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
  • 4002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 p;9"0rj,z  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 NN@'79x  
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, OS$^>1f"  
phqmr5s^H  
QlK]2r9  
~-o[v-\  
  class filler 78/,rp#'_  
  { 0}I aWd^4  
public : O p,_d^  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} |t uh/e@dx  
} ; |'N)HH>;  
[^2c9K^NK  
0hM!#BU5K  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: R>n=_C  
L/2,r*LNx$  
Ipyr+7/zJ  
m>ApN@n  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); gX!-s*{E  
%oHK=],|1  
`0Bk@B[>  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Vo8gLX]a  
NNP ut$.  
/K\]zPq  
h@yn0CU3.  
二. 战前分析 .*Ylj2nM  
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。 )@[##F2  
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 ?_nbaFQK3  
:SvgXMY@  
z6;6 o!ej  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^n&_JQIXb  
  /* --------------------------------------------- */ B'8/`0^n5  
vector < int *> vp( 10 ); 5l4YYwd>v  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); jPa"|9A  
/* --------------------------------------------- */ V3<H8pL  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); CWw#0  
/* --------------------------------------------- */ b ]u01T-  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 2nkymEPu  
  /* --------------------------------------------- */ $u P'>  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 85Red~-M  
/* --------------------------------------------- */ ,v$Q:n|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); r6gfxW5  
&ws^Dm]R  
fv/Nf"  
dh S7}n  
看了之后,我们可以思考一些问题: xY>@GSO1  
1._1, _2是什么? rc`}QoB)R  
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。 _UGR+0'Q\  
2._1 = 1是在做什么? z~(3S8$  
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。 H?_>wQj&  
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。 sFV&e->AN\  
6&`hf >  
h1 pEC  
三. 动工 5L\&"['  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: "kd)dy95H  
" `FcW  
jIi:tO9G^,  
x7ZaI{    
template < typename T > y XT8:2M  
class assignment Ra/Pk G-7  
  { VDTt}J8  
T value; 7m:ZG  
public : (NC]S  
assignment( const T & v) : value(v) {} b|oT!s  
template < typename T2 > #gsJ tT9  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } cPy/}A  
} ; "."ow|  
|wINb~trz  
qV7 9bK  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 y ~n1S~5cI  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ohna1a^  
Ake@krh>$  
SNtk1pG>  
<NWq0 3:&  
  class holder ZXl_cq2r  
  { Hg5 :>?Lw@  
public : +h08uo5c  
template < typename T > nM| Cv  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const oju,2kpH7#  
  { #f<3[BLx  
  return assignment < T > (t); S`8Iu[Ma  
} 76cLf~|d~  
} ; 50""n7I<%  
H)+QkQb}  
w)C5XX30;  
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: S#:l17e3  
N@0cn q:"  
  static holder _1; c{ ([U  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 rXP~k]tC  
_;M3=MTM9  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,pIh.sk7s*  
而不用手动写一个函数对象。 /mXxj93UA  
i&YWutG  
 stQ_Ke  
% :h %i|  
四. 问题分析 6=:s3I^  
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。 `I.pwst8i-  
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。 d}Q% I  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 pO92cGJ8  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 R,ZG?/#uM9  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 k(he<-GF\  
jn(%v]  
五. 问题1:一致性 F1meftK  
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?| N "}N>xe2  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 Ej8g/{  
_\na9T~g  
struct holder !<24Cy  
  { $*|M+ofQ  
  // cj9C6Y!  
  template < typename T > m!5Edo-;<  
T &   operator ()( const T & r) const ~7an j.  
  { >x>/}`  
  return (T & )r; 9dm oB_G  
} 1YK(oRSDn  
} ; [5!dO\-[  
(9R;-3vY:S  
这样的话assignment也必须相应改动: Gk]ZP31u  
>, [@SF%  
template < typename Left, typename Right > 1ktxG1"1  
class assignment Q(36RX%@  
  { V';l H2  
Left l; d6W\ \6V  
Right r; P ^ 4 @  
public : C;j& Vbf  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @fb"G4o`:  
template < typename T2 > |{v#'";O:  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } $,yAOaa  
} ; v& bG`\!  
