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
  • 4552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 Sy6Y3 ~7  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 t,]r%  
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, (%rO'X  
)V*Z|,#no  
<Qe30_<K  
;sE;l7  
  class filler I0h/x5  
  { 8`EzvEm  
public : c`yLn %Of%  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} T$U,rOB"  
} ; :EJ+#  
x=pq-&9>B  
N?eWf +C  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: ycg5S rg  
+/'3=!oyd  
<Td4 o&JR  
FX`SaY>D  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Cu3^de@h  
Bd*:y qi  
Cb~_{$A  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 '#mv-/<t*  
paF$ o6\  
v) mO"\  
O~N0JK_>  
二. 战前分析 hg_@Ui@[z  
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。 sPuNwVX>}I  
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 "a %5on  
Oz<{B]pEul  
'!>LF1W=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); }SIUsh'  
  /* --------------------------------------------- */ I&^ B?"Y  
vector < int *> vp( 10 );  3=@94i  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); *^e06xc:  
/* --------------------------------------------- */ } QVREj  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); th]1> .  
/* --------------------------------------------- */ Z+! ._uA  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ;WxE0Q:!~  
  /* --------------------------------------------- */ OBp<A+a  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ^}vLZA  
/* --------------------------------------------- */ @}k5rcQ*/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); b2]1Dfw  
OPH f9T3H  
>|Ps23J#  
;/T=ctIs  
看了之后,我们可以思考一些问题: O}5mDx  
1._1, _2是什么? ;LSdY}*%0  
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。 `IL''eJug_  
2._1 = 1是在做什么? _P9T h#UAg  
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。 Nr 5h%<` I  
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。 *F7ksLH|q  
=g)|g+[H  
O]&DDzo  
三. 动工 !jZXh1g%  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: J;"66ue(d  
+72[*_ <  
}Fy~DsQ  
e lj]e  
template < typename T > &+]x  
class assignment C 8 [W  
  { gYb}<[O!  
T value; it?l! ~  
public : (prqo1e@  
assignment( const T & v) : value(v) {} 5>{  
template < typename T2 > X@`kuWIUw  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } rZ}y'A   
} ; -UD^O*U  
8JYF0r7  
Wl!|+-  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 3!]S8Y*LQP  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Z1u:OI@(  
Y*oT (  
w#ha ^4  
<*O~?=6p  
  class holder cO}`PD$i  
  { rO#WG}E<"  
public : ^B)iBf Z  
template < typename T > 9em?2'ysa  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =/_tQR~  
  { M A9Oi(L)K  
  return assignment < T > (t); ey4RKk,  
} M3>c?,O)J  
} ; wLX:~]<xl  
aB@D-Y"HO  
dw6U}  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: f]N.$,:$  
8#?jYhT7  
  static holder _1; + Xc s<+b  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 u7L!&/6On  
HP`dfo~j  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); fC1PPgQ\  
而不用手动写一个函数对象。 i6)7)^nG  
iv3=J   
}r%Si  
8Jnl!4  
四. 问题分析 |ATz<"q>  
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。 AHg:`Wjv-  
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。 >b6!*Lrhs  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 a!OS2Tz:  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 q#}#A@Rg  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 (+M]C]  
oRJ!J-Z]  
五. 问题1:一致性 8 K7.; t1  
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?| f=$w,^)M  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 D/& 8[Z/Cn  
Zq,[se'nh"  
struct holder 6R.%I{x'  
  { |Z ), OW  
  // (4;m*' X  
  template < typename T > V5]}b[X  
T &   operator ()( const T & r) const rGNYu\\  
  { O/Q7{5n  
  return (T & )r; \w;d4r8x  
} 6a_MA*XK  
} ; x%J4A+kU  
MM+x}g.?  
