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
  • 7565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 #5sD{:f`  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 |VOg\[f  
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, D+V7hpH-  
Mv|ykJoz"  
})vOaYT|-  
!.7udYmB  
  class filler @/ J [t  
  { `&M{cfp_  
public : 2Zuq?1=  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} O <9~Kgd8h  
} ; r%wA&FQ8U  
^IZ)#1U  
?[ly`>KpJ  
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: LL!.c  
B bhfG64  
k.h`Cji@  
W-RqN!snJ8  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 8pLBt:  
@J[6,$UVu  
I3u{zHVwI  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 M|T4~Q U&  
:&}odx!-!C  
#L crI  
DG(7|`(aY  
二. 战前分析 0uVv<Q~  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 W#_/ak$uF*  
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 nGZX7Fx5  
J2GcBzRH  
MB);!qy  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Q_*_?yf  
  /* --------------------------------------------- */ L;_c|\%  
vector < int *> vp( 10 ); h*0S$p<[1  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); {s,+^7  
/* --------------------------------------------- */ <j}lp-  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 0?7XtC P<  
/* --------------------------------------------- */ t^=U*~  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); RnVtZ#SCh  
  /* --------------------------------------------- */ O|kKwadC  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); JL}\*  
/* --------------------------------------------- */ u#W5`sl  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); BUUf;Vv  
0m[dP  
RKd  
ydl jw  
看了之后,我们可以思考一些问题: 4kp im  
1._1, _2是什么? UbJ*'eoX  
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。 Qz<d~ N  
2._1 = 1是在做什么? iWXc  
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。 -y) ,Y |  
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。 l2v_?j-)x  
{TSY|D2  
)G^TW'9  
三. 动工 |wxGpBau  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ~KjJ\b)R  
;:&?=d  
,reJ(s  
~ <0Z>qr  
template < typename T > :L?_Y/K  
class assignment `Y?t@dd  
  { hVoNw6fE  
T value;  R)Q 4  
public : 9V1cdb~?"T  
assignment( const T & v) : value(v) {} Dkw%`(Oh/,  
template < typename T2 > O[~x_xeW  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } S{F-ttS"  
} ; 2)iD4G`  
uE_c4Hp  
.r|*Ch#;P  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 jX=lAs~6  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment @ $cUNvI  
_cJ[ FP1  
9~AWng  
/  YiQ\  
  class holder _68BP)nz>.  
  { iCG`3(xL  
public : =?@Q -(bp  
template < typename T > khd5 Cf[   
assignment < T >   operator = ( const T & t) const _fTwmnA  
  { ";3*?/uM  
  return assignment < T > (t); '3tw<k!1{.  
} H! r &aP  
} ; ;uI~BV*3  
$Ptk|qFe  
^~ =9  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: A//?6O Jx?  
,#u\l>&$  
  static holder _1; i`U: gw  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 _v5t<_^N  
>X}{BDMb.  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); u/^|XOy  
而不用手动写一个函数对象。 g1m-+a  
@_'OyRd8  
s PYX~G&T  
Ayx^Wp*s  
四. 问题分析 *3{J#Q6fk3  
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。 =fLL|  
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。 @9 8;VWY\  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 H>7dND 2;  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 kN9yO5 h7  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ,krS-.  
