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
  • 6386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 KG8:F].u(  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 C71\9K*X  
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, 6qAs$[  
SuorCp]  
Hi V7  
qj$6/V|D  
  class filler m+3U[KKvG  
  { zQPQP`  
public : Py}] {?  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} f`^\v  
} ; |ORro r}  
J ~"h&>T  
oZ CvEVUk  
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: "}91wfG9  
@)i A V1r"  
()[j<KX{.  
:3oLGiL   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); $N@EH;{_0  
~a5-xWEZ  
o?T01t=  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 z8 n=\xL  
L5wrc4  
T^b62j'b5_  
PF6w'T 5  
二. 战前分析 ZvSWIQ6  
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。 Vm_<eyI2  
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 ` D9sEt_/  
B'@a36  
{Xj2c]A1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); EKr#i}(x<  
  /* --------------------------------------------- */ FF}A_ZFY  
vector < int *> vp( 10 ); j 1Ng[  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); \H6[6*JuB  
/* --------------------------------------------- */ CLn}BxgD  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); K0YUN^St  
/* --------------------------------------------- */ px7<;(I  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 4fuK pLA  
  /* --------------------------------------------- */ 7UVhyrl  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Iz^lED  
/* --------------------------------------------- */ &a/F"?9jL  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); qhIO7h  
2A,iY}R  
U"0Ts!CABA  
ytsPk2@WR  
看了之后,我们可以思考一些问题: SniKC qmC]  
1._1, _2是什么? !+F6Bf  
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。 Bkq3-rX\  
2._1 = 1是在做什么? ea\b7a*  
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。 |o5F%1o  
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。 ~ "IjT'W3  
xklXV  
udjahI<{  
三. 动工 })Pq!u:3  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Y +[Z,   
reU*apZ/  
#JLxM/5^1~  
GELx S!  
template < typename T > mqIcc'6f  
class assignment b+6%Mu}o  
  { 0=,vdT  
T value; AVR=\ qR  
public : FlqE!6[[  
assignment( const T & v) : value(v) {} #&oL iz=hZ  
template < typename T2 > -weCdTY`X  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } pT=YV k  
} ; G\I DgPj`  
s/" l ?d  
kZfUwF:yN  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 bVbh| AA  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment [=otgVteN"  
|Nfi y  
.=u8`,sO  
sC^9  
  class holder jQ 'r};;  
  { !K0:0:  
public : zHT22o56X  
template < typename T > GK>.R<[  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const iW\Q>~0#_  
  { kz UP   
  return assignment < T > (t); K9@F1ccQ/  
} ~\ C.Nm  
} ; ^rP` . Z  
g6wL\g{29  
4|EV`t}EV  
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: eX1<zzd  
Px$4.b[{_Y  
  static holder _1; fz hCV  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <,Z6=M`  
"F.0(<4)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); YR\pt8(z?  
而不用手动写一个函数对象。  ?[`*z?}  
WF!u2E+  
([+u U!  
j1sZRl)D  
四. 问题分析 ar#Xe;T!  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 U,_jb}$Sq7  
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。 .0gF&>I}  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 555*IT3b  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Q^_*&},V  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 QUSyVp{$  
o;#9$j7QP!  
五. 问题1:一致性 $!Pm*s  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| G[[hC[}I  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 i`F8kg`_K  
#$ Q2ijT0  
struct holder -76l*=|  
  { ='p&T|&  
  // UmC_C[/n?  
  template < typename T > 2VY.#9vl  
T &   operator ()( const T & r) const :hA=(iz  
  { |hlc#t ?  
  return (T & )r; ];n3H~2  
} 7[)IP:I>  
} ; R54wNm @  
 Q9!T@  
这样的话assignment也必须相应改动: ]l~TI8gC  
S{sJX5R;  
template < typename Left, typename Right > -#e3aXe  
class assignment $^ wqoW%t  
  { "G+g(?N]j  
Left l; qVpV ZH!  