这样的话assignment也必须相应改动: Mp%.o}j   
Nft~UggK  
template < typename Left, typename Right > SVJL|S 3k  
class assignment {Kbb4%P+h  
  { EISgc {s  
Left l; j@7%%   
Right r; Z$a5vu*pg  
public : RB,`I#z1f  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 8Uv2p{ <#  
template < typename T2 > m'j]T/WF  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } >g{ w,  
} ; ,b b/ $   
n8FmIoZ&`  
同时,holder的operator=也需要改动: <`PW4zSI  
#![9QUvcf  
template < typename T > ZmXO3,sf)  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const  xJ&E2Bf  
  { )U2cS\k'7n  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); <6!;mb ;cX  
} Q+ i  
7I#<w[l>k  
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。 6 h?v/\  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 80'!XKSP  
> TKl`O  
return l(rhs) = r; bXiOf#:''  
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(gEyK  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: iNlY\67sW  
? "+g6II  
template < typename Tp > E"/r*C+T  
class constant_t GR%h3HO2&  
  { N I*x):bx  
  const Tp t; #;+ABV  
public : Q>%{Dn\?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} :j<ij]rsI  
template < typename T > (#)-IdXXO<  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const m9Pzy^g1  
  { !gyEw1Re7  
  return t; i&di}x  
} 3g{T+c*  
} ; Xc}~_.]  
jYxmU8  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ]di^H>,xU  
下面就可以修改holder的operator=了 -(;<Q_'s{"  
[_X.Equ  
template < typename T > N!Q~?/!d  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const QnZ7e#@UP  
  { Z'<I Is:J  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 32S5Ai@Cd"  
} GV"X) tGo  
5*#3v:l/9  
同时也要修改assignment的operator() &OXWD]5$6  
h!!7LPxt  
template < typename T2 > 4k]DktY}.  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } !iHJ!  
现在代码看起来就很一致了。 {[[j.)  
aGx[?}=  
六. 问题2:链式操作 2@jlF!zC  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ssUm1F\  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 b]oPx8*'  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 M~O$ ,dof  
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。 P. >5`^  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct a{y"vVQOF  
x9qoS)@CM  
template < typename T > x3C^S~  
struct result_1 Mv1V Vk  
  { WWtksi,  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; rP<S =eb  
} ; 7.!`c-8 u  
|WUm;o4E`U  
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: [CAV"u)0  
lD]/Kx  
template < typename T > =JM !`[  
struct   ref \1H~u,a  
  { yu9 8d1  
typedef T & reference; a(|,KWHn  
} ; +}Q@{@5w  
template < typename T > k4!z;Yq  
struct   ref < T &> 7eP3pg#  
  { ?]Wg{\NC6  
typedef T & reference; c)Ep<W<r1  
} ; x/]]~@:  
Xt%>XP  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: {T(z@0Xu  
j%TcW!D-_  
template < typename T > 863PVce",}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const jC3)^E@:"  
  { &LM ^,xx}  
  return l(t) = r(t); <7X6ULQ  
} dZi ?Z  
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。 IHaNg K2  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 k,M %"FLQ  
t^KoqJ  
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 0!(BbQnWI  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: qFwJ%(IQ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 E2xcd#ZD  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  `xm4?6  
最后的布局是: D@ R>gqb  
                Add )<8f3;qd  
              /   \ *j/[5J0'M  
            Divide   5 D$$,T.'u  
            /   \ ^N2N>^'&1.  
          _1     3 yw{;Qm2\7  
似乎一切都解决了?不。 |8<P%:*N  
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。 C?47v4n-'  
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。 xZpGSlA  
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: l;'#!hC)  
A\S1{JrR  
template < typename Right > Eg;xj@S<2  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ;+W9EbY2  
Right & rt) const S`v+rQjW  
  { oyt#CHX  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 'D1Sm&M2%e  
} \Tii S  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Dw-i!dq  
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。 WUesTA>  
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。 f:6%DT~a&C  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 TP-<Lhy  
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。 `E4OgO  
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? ujMics(  
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: .)Af&+KT  
"2FI3M =  
template < class Action > 7\e96+j|f  
class picker : public Action IQ3]fLb  