uK*|2U6t  
五. 问题1:一致性 Dk)}|GJ()"  
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?| 9G+f/k,P  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 64oxjF)  
Z_z#QX>=D  
struct holder 'UwI*EW2S  
  { GKtS6$1d#  
  // Rc$h{0K8  
  template < typename T > {XY3Xo  
T &   operator ()( const T & r) const )na&" bJ  
  { NGzgLSm\  
  return (T & )r; ))#'4  
} TYS\95<  
} ; gtU1'p"  
kl7A^0Qrz  
这样的话assignment也必须相应改动: M=!i>(yG  
s3t!<9[m  
template < typename Left, typename Right > Q}vbm4)[  
class assignment 'w<BJTQIL  
  { jp<VK<s]  
Left l; XF,<i1ZlM  
Right r; |"k&fkS$  
public : `7Ug/R<  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} x !{   
template < typename T2 > crmUrF#  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } hb^!LtF#Y  
} ; >q( 5ir  
%]4-{%v  
同时,holder的operator=也需要改动: \ElX~$fS  
O]=C#E{  
template < typename T > Y(i?M~3\t  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const r'aY2n^O  
  { UVX"fZ)  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); IsYP0(L  
} 3B9nP._  
*3Nn +T  
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。 E&2tBrAq  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3 ]}'TA`v  
L7q |^`  
return l(rhs) = r; }5gr5g\OtP  
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。 _vrWj<wyf  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: gbGTG(:1S  
'V!kL, 9ES  
template < typename Tp > xb^ Mo.\[  
class constant_t W cGXp$M  
  { =7jEz+w#  
  const Tp t; l1-HO  
public : qi=3L  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} !Yh}H<w0  
template < typename T > pCt}66k}  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const #)74X% 4(  
  {  (K #A  
  return t; f!g<3X{=  
} rihlae5Kz  
} ; tV`&- H  
`SOhG?Zo  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 LM1b I4  
下面就可以修改holder的operator=了 'j79GC0  
DP>mNE  
template < typename T > k&GHu0z  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const a!t V6H  
  { *T4ge|zUc  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); nFXAF!,jj  
} epVH.u%  
YNM\pX'  
同时也要修改assignment的operator() @d)a~[pm  
oh&Y< d0  
template < typename T2 > XZO<dhZX:  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } .cR*P<3O  
现在代码看起来就很一致了。 60PYCqWc  
< l[` "0  
六. 问题2:链式操作 V\zsDP  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `^%GN8d}nm  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 "6V_/u5M;=  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 lG]GlgSs  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 WEC-<fN|Y\  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct |h,FUj<r  
Ekf2NT  
template < typename T > ;D&wh  
struct result_1 M[,^KJ!  
  { ~ &~C#yjg1  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; FOp_[rR   
} ; 2u&c &G  
tc/jY]'32  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: dofR)"<p,^  
=eYO;l y3  
template < typename T > l$`G:%qHj  
struct   ref :yD@5)  
  { `Kp}s<  
typedef T & reference; s5.k|!K  
} ; Wf1-"Q  
template < typename T > -s~p}CQ.  
struct   ref < T &> <4NQL*|>  
  { R6Pz#`n  
typedef T & reference; bX{PSjD  
} ; ^'Zh;WjI7  
SRk7gfP*q  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: s}!"a8hU`  
*2:Yf7rvI+  
template < typename T > *]9XDc]{j1  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const WFdem/\kX  
  { P rt#L8  
  return l(t) = r(t); /O"0L/hc^  
} gT7I9 (x!W  
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。 $y4M#yv  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 JOHp?3"4  
CU !.!cZ{  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 fW[.r==Kf  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: EQ~I'#m7  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 8)`5P\  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 qid1b b  
最后的布局是: "2K|#,%N  
                Add V,'FlU  
              /   \ %>NRna  
            Divide   5 EM~7#Y  
            /   \ B2"+Hwbk  
          _1     3 GD/nR4$  
似乎一切都解决了?不。 iy9VruT<x  
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。 OAyE/Q|  
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。 {r X5  
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: lMPbLF%_  
Ua!Odju*w  
template < typename Right > F13%)G(  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const U#l.E 1Z  
Right & rt) const "lb\c  
  { 6!o/~I#  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); h@/>?Va  
} lZ+/\s,]|  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 p!V) 55J*  
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。 @@xF#3   
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。 QD6Z=>?S  
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。 l>33z_H^  
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。 ";58B} ki  
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? _"`/^L`Q?  
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: c'[( d5^|  
CTh1;U20  
template < class Action > f Y2l.H\f  
class picker : public Action !-@SS>  
  { wf^cyCR0  
public : _4De!q0(  
picker( const Action & act) : Action(act) {} lHRK'? Q  
  // all the operator overloaded 0$(jBnE  
} ; 4>d[qr*<  
A'w2GC{.  
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。 5"]aZMua  
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: DOA[iT";4  
!DCVoc]pV  
template < typename Right > LE Jlo%M  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const /Ir 7 DZK  
  { yA457'R1  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K T"h74@  
} ]*;RHy9  
`jt(DKB+J  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > zh?xIpY  
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。 NdaM9a#TZ  
m}sh I8S  
template < typename T >   struct picker_maker +._f.BRmX.  
