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
  • 3901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 Q ?^4\_  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 b)`pZiQP  
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, >Mw'eQ0(y  
n+rM"Gxz  
t!:)L+$3  
o0l7 4  
  class filler <aXoB*Y  
  { C `6S}f,  
public : Mb.4J2F?  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} H{%H^t>  
} ; T pD;  
*{|$FQnR>(  
oqYt/4^Q  
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: `7\H41%\pp  
A? r^V2+j  
X$^JAZ09  
6OtVaT=}<O  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); {E~Xd  
K"w%n[u)  
-?z\5 z  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ,rai%T/rL  
I0_Ecp  
N571s  
,56;4)cv  
二. 战前分析 u{Ak:0G7  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 l `R KqT+  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 /NU103F yt  
ke]Yfwk  
G?ig1PB"#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {m[Wyb(  
  /* --------------------------------------------- */ n}q$f|4!  
vector < int *> vp( 10 ); =) }nLS3t  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); V^sc1ak1Q  
/* --------------------------------------------- */ P,ydt  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); i/*,N&^  
/* --------------------------------------------- */ )i-gs4[(QN  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Mq'IkSt'  
  /* --------------------------------------------- */ vxVOcO9<  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 9go))&`PJL  
/* --------------------------------------------- */ oj@g2H5P  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); CmnHh~%  
F>-}*o  
m#n]Wgp'  
8wmQ4){  
看了之后,我们可以思考一些问题: b 4OnZ;FI  
1._1, _2是什么? ^{[[Z.&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。 ,hvc``j S8  
2._1 = 1是在做什么? |r !G,  
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。 f3#X0.':  
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。 hZU 1O  
kceyuD$3G  
]r959+\$  
三. 动工 8UM0vNk  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: n NQ-"t  
ShGp^xVj  
oY.\)eJ~>  
iRt*A6`m+  
template < typename T > vaB!R 0  
class assignment Y0RgJn  
  { ^Xs]C|=W  
T value; q.T:0|  
public : H,K`6HH  
assignment( const T & v) : value(v) {} ?1w"IjUS  
template < typename T2 > a g;dc  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } FN\GE\H  
} ; kOI !~Qk  
"dtlME{Bx  
fRNP#pi0u  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 o;J;k_[MX  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment y-a|Lu*  
E1(1E?}!  
^P$7A]!  
FYl3c   
  class holder B^q<2S;  
  { Z@M6!;y#  
public : \fi}Q\|C  
template < typename T > <5IQc[3]aP  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const (Ilsk{aB;A  
  { 0*yJ %  
  return assignment < T > (t); 1`l;xw1W  
} D#0O[F@l##  
} ; h<NRE0-  
<\aU"_D   
;?~ 9hN!  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: '[ 0YIn  
Pa&4)OD  
  static holder _1; u)~s4tP4  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 9rcI+q=E  
Y[G9Vok VX  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6fGK (r  
而不用手动写一个函数对象。 ]sL45k2W  
dG0VBE  
KB[QZ`"%!  
D=&K&6rr  
四. 问题分析 ?,XC =}  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 9@y3IiZ"}  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 6+PGwCS  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 (h,Ws-O  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 <L&eh&4c  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 F,pCR7o>  
; k}H(QI  
五. 问题1:一致性 88o:NJ}_  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| c<jB6|.=2  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 /gw Cwyo  
i@,]Z~]  
struct holder T4GW1NP  
  { N`1r;%5  
  // ( 3;`bvYH"  
  template < typename T > r/PKrw sC  
T &   operator ()( const T & r) const *rf$>8~$n  
  { aR)?a;}H  
  return (T & )r; UvBnf+,  
} Pfan7fq+  
} ; ny1 \4C  
fA^SD"xf  
这样的话assignment也必须相应改动: )`Ed_F}k  
p+<}Y DMb  
template < typename Left, typename Right > K\^&+7&zVg  
class assignment j04/[V)  
  { x+:zq<0|  
Left l; TSQh X~RN  
Right r; H.~bD[gA  
public : 3_zSp.E\l  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} D9o*8h2$  
template < typename T2 > qjLo&2)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } aQ|hi F}  
} ; 8*Zvr&B,G  
4bI*jEc\[  
同时,holder的operator=也需要改动: ~6d5zI4\  
3cThu43c  
template < typename T > [Vp\$;\nT  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Le&;g4%  
  { T2|:nC)@  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ML= z<u+  
} ^:z7E1 ~  
f3 &/r  
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。 |!Ists  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 A.U'Q|  
fU ={a2  
return l(rhs) = r; IG|\:Xz  
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。 sTOFw;v%  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: hdj%|~Fj  
%3G;r\|r]  
template < typename Tp > P) 1 EA;  
class constant_t HNMBXXf, B  
  { 6"%2,`Nu  
  const Tp t; \h#9oPy  
public : sHsg_6~  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %wW'!p-<  
template < typename T > >'Hx1;  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const j38 6gL  
  { yjpz_<7a=  
  return t; f_'"KF[%  
} -tyaE  