oKb"Ky@s  
同时,holder的operator=也需要改动: T+^c=[W  
c]zFZJ6M  
template < typename T > HItNd  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const A,BYi$  
  { z0OxJe  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); c_8<N7 C  
} A; wT`c  
UWidT+'Sa  
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。 J ZkQ/vp(  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 LT"H -fTgs  
K_@?Q@#YhR  
return l(rhs) = r;  /y wP 0  
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。 e[16 7uU  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: vd)zvI  
Q;J( 5;  
template < typename Tp > ?xrOhA9  
class constant_t 7B)1U_L0H  
  { 5VJe6i9;  
  const Tp t; =J4|"z:  
public : Ulx]4;uzf  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} fbU3-L?  
template < typename T > lLDZ#'&An  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ] |nW  
  { R3;%eyu  
  return t; lPI~5N8  
} s M*ay,v;  
} ; Fj(GyPFG  
/0 4US5En  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 P:t .Nr"  
下面就可以修改holder的operator=了 a eeor  
MM_:2 ^P)  
template < typename T > Rq%Kw > {&  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const vaGF(hfTA  
  { N@L{9ak1  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); e"52'zAV-  
} ~7U~   
w7o`B R  
同时也要修改assignment的operator() naW!b&:  
>W;NMcN~  
template < typename T2 > a5GLbanF  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } # )y/aA  
现在代码看起来就很一致了。 [ r8 ZAS  
 -X71JU  
六. 问题2:链式操作 )+hV+rM jp  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Yu>DgMW  
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。 {*AA]z? zo  
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。 7oW Mjw\  
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。 XIbZ_G^ +D  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct -^lc-$0  
@(~:JP?KNC  
template < typename T > dWPQp*f2  
struct result_1 `r-jWK\  
  { i*Ldec^  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 4G?^#+|^  
} ; KGHSEZi]  
Vh;zV Y  
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: /rnI"ze`  
qfyZda0d  
template < typename T > |7tD&9<  
struct   ref =I'3C']Z W  
  { o[T+/Ej&  
typedef T & reference; !6T"J!F#  
} ; R2gV(L(!!  
template < typename T > PmRvjSIG  
struct   ref < T &> J+J,W5t^  
  { #uw&u6*\q  
typedef T & reference; *L$2M?xkY  
} ; Zn'tNt/  
uI)twry]@  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: RI0^#S_{  
B-R#?Xn:!I  
template < typename T > sa(.Anmlj  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ~vFa\7sf  
  { ( %\7dxiK  
  return l(t) = r(t); $+!dP{   
} ba);f[>  
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。 2t-w0~O  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ^,acU\}VqP  
NEIkG>\7q  
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 >F7w]XH  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: >s f g`4  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 >H!Mx_fDL  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 )rD!4"8/A  
最后的布局是: x8PT+KC  
                Add r8J7zTD&  
              /   \ fI613ww]  
            Divide   5 hTr5Q33y>  
            /   \ 7{L4a\JzT  
          _1     3 T)rE#"_]{  
似乎一切都解决了?不。 L^3&  
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。 /i'078F  
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。 \=A A,Il  
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: 'J|)4OG:  
.B# .   
template < typename Right > (Q^sK\  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 0N.h:21(4  
Right & rt) const !hBpon  
  { jO-?t9^  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @h%V:c  
} 4VWk/HK-!  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 LH8jT  
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。 RZm%4_p4s  
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。 [@vz0!@s5  
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。 N Qk aW)  
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。 GiV %Hcx  
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? 6Dlm. ~G  
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: xzOa9w/  
=|S%Rzsk  
template < class Action > 3/kT'r  
class picker : public Action }}JMwT  
  { =?<WCR C*  
public :  `Vb  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ]:<! (  
  // all the operator overloaded h[ DNhR  
} ; T{k P9 4  
<v:VA!]  
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。 5ilGWkb`'X  
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: N+|NI?R?}  
GM%+yS}(P  
template < typename Right > n|w+08c"  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const jwDlz.sW!  