  { P/HHWiD`D  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ],WwqD=  
} ; k0R, !F  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > [)B@  
  { NF@i#:  
typedef picker < T > result; agGgJ@  
} ; I-j(e)P(o_  
C5d/)aC  
下面总的结构就有了: 4t"*)xy  
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。 !$4Q]@ }  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 t/_\U =i$  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 :^C#-O  
至此链式操作完美实现。 DB!uv[c  
t4*aVHT  
s"gKonwI2  
七. 问题3 15RI(BN   
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。 H d96[Uo  
7UY('Q[  
template < typename T1, typename T2 > pyGFDB5_P  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &FT5w T  
  { *s 1D\/H  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Ul7,k\q@  
} Z{j!s6Y@{  
Iht mD@H}  
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: 4"`=huQ  
&n,xGIG  
template < typename T1, typename T2 > ' h0\4eu  
struct result_2 /6?tgr  
  { dpl"}+  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Vu^Q4Z  
} ; 2*b# +b  
|rG8E;>  
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? @*AYm-k  
这个差事就留给了holder自己。 B`t)rBy  
    0EF,uRb  
~M|NzK_9  
template < int Order > `K@5_db\  
class holder; >c~9wv  
template <> -sruxF  
class holder < 1 > _S[Rvb1e   
  { x`b~ZSNJ%  
public : PkZf(=-X  
template < typename T > 6T5A31 Q  
  struct result_1 %`8KG(F^  
  { j@!BOL~?  
  typedef T & result; c9>8IW  
} ; E0WrpGZ  
template < typename T1, typename T2 > |sDG>Zq?  
  struct result_2 2\kC_o97  
  { VhJyWH%(  
  typedef T1 & result; 6Vu}k K)  
} ; i:NJ>b  
template < typename T > 1`7]C+Pv  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +"*l2E]5  
  { 0DW'(#`  
  return (T & )r; l#< }|b  
} BHiw!S<  
template < typename T1, typename T2 > ^H y)<P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ?kG#qt]Q5  
  { 3:z4M9f  
  return (T1 & )r1; U[H+87zg  
} kM}ic(K  
} ; Xv<;[vq}F  
w7.?zb!N  
template <> gXJ19zB+  
class holder < 2 > >"m@qkh  
  { rA>A=,  
public : fS'k;r*r  
template < typename T > )U3 H1 5  
  struct result_1 5r2ctde)Y  
  { _tWfb}6;Zb  
  typedef T & result; )SlUQ7f>  
} ; jQw`*Y/,  
template < typename T1, typename T2 > 0|*UeM  
  struct result_2 519:yt   
  { l%Fse&4\  
  typedef T2 & result; D+@/x{wX2  
} ; 7o 83|s.Bm  
template < typename T > W6!4Qyn  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const U- UV<}  
  { 2rE~V.)%  
  return (T & )r; H8Z Z@@ qm  
} {O3oUE+  
template < typename T1, typename T2 > yScov)dp(  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const .,BD DPFB  
  { $ M[}(m  
  return (T2 & )r2; A(!ZZ9 Wc  
} nP3;<*T P0  
} ; /d]V{I~6  
0ga1Yr]  
DFZ:.6p  
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> >。 u3v6$CD?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: `mHOgS>|  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: osgS?=8  
odn97,A  
return l(i, j) = r(i, j); ^QL/m\zq@%  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) OKLggim{  
j@_) F^12  
  return ( int & )i; W;)FNP|MT  
  return ( int & )j; E]U3O>hf  
最后执行i = j; +Hm+ #o  
可见,参数被正确的选择了。 M& BM,~  
~jCpL@rS  
8BoT%kVeJv  
6XxG1]84  
h1UlLy 8  
八. 中期总结 KE)D =P  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: \i;~~;D  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 1\.zOq#  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 P.H/H04+  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor TF iM[  
&s}@7htE  
%(7wZ0Z  
<:yq~?  
6^z \;,p  
i[BR(D&l_p  
九. 简化 i4n%EDQ  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 ?M{ 6U[?  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 {J6sM$aj  
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: ^TCJh^4na  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 j[=_1~u}  
  +-*/&|^等 y:6'&`L  
2. 返回引用。 _)Z7Le:f!  