  { RxZ#`$F  
public : 1E'/!|  
picker( const Action & act) : Action(act) {} hr)CxsPoRQ  
  // all the operator overloaded &GetRDr  
} ; .o!z:[IPY  
k=o>DaEh(  
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。 <F7g;s'q9  
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: ?*ni5\y5o  
.xIu  
template < typename Right > u^{6U(%  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const C"=^ (HU  
  { Uq8=R)1<|d  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); >*"6zR2 o  
} m=7Z8@sX},  
>tFv&1iR  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > "BAH=ul5E  
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。 NX5A{  
/e0cx:.w  
template < typename T >   struct picker_maker /j0zb&  
  { )f6:{ma  
typedef picker < constant_t < T >   > result; V&>\U?q:  
} ; ,@b7N[h  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 8!c#XMHV  
  { },=0]tvZG#  
typedef picker < T > result; <\If:  
} ; =b* Is,R/  
/K WR08ftp  
下面总的结构就有了: +z2+z  
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。 +-B`Fya  
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。 clwJ+kku@  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 / W,K% s]  
至此链式操作完美实现。 ZSu0e%  
N%,!&\L  
$j\UD8Hj'-  
七. 问题3 }uTe(Rf  
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。 g+-=/Ge  
-a}d @&  
template < typename T1, typename T2 > N2~q\BqA  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const us^2Oplq<  
  { N{(Q,+ ~  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 0H6^2T<  
} /<Doe SDJ|  
nv9kl Q@  
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: =eXJZPR  
"1U:qr2-H  
template < typename T1, typename T2 > Z !qHL$  
struct result_2 u{o!j7  
  { &$vW  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; UBUZ}ZIbN  
} ; e(^\0=u<  
a09]5>*  
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? 3xJ_%AD\'  
这个差事就留给了holder自己。 {iv!A=jld  
    Use`E  
zLs[vg.(  
template < int Order > U*Hw t\  
class holder; za ix_mR  
template <> QX*HvT  
class holder < 1 > @CSTp6{y  
  { nr#DE?  
public : 88dq8T4  
template < typename T > r2EIhaGF;  
  struct result_1 Q &Rj)1!  
  { I\6u(;@  
  typedef T & result; =Of!1TR(  
} ; m,e @bJ-  
template < typename T1, typename T2 > *{]9e\DF  
  struct result_2 qp-/S^%  
  { u3 mTsq!  
  typedef T1 & result; 4s<*rKm~  
} ; acWm+  
template < typename T > W9{>.E?  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const \ORNOX:  
  { P5+FZzQ  
  return (T & )r; > Xq:?}-m2  
} ! K~PH  
template < typename T1, typename T2 > =OIx G}*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const !b"#`O%`  
  { Hnwir!=7  
  return (T1 & )r1; "WTnC0<  
} a G^kL  
} ; ^ ~HV`s  
R{~Yh.)~  
template <> 5$Yt@8;  
class holder < 2 > =GpO }t">  
  { $cri"G  
public : Mg.xGST  
template < typename T > uj$b/I>.'  
  struct result_1 !2WRxM  
  { r"OVu~ND  
  typedef T & result; 3F ;+ D  
} ; mnM#NT5]  
template < typename T1, typename T2 > B Mh 949;  
  struct result_2 v\#69J5.>)  
  { M3j_sd'N  
  typedef T2 & result; 9l?#ZuGXp  
} ; vLW&/YJ6  
template < typename T > B*A{@)_  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const i,BE]w  
  { l6.z-Qw  
  return (T & )r; C6=7zYhR  
} w%Tcx^:  
template < typename T1, typename T2 > PNLtpixZ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const qG=9zp4y?Y  
  { ZYoWz(  
  return (T2 & )r2; >ZKE  
} yZbO{PMr  
} ; *p{wC r  
-.: [a3c?  
}tT"vCu  
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> >。 3k;*xjv6@  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: /GNLZm^  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: b>AFhj:  
Mt)`hR+2  
return l(i, j) = r(i, j); T_O\L[]p*  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) .,[zI@9  
A,rgN;5fb  
  return ( int & )i; r*<)QP^B~  
  return ( int & )j; }wrZP}zM>  
最后执行i = j; Y9ueE+6  
可见,参数被正确的选择了。 A {lzQO  
G<,@|6"w  
MK 7S*N1  
L)JpMf0  
Er?Wg09  
八. 中期总结 |*"uj  
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: 1 ry:Z2  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 3!&lio+<  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 E^_P  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor #q40  >)]  
PhF3' ">  
EZ*FGt6(  
l@nkR&4[  
?as)vYP  
ET1/oG<@  
九. 简化 Se qnO.\  
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。 h=um t<&D  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 oX@nWQBc_  
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: .Y[sQO~%  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 !EuU @ +  
  +-*/&|^等 D`PnY&ffT  
2. 返回引用。 :)X?ML?  