  { @ _Ey"k<  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); W$rWg>4>  
} nT6y6F _e  
,,'jyqD  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > H}^'  
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。 &S,D;uhF  
UN]gn>~j  
template < typename T >   struct picker_maker K,E/.Qe\C  
  { A`c%p7Z%  
typedef picker < constant_t < T >   > result; !eLj + 0  
} ; ti\ ${C3  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 1 em,/> "  
  { 9y7N}T6  
typedef picker < T > result; J D\tt-  
} ; tE7jTe  
m&UP@hUV-  
下面总的结构就有了: zM9#1^X  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 =)[m[@,c  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 =q4}(  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 HN5m%R&`  
至此链式操作完美实现。 I"07x'Ahq3  
^\\3bW9}H  
(#Y~z',I  
七. 问题3 Da=EAG-{7  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Mt[yY|Ec|  
QU"WpkO  
template < typename T1, typename T2 > -+#%]P8l  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 22`^Rsb,6L  
  { Gm=qn]c  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 9wgB J Jl7  
} <n2@;` D  
8+zW:0"[  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 3db{Tcn\@]  
w?Te%/s.  
template < typename T1, typename T2 > V]=22Cxi'~  
struct result_2 LW %AZkAx  
  { :QE5 7 .  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; {%V(Dd[B6  
} ; { i5?R,a)  
D BT4 W/  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? "g{q=[U}  
这个差事就留给了holder自己。 LK^|JEu  
    }u Y2-l  
C"{^wy{sL  
template < int Order > aAo|3KCs  
class holder; WJShN~ E  
template <> Y[ G_OoU  
class holder < 1 > ]K=#>rZrB  
  { +#}GmUwPG$  
public : eA/n.V$z  
template < typename T > $@g]?*L:  
  struct result_1 ~6[?=mOi'  
  { p@ <Q?  
  typedef T & result; &OMlW _FHR  
} ; V>@[\N[  
template < typename T1, typename T2 > U&!TA(Yr  
  struct result_2 YB#fAU  
  { =$>=EBH,cm  
  typedef T1 & result; `+7F H  
} ; kB7vc>@1  
template < typename T > !NXjax\r  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $%<{zWQm  
  { ?|nl93m  
  return (T & )r; 7#V7D6j1  
} MqyjTY::Xg  
template < typename T1, typename T2 > %pC<T*f  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,/;Ae w;  
  { 1'kO{Ge*p:  
  return (T1 & )r1; =C"[o\]VV  
}  q6 CrUn  
} ; 3uL f0D  
>p_W(u@ z$  
template <> Wn%P.`o#  
class holder < 2 > O[@!1SKT0  
  { 3]Z1kB  
public :  N5 ME_)  
template < typename T > 6FUW^dt  
  struct result_1 YEL0h0gn  
  { })g<I+]Hf9  
  typedef T & result; ]33!obM  
} ; TO wd+]B  
template < typename T1, typename T2 > &?<uR)tl  
  struct result_2 MK&,2>m,A  
  { u[>"_!T  
  typedef T2 & result; v88vr  
} ; 87 Z[0>  
template < typename T > #mxOwvJ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !Sc"V.o @!  
  { CSM"Kz`  
  return (T & )r; AIF ?>wgq  
} r`H}f#.KR  
template < typename T1, typename T2 > "<,lqIqA;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const N5Js.j>z  
  { _&gi4)q  
  return (T2 & )r2; z7K{ ,y  
} >O'\ jp}$l  
} ; _~kw^!p>Kr  
'Wlbh:=$  
bJ d| mm/v  
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> >。 =i/Df ?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: {)YbksrJ{  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: @rl5k(  
r- 8Awa  
return l(i, j) = r(i, j); Gh;\"Qx  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) l;?:}\sI=  
pUIN`ya[[  
  return ( int & )i; Q(|@&83].  