  =,各种复合赋值等 6L`+ z  
3. 返回固定类型。 ]OCJ~Zw  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) \eSk7C  
4. 原样返回。 Hpo?|;3D5  
  operator, }+RF~~H/  
5. 返回解引用的类型。 oJ;O>J@c  
  operator*(单目) {uQ)p=  
6. 返回地址。 "VVR#H}{  
  operator&(单目) ,IZxlf%  
7. 下表访问返回类型。 $CYpO}u#  
  operator[] Wj{Rp{}3  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 : R*^Izs=  
  operator<<和operator>> UE$[;Zg  
!7a^8   
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。 &)f++(i  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /KvPiQ%  
m+8b2H:V  
template < typename Left > xS\QKnG.  
struct value_return W<hdb!bE  
  { |I^Jn@Mq:  
template < typename T > { )GEgC  
  struct result_1 n#L2cv~Aj"  
  { @p` CAB  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; JE:n`l/p  
} ; m ?"%&|  
/zP)2q^  
template < typename T1, typename T2 > % oL&~6l$  
  struct result_2 HF=C8ZtlL  
  { 1*, ~1!>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; EKS<s82hF&  
} ; ~TK^aM  
} ; l:Xf(TLa  
<Ibr.L]  
OVo  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ~aR='\<  
ysT!^-&p  
下面我们来剥离functor中的operator() c:_i)":  
首先operator里面的代码全是下面的形式: yc4f\0B/  
y#Sw>-zRq  
return l(t) op r(t) 0B:{4Lsn&  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) r ~!%w(N|M  
return op l(t) pmD-]0  
return op l(t1, t2) #LyjJmQ  
return l(t) op VGUDUM.8  
return l(t1, t2) op }b\q<sNE{  
return l(t)[r(t)] IS*"_o<AR  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] JOne&{h]J"  
hA1hE?c`  
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: vc{]c }  
单目: return f(l(t), r(t)); f I-"8f0_  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); F$yFR  
双目: return f(l(t)); #_L&  
return f(l(t1, t2)); #cF8)GC  
下面就是f的实现,以operator/为例 ao5yW;^y  
^V,/4u  
struct meta_divide E6-(q!"A  
  { N$a-i  
template < typename T1, typename T2 > ;Kb[UZ1  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) $>s@T(  
  { 7MJ)p$&  
  return t1 / t2; n ~i4yn=  
} 8jGoU 9  
} ; `ip69 IF2*  
%f(.OR)6{  
这个工作可以让宏来做: |oi49:NXn  
v6Wf7)d/1  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 9 @*>$6  
template < typename T1, typename T2 > \ 0bL=l0N$W  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; UT7lj wT  
以后可以直接用 sW3D ( n  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) oc%le2   
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 ea}KxLC`,  
(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。。。) ;|1P1H-W~M  
4xn^`xf9  
a} 7KpKCD  
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 MCpK^7]k  
@gGuV$Mw  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {QkH%jj  
class unary_op : public Rettype "8TMAF|i4  
  { a2_IF,p*?  
    Left l; He;%6OG{  
public : ]H'82a  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} *G|]5  
3evfX[V#  
template < typename T > \gv x)S11  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?o'arxCxZn  
      { 0=zS&xM  
      return FuncType::execute(l(t)); gCI'YEx  
    } 3o/ a8  
|i}g7  
    template < typename T1, typename T2 > B&j+fi  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (Sp~+#XnF  
      { LbI])M  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ^S2} 0N f  
    } 0DT2qM[,  
} ; 1vudT&  
<$6E r  
*0ntx$M-w  
同样还可以申明一个binary_op ;|,Y2?  
3H %WB|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > IH:Cm5MV  
class binary_op : public Rettype $ {eh52)`  
  { bdhgHjz  
    Left l; . L%@/(r  
Right r; 6{WT;W>WT:  
public : yvwcXNXR@  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o[6"XJ  
XYTcG;_z  
template < typename T > HhH'\-[t  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D+PUi!  