  =,各种复合赋值等 d9h"Q  
3. 返回固定类型。 aPaGnP:^  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 'h_PJ%  
4. 原样返回。 4(Gs$QkSo|  
  operator, X64OX9:YF  
5. 返回解引用的类型。 "*|plB  
  operator*(单目) sF^3KJ|  
6. 返回地址。 fw,ruROqD  
  operator&(单目) _In[Z?P}  
7. 下表访问返回类型。 *IUw$|Z6z)  
  operator[] +lmMBjDa  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 lg1yj}br  
  operator<<和operator>> m{Jo'*%8f  
0{g@j{Lbz  
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。 EU.vw0}u8  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: tJo,^fdfv  
EL $"MT}p  
template < typename Left > -~ytk=  
struct value_return "I?sz)pxG  
  { z.n`0`^  
template < typename T > bs$x%CR  
  struct result_1 rMAH YH9  
  { /-JBz U$  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @=q,,t$r  
} ; YJ_`[LnL  
fBS`b[ x  
template < typename T1, typename T2 > Vc|r(lM  
  struct result_2 d)`XG cx{=  
  {  ZeD;  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; vAi NOpz#  
} ; "f\2/4EIl  
} ; -=,%9r  
D"_~Njf  
;mH1J'.(a  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait c(Zar&z,E  
l^4[;%*f#l  
下面我们来剥离functor中的operator() uP/PVoKQ  
首先operator里面的代码全是下面的形式: HVaWv].  
cY?< W/  
return l(t) op r(t) 2f(5C*~  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) MVHj?  
return op l(t) -G&>b D  
return op l(t1, t2) !PUbaF-.6  
return l(t) op 9'F-D  
return l(t1, t2) op T5_z^ 7d  
return l(t)[r(t)] rhY>aj  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] GgkljF@{}  
f2Frb  
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: qCK)FOU  
单目: return f(l(t), r(t)); >ijFQ667>j  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Wh[+cH"M  
双目: return f(l(t)); 2zR*`9$  
return f(l(t1, t2)); Rro|P_  
下面就是f的实现,以operator/为例 <y5V],-U  
RP'`\| |*  
struct meta_divide 9i@AOU  
  { 7 y}b (q=  
template < typename T1, typename T2 > O-B~~$g  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) '8>h4s4  
  { rZ<0ks  
  return t1 / t2; 7?j$Lwt  
} 6W$ #`N>  
} ; {V%ZOdg9  
Ge$cV}  
这个工作可以让宏来做: jQ.]m   
Frn#?n)S9  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ QxvxeK!Y  
template < typename T1, typename T2 > \ 1) V,>)Ak  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; \V`O-wcJ]S  
以后可以直接用 ~(Gv/x  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) K v"e\ E  
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 ?cdSZ'49[  
(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。。。) {LTb-CB  
Us.yKAHPV  
2#&9qGR  
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 xG0IA 7  
`*PVFm>  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > p%Ae"#_X%  
class unary_op : public Rettype 9oS\{[x.  
