.  
  { Vl:^>jTki  
    Left l; D'J 0wT#  
public : gLy&esJl1  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} m06ALD_  
{buo^kgj`]  
template < typename T > @}@Z8$G^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O*0l+mop  
      { QKr,g  
      return FuncType::execute(l(t)); 8DegN,?  
    } a>GyO&+Dkg  
h&--,A >  
    template < typename T1, typename T2 > /(iFcMT  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =zKhz8B(  
      { ApAO/q  
      return FuncType::execute(l(t1, t2));  \4v]7SV  
    } yt.F\[1  
} ; y~F,0"N\r  
*XT/KxLa7  
FQqI<6;  
同样还可以申明一个binary_op 4<k9?)~(J  
/+@p7FqlE  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > }Q=!Y>Tc  
class binary_op : public Rettype X4 A<[&F/  
  { q U]gj@R  
    Left l; kzt(i Y_6  
Right r; <})2#sZO!  
public : w-Da~[J  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v"#mzd.tW  
X22[tqg;&  
template < typename T > k +H3Bq  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (=* cK-3  
      { YbTxn="_  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); H;YP8MoQ  
    } i*#-I3  
Yy)tmq  
    template < typename T1, typename T2 > /f|X(docI  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const [3{W^WSOz  
      { ]Bjyi[#bg  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); X pBj%e:  
    } PfC!lI BU  
} ; z7Q?D^miy  
NhaI<J  
NiU2@zgl  
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 ]%?YZn<{  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 .HkL2m  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ?TU}~}  
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。 t.`@{R$hoA  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! `bZ/haU}A  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 /.Ww6a~  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 r[lF<2&*R  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ~TS y<t~%-  
下面是修改过的unary_op gx\&_) w N  
Il= W,/y  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > vK _?<>  
class unary_op a hR ^  
  { A-T]9f9  
Left l; 2JJ"O|Ibz  
  Z|5?7v;h5  
public : }M3fmAP}  
Z;:u'=  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }^/9G17  
:9$F'd\  
template < typename T > Q 4f/Z  
  struct result_1 +eFFSt  
  { y5do1Z  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; n~A%q,DmF  
} ; 2\7`/,U6  
:k.NbN$i\  
template < typename T1, typename T2 > ML( E o  
  struct result_2 L:1^Kxg  
  { MD|5 ol9  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ;S57w1PbVA  
} ; &:, dJ  
jF=gr$  
template < typename T1, typename T2 > :yeq(o K,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dv.(7Y7.x  
  { fp[|M  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 'J6 M*vO  
} D (h18  
YEj8S5"Su\  
template < typename T > X!m9lV<  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 20Z8HwQi  
  { b#K:_ac5  
  return OpClass::execute(lt(t)); O'W0q;rT  
} Yx eOI#L  
l)!n/x_ !  
} ; 8erSt!oM  
>|twyb  
't6V:X  
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 /)4I|"}R0I  
好啦,现在才真正完美了。 _g~qu [1  
现在在picker里面就可以这么添加了: yp66{o  
{3.r6ZwCn  
template < typename Right > M $Es%  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const qeL5D*  
  { V\^EfQ  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); .R9IL-3fO  
} [BT/~6ovrZ  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Qt/8r*Oe  
Z| V`B `  
3 AsT  
z&{5;A}Q@  
rxy&spX  
十. bind U5He?  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 Q)LM-ZJKQ  
先来分析一下一段例子 hED=u/ql[  
<j5NFJ9  
Oh'Y0_oB>  
int foo( int x, int y) { return x - y;} %7gkNa  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 R0L&*Bjm  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 av$/Om :  
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。 US%^#D q  
我们来写个简单的。 _ h": >  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9Iz%ht  
对于函数对象类的版本: hb^7oq"a  
t| 'N+-T3  
template < typename Func > `$B3X  
struct functor_trait :@!ic<p  
  { l?Fb ='#  
typedef typename Func::result_type result_type; @ )-$kk*  
} ; y^}6!>Ou:  
对于无参数函数的版本: 5<ux6,E1{  
j'BMAn ?  
template < typename Ret > ##EYH1P]  
struct functor_trait < Ret ( * )() > hYM@?/(q  
  { d\ ~QBr?  
typedef Ret result_type; dVFf.  
} ; ODC8D>ZYl  
对于单参数函数的版本: yZ7,QsEsN  
HfvTxaK  
template < typename Ret, typename V1 > Ie4hhW  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > HjGyj/78w  
  { 9> g,  
typedef Ret result_type; W"k8KODOY  
} ; Ce")[<:  
对于双参数函数的版本: ?zsB6B?;  
8krpowVs~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > cPU/t kc  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > rn=m\Gv e  
  { sSQs#+ &=[  
typedef Ret result_type; r,Nq7Txn?  