      {  Jl,x~d  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); qiJ{X{lI  
    } 8?pZZtad  
?+L6o C.;  
    template < typename T1, typename T2 > YWF<2l.  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x"De 9SB  
      { `sC8ro@Fm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); lB@K;E@r8  
    } =R`2m  
} ; E zUjt)wF  
?V&a |:N9  
nEr, jd~f  
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 K6hN N$F!  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 +q%goG8  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) IvH+94[)  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 jK1! \j  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! El} z^e  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 _%!hkc(  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /omVM u  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) LK~ 0ck7  
下面是修改过的unary_op .?:~s8kB  
}1 ^.A84a  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~;Kl/Z  
class unary_op IW*.B6Hw8  
  { j pV  
Left l; 8;rS"!qM  
  wyM3|%RZ  
public : d<e.`dhc  
/Vc!N)  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} D~>P/b)v{j  
 JwcP[w2  
template < typename T > !1R  
  struct result_1 <{uIB;P  
  { YdaJ&  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Vtri"G8 aB  
} ; (#k#0T kE  
Pw{+7b$  
template < typename T1, typename T2 > nfB9M1Svn  
  struct result_2 hi uPvi}  
  { R5zV= N  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1tc9STYR}  
} ; |JQ05nb  
cKAl 0_[f"  
template < typename T1, typename T2 > [*v\X %+  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x #g,l2_!  
  { Q5JeL6t  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); +^:K#S9U  
} 1cega1s3xR  
H R  
template < typename T > ysPW<  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 24fWj?A|^  
  { { q<l]jn9  
  return OpClass::execute(lt(t)); f^ qQ 5N  
} TmiQq'm[b  
[XK"$C]jHJ  
} ; &5<lQ1  
#$E vybETx  
,5:86'p  
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 +0DIN4Y(4  
好啦,现在才真正完美了。 ~Ji A  
现在在picker里面就可以这么添加了: Fy^\Uw  
uv!/DX#  
template < typename Right > 0:EiCKb)ol  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const K9=_}lS@'  
  { )9O{4PbU!  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #S)*MT4ke  
} 7 &Aakl  
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。 gK'MUZ()  
wwz<c5  
cAS5&T<  
HS7!O  
8:bNFgJD  
十. bind +FR"Gt$g  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 K km7L-  
先来分析一下一段例子 Khl7Ez  
XA68H!I  
YX(%jcj*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ~S9nLb:O{  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 C Qebb:y  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 FKP^f\!M  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 j&9~OXYv  
我们来写个简单的。 N INiX(  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: F)G#\r  
对于函数对象类的版本: (@Bm2gH  
]jYM;e  
template < typename Func > >J1o@0tk  
struct functor_trait _%]H}N Q  
  { %M`&}'6'  
typedef typename Func::result_type result_type; P?F:x=@'|  
} ; !8$}]uWP  
对于无参数函数的版本: moGbBkO  
}`(k X]][  
template < typename Ret > foeVjL:T  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ~oI49Q&{  
  { [Zf<r1m  
typedef Ret result_type; Jc+U$h4  
} ; 3^\y>  
对于单参数函数的版本: <|4j<U  
{BF\G%v;+  
template < typename Ret, typename V1 > S.z;Bm  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  7)T+!>  
  { b#M<b.R)  
typedef Ret result_type; *QVE>{  
} ; \r2w@F{C  
对于双参数函数的版本: lc#H%Qlg  
DuWP)#kg  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > M\%{!Wzo8  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ocMf}"  
  { ,#A,+!4  
typedef Ret result_type; ) E\pQ5&  
} ; =Y BJ7.Y  
等等。。。 I6\3wU~).  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <j>@Fg#q  
,-Na'n  
template < typename Func > wcOAyo5(n  
struct func_return $2.DZ  
  { 3 R m$  
template < typename T > 8P 8"dN[  
  struct result_1 $#!~K2$  
  { YANEdH`d  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; +38t82%YWo  
} ; VYwaU^  
s-*XAn ot  
template < typename T1, typename T2 > R8 KL4g-d  
  struct result_2 +%yh@X6  
  { ps]6,@uyB  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 3B0%:Jj  
} ; ;# {x_>M  
} ; (7IF5g\  
Q*wx6Pu8  
%bsdC0xM  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 sk5\"jna  
rk~/^(!  