  return ( int & )j; A8{jEJ=)P  
最后执行i = j; ZmA}i`  
可见,参数被正确的选择了。 7?P'f3)fG  
dwOfEYC  
uD\R3cY  
crmQn ^4\  
W .a>K$  
八. 中期总结 byHc0ktI\  
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: i3-5~@M  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 M/ 3;-g  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 m+QS -woHn  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor #s)f3HU>  
o9kJ90{D=  
,K5K?C$k  
 H.5 6  
m=l>8  
uGU 2  
九. 简化 0.MB;gm:  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 <)qa{,GX\  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 K #3^GB3P  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: :1'  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 L+t / E`  
  +-*/&|^等 ]U?nYppV  
2. 返回引用。 }$ y.qqG  
  =,各种复合赋值等 G[64qhTC  
3. 返回固定类型。 pPReo)  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ~q>jXi  
4. 原样返回。 :;$MUOps  
  operator, E-A9lJWr  
5. 返回解引用的类型。 Gp9 <LB\,  
  operator*(单目) }m:paB"3  
6. 返回地址。 pb!2G/,.[  
  operator&(单目) :~-:  
7. 下表访问返回类型。 >a;a8EA<O  
  operator[]  f<o|5r  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Bm~^d7;Cw  
  operator<<和operator>> mnt&!X4<  
b(Y   
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。 GM|& ,}  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ?QP>rm  
YwVA].p@TI  
template < typename Left > Xo PJ?6 3  
struct value_return vo/x`F'ib  
  { Np\NStx2  
template < typename T > snbXAx1L  
  struct result_1 SSe;&Jk2d  
  { +y| B"}x  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; +17!v_4^  
} ; .Xlo-gHk  
|nMjv]#  
template < typename T1, typename T2 > 01(U)F\  
  struct result_2 [* xdILj  
  { 7F`\Gz_2  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; qlhc"}5x }  
} ; ys=2!P-[#  
} ; 175e:\Tw  
%1&X+s3  
G^'We6<  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait g;l K34{  
kNuvJ/St  
下面我们来剥离functor中的operator() f6r!3y  
首先operator里面的代码全是下面的形式: T;u;r@R/  
P@y)K!{Nk  
return l(t) op r(t) l;M,=ctB(  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) Zma;An6  
return op l(t) C(>!?-.  
return op l(t1, t2) [8u9q.IZ  
return l(t) op y&\4Wr9m  
return l(t1, t2) op 0f4 y"9m  
return l(t)[r(t)] oc?|"  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] %_ew{ff|  
W @"Rdc-  
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: +9/K|SB{ $  
单目: return f(l(t), r(t)); 8UB2 du@?  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'IU3Xu[-.  
双目: return f(l(t)); G}U <^]c  
return f(l(t1, t2)); B9(w^l$kZ|  
下面就是f的实现,以operator/为例 #( .G;e;w  
4m~y%> &  
struct meta_divide x(?Rm,  
  { E8C8kH]  
template < typename T1, typename T2 > (XK,g;RoEn  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) w,hm_aDq  
  { GwO`@-}E  
  return t1 / t2; .1(_7!m@  
} kTjn%Sn,  
} ; ;X}2S!7Ko  
1_7p`Gxt[/  
这个工作可以让宏来做: 2K4Xu9-i:b  
<v1H1'gv  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Boj R"  
template < typename T1, typename T2 > \ & n*ga$Q  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; SY95s  
以后可以直接用 "]3o93 3 D  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 7a[6@  
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 iKq_s5|sW  
(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。。。) (ot,CpI(I  
"%K'~"S#Q,  
H~*N:$C  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 F=5+JjrX  
)]n>.ZmLCB  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > g Cp`J(2v:  
class unary_op : public Rettype kNP-+o  
  { Vc0j)3  
    Left l; 1<:5b%^c  
public : &wQ<sVQ0$  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} IlF_g`  
X$<pt,}%  
template < typename T > U_jW5mgsG  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Mn5(Kw?o2J  
      { yR5XcPoKI  
      return FuncType::execute(l(t)); :TVo2Zm[@  
    } FOD'&Yb&  
e"1mdw"  
    template < typename T1, typename T2 > ^/%o I;O{  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wsdZwik  
      { sudh=_+>  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); &$ }6:  
    } !"FEp  
} ; H/t0#  
\[!{tbK`2  
>07i"a  
同样还可以申明一个binary_op !UT!PX)  
2V 8 "jc  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > e O~p"d-|  
class binary_op : public Rettype  Ju5Dd\  
  { EFiVwH  
    Left l; $Ptl&0MN%  
Right r; {pQ8/Af!  
public : /.s L[X-G  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} UV|{za$&/  
W +Piqf*  
template < typename T > 6r^ZMW  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o>*`wv  
      { ipG 0ie+  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); g3s5ra[  
    } ?i_2ueVR  
Vuy%7H  
    template < typename T1, typename T2 > t(<k4ji,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zM8 jjB  
      { k %{q q v  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 37n2#E  
    } AW;xlY= g  
} ; Sc3{Y+g  
 8\nka5  
:bo2H[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 3hkEjR  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 r}Vr_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) n[BYBg1yG  
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。 lB_4jc  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! nzO -\`40  
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。。。 Mg0ai6KD  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 f:nXE&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) UQhD8Z'I.  