} ; y(=#WlK }  
等等。。。 L0tAgW!@  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 3neIR@W  
dGFGr}&s  
template < typename Func > T7d9ChU\#.  
struct func_return }GZ}Q5  
  { `p7&> BOA  
template < typename T > GR"Eas.$  
  struct result_1 wlEo"BA  
  { `UQf2o0%3w  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p mFk50`  
} ; +ke1Cn'[  
*mMEl]+  
template < typename T1, typename T2 > = pzn u+,  
  struct result_2 pKjoi{ Z  
  { wj1{M.EF\  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; pIKSs<IP  
} ; }oKG}wgY  
} ; 3t0[^cY8=z  
en:4H   
 aKd+CO:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 5n ^TRB  
^-a8V'  
template < typename Func, typename aPicker > 6"D/xV3Z  
class binder_1 Zb134b'  
  { UD)e:G[Gat  
Func fn; PGARXw+  
aPicker pk;  ^_%kE%I  
public : j* *s^Sg  
N?m0US u*  
template < typename T > if]Noe  
  struct result_1 PT5AA8F  
  { G_dsrpI=N  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; wprX!)w<i  
} ; v (2GX  
DS%\SrC  
template < typename T1, typename T2 > /De^  
  struct result_2 @5[kcU>  
  { ]Y| 9?9d  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; s#S%#LM  
} ; >Z;jY*  
*\o/q[  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 1<h>B:  
Vm|Y$ C  
template < typename T > o8Z[+;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u^j {U}  
  { MCP "GZK6W  
  return fn(pk(t)); `W-&0|%Ta  
} @YH+c G|  
template < typename T1, typename T2 > [*Z`Kc  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,= &B28Qe)  
  { IB`>'~s&A  
  return fn(pk(t1, t2)); "aFhkPdWn  
} QERU5|.wc  
} ; F>X-w+b4r  
5&f{1M6l>  
!gmH$1w  
一目了然不是么? kGUJ9Du  
最后实现bind vw)7 !/#  
u?[ q=0.J7  
(?*BB3b`  
template < typename Func, typename aPicker > p<v.Q   
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) i#%a-I:M  
  { wfjc/u9W6R  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); }BmS )J q  
} U5]pi+r  
t nS+5F  
2个以上参数的bind可以同理实现。 _7D_72  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 4TwQO$C  
cFagz* !  
十一. phoenix TbehR:B5g  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: P(>(K{v  
iHp\o=#  
for_each(v.begin(), v.end(), 4"vaMa  
( 2F8|I7R  
do_ 9F^;!  
[ A`u$A9[  
  cout << _1 <<   " , " '?Jxt:<  
] e\b`n}nC  
.while_( -- _1), PjIeZ&p  
cout << var( " \n " ) =D^TK-H  
) s6 }X t=j  
); SjEdyN#  
!tHt,eJy  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: G^(}a]>9  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor EHlytG}@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 a? R[J==  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Q8MS,7y/  
m4[g6pNx~  
?'r9"M>  
template < typename Cond, typename Actor > hGf-q?7  
class do_while {FI\~ q  
  { vSW L$Y2  
Cond cd; b59{)u4F  
Actor act; 3qQUpm+  
public : K"2|[5  
template < typename T > p$k\m|t  
  struct result_1 G]Jz"xH#  
  { >x[`;O4  
  typedef int result_type; wG8Wez%  
} ; @S 6u9v  
D^Ys)- d  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} I|/'Ds:  
@+_&Y]  
template < typename T > y)F!c29  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const = c~I .  
  { gNx+>h`AF  
  do +/?iCmW  
    { s~},y]YV  
  act(t); n$2RCQ  
  } \nqo%5XL  
  while (cd(t)); &gc `<kLu  
  return   0 ; hFvi 5I-b  
} @rb l^  
} ; \Z/k;=Sla  
ZB5?!.ND  
MF[z -7  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). j K8'T_Pah  
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。 P.sgRsL  
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。 k:#6^!b1  
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。 l oqvi  
下面就是产生这个functor的类: Gowp <9 F  
a-n4:QT  
iS@\ =CK  
template < typename Actor > Pj7gGf6v  
class do_while_actor CQODXB^  
  { FyG6 !t%  
Actor act; 0>!/rR7  
public : WP-jtZ?!"  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ad!(z[F'Y  
,M3z!=oIGn  
template < typename Cond > z#<P} }  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; tiLu75vj  
} ; LNQSb4  
wUi(3g|A  
sa1mC  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 v@G4G*x\  
最后,是那个do_ | W#~F&{]  
OYf{?-QD  
8o)L,{yl  
class do_while_invoker wAbp3hX  
  { {4ptu~8  
public : "uu)2Xe  
template < typename Actor > 6kvV  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const X9~m8c){z  
  { yZSvn[f  
  return do_while_actor < Actor > (act); oTOfK}  
} 6T^lS^  
} do_; v5T9Y-{`  
J-J3=JG  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? T{*^_  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 1a9w(X  
最后来说说怎么处理break和continue MB:n~>ga  
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。 rbk<z\pc  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八