template < typename Func, typename aPicker > ^Iz.O  
class binder_1 }X UHP%  
  { ?:ZH%R_`a  
Func fn; ;(sb^O  
aPicker pk; X:Zqgf  
public : [H& m@*UO  
kK(633s  
template < typename T > )sQbDA|p  
  struct result_1 Ub"\LUu  
  { 8c~H![2u  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; @EQ{lGpU3  
} ; 23>?3-q  
B[$e;h*Aw[  
template < typename T1, typename T2 > g (~&  
  struct result_2 D"hiEz  
  { ck}y-,>,[O  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; b9U2afd  
} ; xnLfR6B  
8177x7UG2[  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ?1d_E meG2  
T:-Uy&pBEN  
template < typename T > suVS!} C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~q/`Z)(yc  
  { 6B 8!2  
  return fn(pk(t)); 8_uDxd  
} ;8A_- $  
template < typename T1, typename T2 > H$;\TG@,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,"/_G  
  { ] =D+a&  
  return fn(pk(t1, t2)); /; _"A)0  
} !>+ 0/   
} ; e0q a ~5  
:sn}D~  
hk=+t&Y<H  
一目了然不是么? D&'".N,}  
最后实现bind [:o#d`^  
~5|a9HV:  
^mGTZxO  
template < typename Func, typename aPicker > _V;J7Vz  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Pg:Nz@CQ  
  { eY-$h nUe  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); u0x\5!?2  
} i"b*U5k  
LC}]6  
2个以上参数的bind可以同理实现。 (]pQ.3  
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。 O-7 \qz  
h$k(|/+  
十一. phoenix 1?*vqdt  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: u/MIB`@,  
* T-XslI  
for_each(v.begin(), v.end(), &O'yhAP] j  
( iCH Z{<k  
do_ #*~ (  
[ .1}u0IbJ  
  cout << _1 <<   " , " IL~yJx_11  
] iD\joh-C  
.while_( -- _1), +EFur dX\  
cout << var( " \n " ) zJ\I%7h*  
) {S}/LSNB  
); F[+sc Mx!G  
"ZH1W9A  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: =gj]R  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor )FB)ZK;  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 4Qw!YI#40$  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Jn&(v"_  
|k^X!C0  
3B_S>0H"$  
template < typename Cond, typename Actor > LWW0lG!_F  
class do_while cO <x:{`  
  { ZF`ckWT:-N  
Cond cd; -AbA6_j  
Actor act; 6q5V*sJ&  
public : KLxg  
template < typename T > wCdUYgsPT"  
  struct result_1 ubgq8@;  
  { OZ-F+#d  
  typedef int result_type; hP|5q&wX  
} ; ?GFVV->i  
-wO`o<  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} B}3s=+L@8  
@ }[)uH  
template < typename T > u%T.XgY=j  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s_]rje8`  
  { F'"-4YV>&  
  do j\ )Qn 2r  
    { -?GYW81Q  
  act(t); R% ddB D\?  
  } ($3QjH_@  
  while (cd(t)); |GMK@Q'0:  
  return   0 ; l@^RbF['  
} 2Gj&7A3b  
} ; F|"NJ*o}  
wOOPuCw?  
kt@+UK."  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). h rZ\ O?j  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 Qdtfi1_Y1  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 C|>#|5XaF  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 %xY'v$ %  
下面就是产生这个functor的类: F:\y#U6"J  
tvg7mU]l  
Yu8WmX,[  
template < typename Actor > "BTA"  
class do_while_actor 6I>W(_T  
  { SI@I  
Actor act; H kg0;)  
public : W}EO]A%f.\  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} $u`;{8  
YT-t$QyL  
template < typename Cond > "=Ziy4V  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; pE=wP/#  
} ; 8*|@A6ig  
2Ay2 G-  
q k !Q2W  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 l5aQDkp}  
最后,是那个do_ =7$YBCuF  
F[J;u/Z  
7%o\O{,U  
class do_while_invoker SX;FBO(p  
  { r^]0LJ  
public : &^z~wJ,]  
template < typename Actor > /  ]I]  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Z'u`)jR  
  { rMI:zFS  
  return do_while_actor < Actor > (act); GSMP)8 W  
} /+3|tb  
} do_; `T}e3l  
Lrz>00(*4  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? DTJ~.  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 wD*_S}]  
最后来说说怎么处理break和continue %T 88K}?=  
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。 C=.  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八