} ; r*Z_+a8  
? s4oDi|:  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 (8x gn  
下面就可以修改holder的operator=了 ]!aUT&  
@p]UvqtB@  
template < typename T > 8\_*1h40s  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^ItAW$T]F  
  { hr~.Lj5^W  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); +WL  D  
} $5L(gn[  
'tuBuYD\  
同时也要修改assignment的operator() la`"$f  
$W,zO|-  
template < typename T2 > -'ZxN'*%  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } j@t{@Ke  
现在代码看起来就很一致了。 |j# ^@R  
ccMd/  
六. 问题2:链式操作 :rmauKR  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 4(|yD;  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 0BDS_Rx  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 w4A#>;Qu*  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 rKIRNc#d  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 24X=5Aj  
XtzOFx/  
template < typename T > {u4i*udG`)  
struct result_1 `^%@b SE(  
  { Tk](eQsy.v  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; PUKVn+h  
} ; A:)sg!Lt  
]bu9-X&T&  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: JMePI%#8  
z Lw(@&  
template < typename T > 8!4[#y<  
struct   ref u\3ZIb  
  { pN+I]NgQ  
typedef T & reference; _yJ|`g]U3  
} ; -( Kh.h  
template < typename T > KBj@V6Q  
struct   ref < T &> y#e ?iE@  
  { }5hZo%w[n  
typedef T & reference; 6 >uQt:e  
} ; 453 }S  
GGM5m|4  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: X+*<B(E  
%ET # z!  
template < typename T > ?RJdn]`4j  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 07Y_^d  
  { X TM$a9)  
  return l(t) = r(t); s9 &)Fv-#V  
} 4 +I 3+a"  
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。 =h7[E./U1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ogp{rY  
xD^wTtT  
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 pJ6Jx(  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: L6x B`E9  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 c dDY]"k  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 K4Y'B o4  
最后的布局是: PY\W  
                Add T+(M8 qb  
              /   \ +K&?)?/=  
            Divide   5 yZ|+VXO  
            /   \ R` 44'y|  
          _1     3 ?(>k,[n  
似乎一切都解决了?不。 1wlVz#f.  
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。 ?61L|vr  
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。 <OIUyZS  
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: }1,'rm T  
l-cW;b~  
template < typename Right > !YY 6o V  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {dBB{.hX  
Right & rt) const ^8Z@^M&O"  
  { ]2PQ X4t 0  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); eX@ v7i,}  
} jQ)L pjS1  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 U Q)!|@&  
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。 R~$hWu}}  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 &M$Bt} <  
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。 L7<+LA)s0  
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。 e|JIrOnc  
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? _tA7=*@8  
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: %6N)G!P  
[0wP\{%  
template < class Action > dD o6fP2  
class picker : public Action i`R(7Z  
  { *|^,DGfQ6  
public : ;}UzJe ,S  
picker( const Action & act) : Action(act) {} L,WkJe3  
  // all the operator overloaded )O9fhj)  
} ; %pH)paRAP  
lS#7x h  
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。 X:U=MWc>  
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: tg3zXJ4k_  
[z^Od  
template < typename Right > !ZX&r{pJp  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const #s*k| j}  
  { }iMXXXBOT  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); El{r$-}  
} *q}FV2  
gt~9"I  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > LNaeB(z"  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 ;4l-M2  
^u3*hl}YKy  
template < typename T >   struct picker_maker 'frWu6]< 4  
  { q?(A!1(u  
typedef picker < constant_t < T >   > result; }M^_Z#|,  
} ; xUQdVrFU  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > '^e0Ud,  
  { hI*`>9l  
typedef picker < T > result; QjI#Cs}w  
} ; b/z'`?[  
_a fciyso  
下面总的结构就有了: y?"$(%3|  
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。 akMJ4EF/  
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。  ccRlql(  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 x!OWJ/O  
至此链式操作完美实现。 EG%I1F%  
mZ]P[lQ'5  
PL9<*.U"=  
七. 问题3 *3 !(*F@M,  
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。 dr.**fGYde  
(Z5q&#f  
template < typename T1, typename T2 > MST:.x ;  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const h|K\z{ A  
  { JIVo=5c}  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); +I*k0"gj6  
} h] <GTWj  
_cR6ik zW(  
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: NS h%t+XU]  
3T"2S[gT  
template < typename T1, typename T2 > VIb;96$Or  
struct result_2 92s4u3 L;  
  { BO[+E' 2  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; @8QFP3\1  
} ; R_t~UTfI;  
"tfn?n0  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 4tbw*H5!5  
这个差事就留给了holder自己。 [|y`y%  
    W&HF?w}s  
uPI v/&HA  
template < int Order > K/!/M%GB6  
class holder; lB=(8.  