Right r; F"?OLV1B&  
public : R}S@u@mOE  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} M zWVsV  
template < typename T2 > ^@"EI|fsP  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } G';yb^DB  
} ; X5V8w4NN  
>&mNC \PA  
同时,holder的operator=也需要改动: =jWcD{;1I}  
63EwV p/|  
template < typename T > ?m RGFS  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const I1 Jo8s  
  { 42{\u08Z  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); LZ ?z5U:  
} *G6Py,- !f  
.*3.47O  
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。 }K8W%h<3S  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Wvg+5Q  
`ecIy_O3P&  
return l(rhs) = r; 2D"n#O`y  
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。 {[<o)k.A  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: bJ$6[H-:  
oXQzCjX_   
template < typename Tp > R'#1|eWCa  
class constant_t wTu_Am  
  { ?aMV{H*Q*  
  const Tp t; hS?pc<~`#  
public : GO|1O|?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Uzx,aYo X  
template < typename T > #2XX[d%  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const YoT< ]'  
  { d[p-zn.  
  return t; 49gm=XPm  
} 8~~*/oCoJt  
} ; 9Ez>srH(  
e)#O-y  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 `~0^fSww  
下面就可以修改holder的operator=了 3t*e|Ih&j5  
#%=6DHsK  
template < typename T > &"h 9Awn2  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ,k,RXgQ  
  { _ yu d  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); =tS1|_  
} 0pC}+ +  
C'_^DPzj  
同时也要修改assignment的operator() V\!6K  
qt.G_fOz  
template < typename T2 > NQFMExg,  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ,bLHkBK  
现在代码看起来就很一致了。 aR2Vvo  
T&ECGF;Y/  
六. 问题2:链式操作 nz?jNdyz  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 8n[6BF);  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 MHm=X8eg  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 -F-RWs{yS  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ~$bkWb*RJ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 0# )I :5  
r}9a3 1i  
template < typename T > swfcA\7R  
struct result_1 3Y L  
  { Hju7gP=y}  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; us_o{  
} ; U@6bH@v5  
Ji#"PE/Pt  
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: \h#,qTE  
XVlZ:kz  
template < typename T > kwcH$w<I  
struct   ref "\n,vNk  
  { (F<VcB  
typedef T & reference; aT]G&bR?  
} ; ib3 u:  
template < typename T > CSA.6uIT  
struct   ref < T &> :nt 7jm,  
  { YV6@SXy  
typedef T & reference; "<e<0::  
} ; E!,+#%O>  
B5nzkJV<X  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ptCFW_UV  
/^F_~.u{  
template < typename T > hZ#ydI|  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const N`G* h^YQ  
  { pZYcCc>6&  
  return l(t) = r(t); d-W@/J  
} T;4& ^5 n  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 i>]1E^yF  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =&5^[:ksB  
|qn`z-  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 aZk/\&=6  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: &pL.hM^  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 t,YnweH  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 cJ}J4?  
最后的布局是: -=tf)  
                Add o!\Q,  
              /   \ ')bas#=uP  
            Divide   5 HFtl4P  
            /   \ ="k9 y  
          _1     3 =J2cX`  
似乎一切都解决了?不。 J$]-)`[G&  
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。 XL`*T bx  
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。 4P>[]~S  
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: zQ&k$l9  
Eeumi#$Z   
template < typename Right > #[Z1W8e  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const sQ)D.9\~  
Right & rt) const \z~wm&  
  { v>p UVM  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); L,(H(GeX  
} B8f BX!u/  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 5$<\  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 sDylSYq  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 (}1:]D{)@V  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 :RxWHh3O  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 S .KZ)  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? r I-A)b4  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: \$g,Hgp/<  
[SJ)4e|)  