下面是修改过的unary_op b4$g$()  
1A93ol=  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > /g0' +DP  
class unary_op <bn|ni|c"  
  { qi^kf  
Left l; ']Czn._  
  m[l&&(+J,  
public : ao7M(f  
vh|m[p  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} I 8 ?  
F" G+/c/L  
template < typename T > BGNZE{K4"  
  struct result_1 xn=mS!"1Zo  
  { >;G7ty[RX7  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; z$Z%us>io  
} ; LvGo$f/9  
@<OsTF L  
template < typename T1, typename T2 > -0'< 7FSQ  
  struct result_2 @6[aLF]F  
  { aR)UHxvX  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; M~X~2`fFH  
} ; l"&iSq!3=  
W`[7|8(6!  
template < typename T1, typename T2 > sj+ )   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H>\l E2  
  { }If,O  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $/u.F;  
} )+)qFGVz  
~urk Uz  
template < typename T > ;Srzka2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /^i_tLgb  
  { YY>&R'3[  
  return OpClass::execute(lt(t)); 17:7w  
} ?r$& O*;  
T_\hhP~  
} ; =%77~q-HL  
eHHU2^I,  
<e|B7<.  
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 AgDXpaq  
好啦,现在才真正完美了。 !~mPxGY  
现在在picker里面就可以这么添加了: (e 2.Ru  
#pD=TMefC  
template < typename Right > uYE"O UNWL  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const QVb{+`.7  
  { BL0xSNE**  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); !bW^G} <t  
} W9GjUswv!  
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。 3;//o<  
P=ubCS'  
j;_E0j#  
1"l48NLL|  
XU['lr&,W  
十. bind t,~feW,  
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。 r-hb]!t  
先来分析一下一段例子 nS!m1&DeD  
>)`*:_{  
KrTlzbw&p\  
int foo( int x, int y) { return x - y;} .%\R L/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 $-]9/Ct  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 u\K`TWb%  
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。 8P%Jky&(  
我们来写个简单的。 EBmkKiI;  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ?;rRR48T9E  
对于函数对象类的版本: 9:!V":8q  
>(gbUW  
template < typename Func > B .?@VF  
struct functor_trait 4E$6&,\  
  { ?R@u'4yK  
typedef typename Func::result_type result_type; V4*/t#L/  
} ; bM,%+9oz;  
对于无参数函数的版本: 8[)"+IFN  
9*a"^  
template < typename Ret > oC TSV  
struct functor_trait < Ret ( * )() > LD;! s  
  { 7U)w\A;~  
typedef Ret result_type; g s%[Cv  
} ; Mn*v&O:  
对于单参数函数的版本: :Q;mgHTNz  
hC!8-uBK5<  
template < typename Ret, typename V1 > m4c2WY6k  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > vf!lhV-UG+  
  { YQ-V^e6  
typedef Ret result_type; S2V+%Z _J  
} ; *Fd(  
对于双参数函数的版本: &7w*=f8I  
r#mH[|@W~  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > G'iE`4`2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > .UUT@ w?  
  { .A7ON1lc^C  
typedef Ret result_type; iT~ gt/K  
} ; k~iA'E0-  
等等。。。 jq[Q>"f  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy .|LY /q\A  
9'O@8KB_  
template < typename Func > RPTIDA))  
struct func_return E`q)vk   
  { fTI~wF8!  
template < typename T > kI^Pu  
  struct result_1 \lpvRZ\L&g  
  { 9!Bz)dJ 3  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; #@cEJV;5"  
} ; zE=^}K+  
h(FFG%H(  
template < typename T1, typename T2 > Z"9D1Uk  
  struct result_2 Oz5Ze/HBN  
  { i7O8f^|  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Mir( }E  
} ; <OGXKv@  
} ; XNkZ^3mq  
.#Lu/w' -M  
]L!:/k,=S  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 vn.j>;E'  
&bwI7cO  
template < typename Func, typename aPicker > eq4Yc*|9  
class binder_1 M^y5 Dep  
  { ugQySg>  
Func fn; GOY!()F  
aPicker pk; 4#D>]AX  
public : %xN91j["  
!?GW<Rh  
template < typename T > LE+#%>z>  
  struct result_1 7eyx cr;z  
  { l\&Tw[O  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; . L]!*  
} ; Vdb X4^V  
 B"Ttr+  
template < typename T1, typename T2 > m$^v/pLkM  
  struct result_2 ,z|g b]\  
  { ,Y27uey{wa  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; &BRi& &f  
} ; =R||c  
}b]z+4U a(  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} X8   
N'M+Z=!  