  { vgOmcf%;  
    Left l; @eMDRbgq;[  
public : (u85$_C  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _v4TyJ  
E>TD`  
template < typename T > 8 W8ahG}  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ` _()R`=  
      { D2|-\vJ>  
      return FuncType::execute(l(t)); f2[z)j7  
    } N%6jZmKip  
@I}:HiF  
    template < typename T1, typename T2 > T3Kq1 Rh  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vrn I Eur  
      { Q6Q>b4 .3  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); _6THyj$f  
    } qhVDC  
} ; T :CsYj1  
/MTS>[E  
u(02{V  
同样还可以申明一个binary_op hbR;zV|US  
l W'6rat  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > xuO5|{h  
class binary_op : public Rettype -Qo`UL.}  
  { 0 sVCTJ@  
    Left l; \l_RyMi  
Right r; jD0^,aiG  
public : eB/3MUz1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R|{AIa{}  
>!E:$;i@  
template < typename T > *gHOH!K,S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const T*\'G6e  
      { kJy<vb~   
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); *La*j3|:  
    } 1W8[ RET  
N:0/8jmmO  
    template < typename T1, typename T2 > *Au4q<   
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cg7NtY  
      { )gvX eJ  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ckP&N:tC  
    } T{]Tb=  
} ; `>rdn*B  
!OPK?7   
#93;V'b]  
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 k<"ZNQm$.  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @`k!7? Sq  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) f|?i6.N> f  
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。 #g4X`AHB  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! %&Z!-k(  
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。。。 %,a.431gi  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 {4CkF \  
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) 6aCAz2 /  
下面是修改过的unary_op XIJ>\ RF  
7R<<}dA]  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 7\JRHw  
class unary_op H h$D:ZO  
  { Mh>^~;  
Left l; :b^tu 8E  
  oQ8W0`bZa  
public : ..'^1IOA  
n0@e%=H)I  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} nE Qw6q~je  
}_3<Q\j  
template < typename T > GpN tvo~  
  struct result_1 %l,p />r  
  { oO$a4|&,  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; u` `FD  
} ; *<x EM-  
uV52ko,  
template < typename T1, typename T2 > zvdtP'&uj  
  struct result_2 ~k+-))pf  
  { V\PGk<VO  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 0#G&8*FMN  
} ; mxq'A  
$?(fiFC  
template < typename T1, typename T2 > 4punJg~1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r?\hZ*|M  
  { K) sO  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Goz9"yazg  
} {#zJx(2yG  
v#(wc +[  
template < typename T > jv5p_v4%O  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const IM}#k$vM:  
  { .AWRe1?  
  return OpClass::execute(lt(t)); -_%n\#  
} %S]5wR6;_  
BB|w-W=Kd  
} ; n$ axqvG  
@;G}bYq^(I  
y_Bmd   
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 "So+  
好啦,现在才真正完美了。 1$q SbQ  
现在在picker里面就可以这么添加了: o D*h@yL  
Zc{at}{  
template < typename Right > SE;Jl[PgcL  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const RnIL>Akp  
  { H--(zxK  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); S$=])^dur  
} }Rt?p8p  
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。 i?A4uyYwS  
m.&z:`x[  
wx>BNlT@?  
ES(b#BlrP/  
b=wc-n A  
十. bind [_^K}\/+  
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。 a^@6hC>sr  
先来分析一下一段例子 4Bd[r7  
:,fs' !  
{3i.U028]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ';^VdR]fk  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 }~:`9PV)Z%  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 [as\>@o  
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。 (ye1t96  
我们来写个简单的。 !.?2zp~  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Ww{bh -nyq  
对于函数对象类的版本: p[!&D}&6h  
[GyW1-p33w  
template < typename Func > %u, H2 *  
struct functor_trait U,gg@!1GJo  
  { z|Q)^  
typedef typename Func::result_type result_type; rFh!&_  
} ; $>hPB[[  
对于无参数函数的版本: [1F.   
9f\Lon4lX  
template < typename Ret > [d`J2^z}  
struct functor_trait < Ret ( * )() > bg'Qq|<U  
  { 2`9e20  
typedef Ret result_type; %?Yf!)owh  
} ; ,,sKPj[  
对于单参数函数的版本: 6U Q~Fv`]  
4QARrG%  
template < typename Ret, typename V1 > e4fh<0gX  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 2-s ,PQno^  
  { 6 6(|3DX  
typedef Ret result_type; i+ ]3J/J  
} ; *39Y1+=)$$  
对于双参数函数的版本: )"/.2S;  
i%_W{;e  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > }^ +E S^~  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > j^;f {0f  