template < class Action > i;CVgdQ8  
class picker : public Action lBYc(cr  
  { H}nPaw]G  
public : F+c4v A})  
picker( const Action & act) : Action(act) {} H*gX90{!2  
  // all the operator overloaded  3ih3O  
} ; _3;vir%)  
:EkhF6B/  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 cE|Z=}4I7  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 2 SJ N;A~}  
*-zOQ=Y  
template < typename Right > 0xSWoz[i6~  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const rryC^Vma  
  { 2!}:h5   
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); /"f4aF[  
} qwERy{]Sp;  
S4salpz  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 'l&),]|$)  
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-MOM2&  
#Yqj27&  
template < typename T >   struct picker_maker  .# Jusd  
  { 5>S<9A|Q  
typedef picker < constant_t < T >   > result; aw3 oG?3I  
} ; &f;<[_QI=  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > RTL A*  
  { >" z$p@7  
typedef picker < T > result; daX$=n  
} ; bg =<)s  
PQ#zF&gL9t  
下面总的结构就有了: snH9@!cG8  
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。 77]6_  
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。 HW@r1[Y  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 )Rlh[Y& r  
至此链式操作完美实现。 iE}Lw&x  
"u H VX|`  
jNC@b>E?~  
七. 问题3 ~8j4IO(  
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。 .#4;em%7  
=B/Ac0Y  
template < typename T1, typename T2 > c9 &LK J6  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ac2G;}B|  
  { _wY <8 F*  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); >k)zd-  
} fx"~WeVcO  
BJL*Dih m[  
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: W/\M9  
Jn+k$'6 %#  
template < typename T1, typename T2 > -J`VXG:M  
struct result_2  t=6[FK  
  { KkCA*GS  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; T2%{pcdV/  
} ; #guq/g$  
$#HPwmd  
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? N!TC}#}l  
这个差事就留给了holder自己。 88}=VS  
    8M_p'AR\,y  
u> @ Yoyc  
template < int Order > KiaQ^[/q  
class holder; [8Yoz1(smA  
template <> z5UY0>+VdS  
class holder < 1 > g?mfpwZj  
  { 6]mFw{6qn1  
public : *=KX0%3  
template < typename T > NCKhrDd&  
  struct result_1 xc&&UKd  
  { $lC*q  
  typedef T & result; H;=JqD8`  
} ; p_Yx"nO7  
template < typename T1, typename T2 > `nvm>u~[Hq  
  struct result_2 &y~~Z [.F,  
  { &l<~Xd#  
  typedef T1 & result; z+=wql*Eo  
} ; 6z-&Zu7@  
template < typename T > >}p'E9J?r  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 4Gsbcl{  
  { B.T|e,g26  
  return (T & )r; 5TB==Fj ?  
} ;LhNz()b  
template < typename T1, typename T2 > Vlka+$4!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4kr! Af  
  { /+p]VHP\  
  return (T1 & )r1; Tg-HR8}X  
} !ot$Q  
} ; ?%]?#4bkc  
mD]^a;U[X  
template <> 8euh]+  
class holder < 2 > O\5q_>]  
  { vp_$Ft-R  
public : Fb^Ae6/i  
template < typename T > 4Up3x+bg  
  struct result_1 $&@etsW0/  
  { Bt?.8H6Y  
  typedef T & result; JKMcdD?'  
} ; `SN?4;N0  
template < typename T1, typename T2 > @8$3Q,fF(  
  struct result_2 (e~vrSk+)~  
  { o<f#Zi  
  typedef T2 & result; h{BO\^6x  
} ; F,NS:mE  
template < typename T > q_gsYb  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $1ZF kw  
  { *qN (_  
  return (T & )r; uA1DTr?z  
} @0qDhv s  
template < typename T1, typename T2 > |Ox !tvyr  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const "KhVS  
  { c8=@ s#  
  return (T2 & )r2; =I6u*$9<  
} ywl7bU-f  
} ; g0&Rl  
a=%QckR*  
n~e#Y<IP\1  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 :{tj5P!S  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: g 218%i  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: BGSqfr1F  
5"cYZvGkJ  
return l(i, j) = r(i, j); >_m4 idq1  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) RO9oO7S  
Q&;d7A.@  
  return ( int & )i; LqOjVQxz  
  return ( int & )j; rjJ-ZRs\  
最后执行i = j; v."0igMO  
可见,参数被正确的选择了。 KJ]ejb$  
DP-euz  
zr1,A#BV  
uV'w0`$y  
<Ky6|&!  
八. 中期总结 J@4,@+X  
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: HbUadPr  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 $S(q;Y  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Ts~)0  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor tc%0yr9  
d J;y>_  
aDreN*n  
Dn9AOi!  