template < typename T > '8"$:y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const e`t-:~'  
  { zy@ nBi^  
  return fn(pk(t)); w4;1 ('  
} b^&nr[DC  
template < typename T1, typename T2 > 2~!+EH  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &&|c-mD+*  
  { T']G:jkb  
  return fn(pk(t1, t2)); I :o.%5)  
} ^}<h_T?<_-  
} ; l'#a2Pl  
)C#b83  
-<@QR8:  
一目了然不是么? k`r`ZA(kQ-  
最后实现bind =o,6iJ^?$m  
l#!6 tw+e?  
+Am\jsq  
template < typename Func, typename aPicker > KOVR=``"/  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) R}0!F 2  
  { 4w(#`'I>  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 8Rd*`]@[pk  
} (-hGb:  
PG'+vl  
2个以上参数的bind可以同理实现。 kTS #>uS  
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。 ~cW,B}  
hD>cxo  
十一. phoenix bLyaJ%pa\/  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ,(Nr_K  
s92SN F}g  
for_each(v.begin(), v.end(), 0tp3mYd  
( +jGSD@32>  
do_ bv4G!21]*;  
[ W3 2]#M=  
  cout << _1 <<   " , " >Ef{e6  
] .a]9rQQ&_  
.while_( -- _1), L [=JHW  
cout << var( " \n " ) I@o42%w2  
) Eh|v>Yew  
); "'*w_H0  
Ggp.%kS6F  
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: {K>}eO:K  
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 yDe#,|-p  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 *BAR`+;U  
那么我们就照着这个思路来实现吧: b&E9xD/;r  
NKE,}^C  
N9gbj%+  
template < typename Cond, typename Actor > y-^m  
class do_while ;TTH  
  { FR? \H"'x  
Cond cd; _jD\kg#LY  
Actor act; Zp <^|=D  
public : xjg(}w  
template < typename T > "P@oO,.  
  struct result_1 }\/ 3B_X6N  
  { KVZ-T1K  
  typedef int result_type; ?Y\hC0a60  
} ; -5sKJt]+i  
.%T.sQ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} pF}WMt  
zJX _EO  
template < typename T > db0]D\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ])H[>.?K  
  { XPsRa[08WK  
  do .|z8WF*  
    { j55;E E!  
  act(t); qC ku q  
  } acdF5ch@  
  while (cd(t)); ="__*J#nze  
  return   0 ; 6z ,nt  
} >Eqr/~Q  
} ; N Obw/9JO  
^%jk.*  
F%^)oQT+c  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). s8iB>-dk  
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。 fH*1.0f]6  
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。 9KGi%UIFvn  
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。 4g^Xe-  
下面就是产生这个functor的类: ]@9ZUtU,;N  
0mi$_Ld+  
o2e gNTG  
template < typename Actor > b_rHt s  
class do_while_actor v2;' F  
  { dxK3462  
Actor act; P1IL ]  
public : :DoE_  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} w-wap  
(~OP)F).  
template < typename Cond > n>\2_$uDI  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; O 6Mxp -  
} ; o#=@!m  
t) 4AQ  
vj hh4$k  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 <%GfF![v  
最后,是那个do_ >dYN@cB$}  
W~qVZ(G*U  
\zM3{{mV/  
class do_while_invoker ds;c\x  
  { /YHAU5N/}  
public : VL2+"<  
template < typename Actor > ^&Wa? m.  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const cyPJ( &;  
  { %E*Q0/  
  return do_while_actor < Actor > (act); o#9 Q   
} /;clxtus  
} do_; c 4Wl^E 8  
?{rpzrc!*  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? cbaa*qoU  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 $i]G'fj  
最后来说说怎么处理break和continue ;\(X;kQi  
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。 Td,s"p>Vq  
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