  { w[YiH $  
typedef Ret result_type; ~2PD%+e7]  
} ; `|)V]<  
等等。。。 B5{ wSr  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy  Sg  
4 3V {q  
template < typename Func > |J-Osi  
struct func_return F$.h+v   
  { NX%"_W/W  
template < typename T > \5M1;  
  struct result_1 q4=Gj`\43  
  { .;}vp*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; f@yInIzRJ  
} ; hGh91c;4  
iga.B  
template < typename T1, typename T2 > G%ytp=N  
  struct result_2 opsjei@  
  { znnnqR0us  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; lt08 E2p9  
} ; o-i9 :AHs  
} ; +lC?Vpi^  
3MX&%_wUhB  
'^B[Krs'Z`  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;$,b w5  
xnP@ h  
template < typename Func, typename aPicker > Fi)(~ji:  
class binder_1 ,/2&HZd  
  { 7md,!|m  
Func fn; Xna58KF/  
aPicker pk; #mKF)W  
public : N_wj,yF*  
=$mPReA3v  
template < typename T > $Mg[e*ct  
  struct result_1 UahsX  
  { GHNw.<`l?  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6}l[%8  
} ; r)S:-wP  
)DB\du   
template < typename T1, typename T2 > H#Hhi<2  
  struct result_2 `6y=ky.,  
  { OEw#;l4 C  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I'`90{I  
} ; 2nf<RE>  
36e  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 3_bqDhVI5  
{x{~%)-  
template < typename T > p<[MU4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ]f{3_M[  
  { n g%~mt  
  return fn(pk(t)); n&l(aRoyx  
} qCkC 2Fy(  
template < typename T1, typename T2 > k?Kt*T  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )x+P9|  
  { .(RZ&*4  
  return fn(pk(t1, t2)); \5|MW)x  
} /:tzSKq}  
} ; Al1_\vx7  
x(n|zp ("  
3n,jrX75u  
一目了然不是么? ayI<-s-  
最后实现bind A+|bJ>q  
J}NMF#w/;  
\o*w#e[M  
template < typename Func, typename aPicker > G2<$to~{  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) -Ew>3Q  
  { Q6)?#7<jy  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); -Uan.#~S  
} ~&?57Sw*m  
z3Yi$*q <  
2个以上参数的bind可以同理实现。 +BeA4d8b  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 f&j\gYWq  
)DmydyQ'  
十一. phoenix -4[eZ>$A|  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #SKC>M Gz  
ClY`2  
for_each(v.begin(), v.end(), n }b{u@$  
( NE.h/+4  
do_ #.rkvoB0N  
[ |sI@m@  
  cout << _1 <<   " , " {yv_Ni*6!  
]  )ut$644R  
.while_( -- _1), 0cSm^a  
cout << var( " \n " ) Qo :vAv  
) X!:J1'FE  
); t{>#)5Pqv  
B `.aQ  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: tA^+RO4  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor gzlxkv-F{  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 1d~d1Rd  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 8nn g^  
-<g[P_#  
+.&P$`;TZj  
template < typename Cond, typename Actor > ? V1ik[  
class do_while yUWc8]9\W  
  { "f8,9@  
Cond cd; 1$1>cuu  
Actor act; :1Nc6G  
public : 4evNZ Q  
template < typename T > Ux1j+}y  
  struct result_1 w>8HS+  
  { sVr|kvn2  
  typedef int result_type; ^mjU3q{;  
} ; =xDxX#3  
g0"xG}d  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} p6NPWaBR  
[<5/s$,i  
template < typename T > y{&%]Fq <5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const h<)ceD<,  
  { V,rR*a&p  
  do Op8Gj  `  
    {  Uj\t04  
  act(t); }cI-]|)|2  
  } mhv6.W@  
  while (cd(t)); H>D sAHS  
  return   0 ; jygUf|  
} M"W#_wY;  
} ; n-SO201[*  
4W|cIcU W  
 H{yBD xw  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). iDX<`)  
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。 Ip`1Wv_  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 *Gv:N6  
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。 c~/poFj  
下面就是产生这个functor的类: )X," NJG  
@{{L1[~:0  
v(R^LqE  
template < typename Actor > Xs|d#WbX  
class do_while_actor 'hPW#*#W<  
  { lK/4"&  
Actor act; 'v^shGI%Ht  
public : *~4<CP+"0  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} =SuJ*  
`n-/~7  
template < typename Cond > k"%JyO8Y  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; uH? 4d!G  
} ; w2V:x[  
f3n^Sw&Q(Q  
_-H,S)kI`  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 0}`.Z03fy  
最后,是那个do_ (w2lVL&   
<+r~?X_  
W`u @{Vb]  
class do_while_invoker )g?jHm-p\  
  { 2Mq@5n  
public : =O"l/\c^  
template < typename Actor > @:B}QxC  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const qhG2j;  
  { l&e{GHz  
  return do_while_actor < Actor > (act); nv+miyvvm  
} ]8OmYU%6V  
} do_; 55TFBDc  
LttA8hf5q?  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 6Y6t.j0vN.  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 k:iy()n[  
最后来说说怎么处理break和continue >dgq2ok!u  
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。 9bRUN<  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五