/[|ODfY  
.}6Mj]7?i  
九. 简化 DX$zzf  
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。 `;OEdeAM  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 _hy<11S;  
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: O:>9yZhV  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 x.:k0;%Q  
  +-*/&|^等 Db5y";T  
2. 返回引用。 -Z/'kYj?U  
  =,各种复合赋值等 6d% |yl  
3. 返回固定类型。 ~5xs$ub  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) |x ~<Dc>0*  
4. 原样返回。 TM1D|H  
  operator, $!-a)U,w$B  
5. 返回解引用的类型。 _);;@T  
  operator*(单目) n;5;D  
6. 返回地址。 /j`v N  
  operator&(单目) f|&ga'5g&  
7. 下表访问返回类型。 iOO1\9{@  
  operator[] )ZP-t!).G#  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 y,OwO4+y\  
  operator<<和operator>> g\n0v~T+  
B&Igm<72x  
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。 my|UlZ(qg  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: \a|bx4M  
O(Tdn;1  
template < typename Left > e[ 8AdE  
struct value_return w'-J24>=  
  { EEJsNF  
template < typename T > ;%V%6:5  
  struct result_1 YhzDi>hob  
  { w=txSF&Qr  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; YV 5kzq  
} ; ZvS|a~jO  
]mW)T0_  
template < typename T1, typename T2 > F|seBBu  
  struct result_2 &d8z`amP  
  { @}^eyS$|!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; (6WSQqp  
} ; S/XkxGZ2  
} ; Gw;[maM!%`  
Q6r!=yOEY  
OGjeE4  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait W,[b:[~v  
%](H?'H  
下面我们来剥离functor中的operator() ~D9VjXfL)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: )= ,Lfj8x  
#1v>3H(  
return l(t) op r(t) O+o4E?}  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) bLHj<AX#>|  
return op l(t) #{t?[JUn  
return op l(t1, t2) ;AwQpq>dy  
return l(t) op Nd"Rt  
return l(t1, t2) op gmY*}d` 'f  
return l(t)[r(t)] p=U/l#xO  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]  VS:UVe  
V@(7K0  
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: iSZiJ4AUq  
单目: return f(l(t), r(t)); l/JE}Eg(  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); zMXlLRC0  
双目: return f(l(t)); *FwHZZ~U  
return f(l(t1, t2)); LQnkpy3A  
下面就是f的实现,以operator/为例 Ifc}=:nr  
l{{wrU`  
struct meta_divide ~4Gs\U:!Q  
  { MWHGB")J  
template < typename T1, typename T2 > nA\9UD<G.  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) DM-8azq $  
  { L-LN+6r (#  
  return t1 / t2; BE;J/  
} JVORz-uBs  
} ; #0hX'8];(  
nVTCbV  
这个工作可以让宏来做: kJJUu  
n>w/T"  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ WG{mg/\2(C  
template < typename T1, typename T2 > \ vlD!YNy  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 9 pGND]tIi  
以后可以直接用 2ja@NT  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) M =!RJ%6f  
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 u7e g:0Y  
(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。。。) e*Gm()Vu,  
e$E~@{[1)  
(X rrnoz  
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 9Q#eu~R  
6!,Am^uXM  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > JYbE(&l%de  
class unary_op : public Rettype 0RLyAC|  
  { \k=.w  
    Left l; &~u=vuX  
public : sI u{_b  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Z(S=2r.  
}+L!r53g6  
template < typename T > +q==Y/z  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const OZF^w[ `w  
      { zs@#.OEH  
      return FuncType::execute(l(t)); 9q2 >_Mv  
    } FA.h?yfr  
; )Vro  
    template < typename T1, typename T2 > s7FJJTn  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (;V=A4F-D  
      { *aXZONym  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ?/_8zpW  
    } 0,T'z,  
} ; LvJ')HG  
D<rO:Er?*a  
VWlOMqL995  
同样还可以申明一个binary_op U8Pnt|0M  
H<M ggs-  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T4 dYC'z  
class binary_op : public Rettype mGjxc}  
  { ~HwY?[}!m  
    Left l; rx*1S/\PPc  
Right r; 8+&] q#W3  
public : @)8QxI^3[  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} .EC/[fM  
xg}RpC!  
template < typename T > gc:qqJi)X  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const U}xQUFT|  
      { }57wE$9K  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); e!wS"[,  
    } E6SGK,f0D  
J~5VL |ca  
    template < typename T1, typename T2 > Vrf+ ~KO7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gY], (*v  
      { B)F2SK<@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); +w-UK[p  
    } v^aARIg  
} ; l-yQ3/:  
OC zWP,  
V| >u,  
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 fCSM#3|,]  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 &z-f,`yG  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }b+tD3+  
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。 {4Q4aL(  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! v/]Bo[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。。。 rl^_RI  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 XelY?Ph,,  
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) vgzNT4o  
下面是修改过的unary_op U9;C#9E  
5|ih>?C/(  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > b;&J2:`  
class unary_op :\Z;FA@g(g  
  { .`!|^h%0  
Left l; C#X0Cn0ln  
  A2z%zMlZc  
public : B.&ly/d  
NIDK:q dR  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ,CguY/y  
H&6 5X  
template < typename T > . `lcxC  
  struct result_1 =6t)-53  
  { LSQ2pB2V  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; <lM]c  
} ; tr2@{xb  
M:W9h+z  
template < typename T1, typename T2 > t_ &FK A  
  struct result_2 US+PI`  
  { @3bQ2jn   
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ?lzg )88I  
} ; n 5NkjhP~Z  
)< ~1AL  
template < typename T1, typename T2 > OGNjn9av  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Vtm5&-  
  { :N#gNtC)b  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); ;JpU4W2/  
} wobTT1!|  
^3QHB1I  
template < typename T > +/q%29-k  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const od |w)?16  
  { &yzC\XdA  
  return OpClass::execute(lt(t)); x~xaE*r  
} >Qc0g(w  
 PA"xb3@I  
} ; 3e"_R  
2RKI M(~  
CD(2A,u)/  
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 6OMywGI[Z  
好啦,现在才真正完美了。 $=n|MbFl  
现在在picker里面就可以这么添加了: /Cr0jWu _  
\LRno3  
template < typename Right > A>^\jIB>  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const i% k`/X;  
  { 3|%Q{U  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); tv)x(MX  
} 6q?C"\_  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 1i9}mzy%  
-[~UX!XFM  
.O'S@ %]  
)cB00*/  
E/:<9xl  
十. bind ?gjM]Ki%:  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 _ Onsfv  
先来分析一下一段例子 aYe,5dK>  
pL>Q'{7s3  
,;C92XY  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Ul OoMGg  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Y_S^B)y  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 -yOrNir}W  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 k( 1rp|qf  
我们来写个简单的。 ="3Hc=1?R  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: BOn2`|oLuF  
对于函数对象类的版本: [#n ~ L6  
2(LS<HqP[  
template < typename Func > NFPW#-TF  
struct functor_trait :h?"0,  
  { {AqN@i  
typedef typename Func::result_type result_type; B[ooT3V  
} ; R>[2}R30  
对于无参数函数的版本: o87. (  
o`\l&jUNe  
template < typename Ret > ^V v7u@y  
struct functor_trait < Ret ( * )() > bAt%^pc=y  
  { ^x %yIS  
typedef Ret result_type; ~!j1</$_  
} ; !)ey~Suh  
对于单参数函数的版本: "jmi "O*  
+ww paR`  
template < typename Ret, typename V1 > ;%odN d  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > XCoN!~  
  { &CF74AN#  
typedef Ret result_type; PX52a[wNDH  
} ; "EF: +gi#"  
对于双参数函数的版本: A1Mr  
wx BQ#OE  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ^o,Hu#  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > eI; %/6#  
  {  gvYa&N  
typedef Ret result_type; $ w:QJ~,s  
} ; 3>yb$ZU"-  
等等。。。 Yn[y9;I{  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 8263  
{_|~G|Z  
template < typename Func > /"tVOv#  
struct func_return soA>&b !?  
  { K&<bn22  
template < typename T > lyfLkBF  
  struct result_1 S%-L!V ,  
  { -4Zf0r1u  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; lMB^/-Y  
} ; {HNGohZt  
["Ep.7=SU  
template < typename T1, typename T2 > GKH 7Xx(  
  struct result_2 F N;X"it.  
  { Erl"X}P  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ny'~pT'00  
} ; .@JXV $Z  
} ; :e ?qm7cB  
U:c!9uhp  
kM*f9x  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ,'m<um  
oOBN  
template < typename Func, typename aPicker > k]`I 3>/L  
class binder_1 Sb>;k(;`:  
  { LR]P?  
Func fn; /@lXQM9 T  
aPicker pk; ]zmY] 5  
public : G#@o6r  
v)!Rir5  
template < typename T > 'h%)@q)J)  
  struct result_1 XB UO  
  { 5@P2Z]Q  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \;I%>yOIu  
} ; >e($T!}Z  
:g}WN  
template < typename T1, typename T2 > Ti#2D3  
  struct result_2 ,E$^i~OO  
  { 4&!`Yi_1L  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }I}RqD:`  
} ; 7ml,  
? Sj,HLo@U  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} IX']s;b  
D&0*+6j((  
template < typename T > 9(QY~F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I{ ;s.2  
  { Ry,_ %j3  
  return fn(pk(t)); aU<0<Dx  
} ow:c$Zq  
template < typename T1, typename T2 > y;keOI!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $T8Ni!#/C  
  { <oS2a/Nd  
  return fn(pk(t1, t2)); #b4`Wcrj  
} .wtb7U;7  
} ; vo-n9Bj  
'=G4R{  
)3=oS1p  
一目了然不是么? xqmP/1=NO  
最后实现bind Xnt`7L<L  
zq80}5%2CT  
RvZi%)  
template < typename Func, typename aPicker > 7h<B:~(K  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) b&"=W9(V  
  { BLgmF E2  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Y 6K<e:Y  
} cAM1\3HWT"  
'M=(5p  
2个以上参数的bind可以同理实现。 w[I%Id;E  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 8|.( Y  
v:PNt#Ta  
十一. phoenix (^ZC8)0i(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: aAh")B2  
c|X.&<lX  
for_each(v.begin(), v.end(), q@~N?$>  
( -A(] ",*J  
do_ 1 9$ufod  
[ y)t< r  
  cout << _1 <<   " , " *^bqpW2$q  
] R;.zS^LL  
.while_( -- _1), sEt5!&  
cout << var( " \n " ) y>'^<xk  
) OthQ)&pq X  
); 30-XFl  
W#$ pt>h)  
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: -\b~R7VQ  
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 YT+fOndjaF  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 UO5^4  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ,}2M'DSWa  
x|<rt96 6A  
/(8Usu?g.  
template < typename Cond, typename Actor > ;+>-uPT/1  
class do_while T)6p,l  
  { BEPeK  
Cond cd; ;Z-xum{  
Actor act; 3v :PBmE  
public : B'"C?d<7  
template < typename T > T;w%-k\<r  
  struct result_1 0R\lm<&  
  { )}\jbh>RH  
  typedef int result_type; ;hA>?o_i(  
} ; yw41/jHF  
s 4Lqam!  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} E)H: L-  
ajq[ID  
template < typename T > 1"RO)&  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  &~:b &  
  { \`;FL\1+W  
  do |y)Rlb# d  
    { AH{]tE  
  act(t); !R-M:|  
  } fLA!oeq{&}  
  while (cd(t)); sn '#]yM  
  return   0 ; 1Y$ gt  
} }_u1'  
} ; &, hhH_W  
rbS67--]  
(s4w0z  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). %*>=L$A  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 !e*Q2H+  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Pni  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 v3x_8n$C9  
下面就是产生这个functor的类: 8G; t[9  
;| ##~Y.9  
S75wtz)e  
template < typename Actor > hn{]Q@(I  
class do_while_actor 9F845M  
  { m{9m.~d  
Actor act; \< <u  
public : 1q0DOf]!T  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} RJYuyB  
bccJVwXv  
template < typename Cond > \-a^8{.^E  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; -"YQo  
} ; |'9%vtbM  
"toyfZq@  
Q#Q]xJH  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 /5 B{szf  
最后,是那个do_ >p [|U`>{  
%W~Kx_  
L}UJ`U  
class do_while_invoker PVH^yWi n  
  { S;sggeP7,  
public : B!0o6)u'  
template < typename Actor > yoGe^gar  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ~UA-GWb  
  { N3 .!E|  
  return do_while_actor < Actor > (act); c"Kl@ [1\~  
} /{vv n  
} do_; _W'>?e0i  
s%z\szd*  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? A&*lb7X  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ()e.J  
最后来说说怎么处理break和continue _eb:"(m  
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。 q4'szDYO2  
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