template <> 0Wjd-rzc,  
class holder < 1 > XAw2X;F%  
  { lQ+Ru8I  
public : ,m2A p\l  
template < typename T > fKFnCng  
  struct result_1 su,`q  
  { , - QR  
  typedef T & result; q s v+.aW  
} ; @P*ylB}?Q  
template < typename T1, typename T2 > ~o:rM/!Ba  
  struct result_2 =s`XZkh  
  { ,?C|.5  
  typedef T1 & result; J>&[J!>r  
} ; CR%D\I$o  
template < typename T > c$@`P  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const d,zp `S  
  { Q1aHIc  
  return (T & )r; 976E3u"Vt  
} KX0<j  
template < typename T1, typename T2 > mk#>Dpy?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r3n=<l!Jr  
  { UAnB=L,.\  
  return (T1 & )r1;  fn4=  
} 5T~3$kuO  
} ; s;vWR^Ll  
98X!uh'  
template <> ?lu_}t]  
class holder < 2 > ,lrYl!,  
  { Tm (Q@  
public : 3"^a rK^N  
template < typename T > M' &J _g  
  struct result_1 ~sZqa+jB0  
  { `6 |i&w:b  
  typedef T & result; K#_~ !C4L  
} ; ]ev*m&O  
template < typename T1, typename T2 > 83mlZ1jQz  
  struct result_2 NYWG#4D  
  { kA?X^nj@  
  typedef T2 & result; Ll008.#  
} ; r~8D\_=s  
template < typename T > *rS9eej  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 6Hc H'nmeN  
  { H+S~ bzz  
  return (T & )r; l[tY,Y:4qO  
} Dm7Y#)%8  
template < typename T1, typename T2 > 5LDQ^n  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const pWWL{@J  
  { A ~qW.  
  return (T2 & )r2; ZC3tbhV  
} ~5lKL5w  
} ; aQ.Iq  
+P>Gy`D9  
hB|H9+  
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> >。 (%``EIc<8  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的:  !7 ei1  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ( rA\_FOJ  
^L>MZA ?  
return l(i, j) = r(i, j); #Tr;JAzVjG  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ygmv_YLjm  
\[Sm2/9v  
  return ( int & )i; l=oN X"l=  
  return ( int & )j; y #hga5  
最后执行i = j; i_j9/k  
可见,参数被正确的选择了。 )e4WAlg8c  
tebWj>+1c  
[W^6u7~  
"Y"t2l_n  
jF%)Bhn(  
八. 中期总结 +=|hMQ;  
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^y;5  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 &"U9X"8b  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 zWCW:dI  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor b*I&k":  
8m#}S\m  
3v8V*48B$  
}-REBrb-  
r;&]?9)W0  
-mev%lV  
九. 简化 c!'A)JD@  
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。 LK'S)Jk  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 {:};(oz)f  
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: 6%\7.h  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 _&k'j)rg  
  +-*/&|^等 %JP&ox|^&  
2. 返回引用。 K;@RUy~  
  =,各种复合赋值等 %v?jG(o  
3. 返回固定类型。 A }>|tm7|  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 9[epr+f  
4. 原样返回。 5 {T9*  
  operator, .u&&H_ UmE  
5. 返回解引用的类型。 otmIu`h  
  operator*(单目) hj^G} 4  
6. 返回地址。 wQo6!H "K  
  operator&(单目) ql#{=oGDnA  
7. 下表访问返回类型。 [?|l X$<  
  operator[] 8! |.H p  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 HMEs8.  
  operator<<和operator>> p6&LZ=tL3  
p0}+071o%  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 f"5lOzj`C  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: &y#\1K  
^]#Ptoz^(l  
template < typename Left > [OFTP#}c  
struct value_return )1ZJ  
  { W,9k0t  
template < typename T > &.cGj @1!J  
  struct result_1 )#b}qc#`  
  { mJ6t.%'d  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; PTuCN  
} ; N3XVT{ yo  
S7?f5ux   
template < typename T1, typename T2 > O+(. 29  
  struct result_2 fd!pM4"0  
  { ~.PPf/ Z8]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; !L0E03')k  
} ; ( )JYN5  
} ; !^Z[z[  
'mBLf&fB  
OEy:#9<'  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait sx)$=~o  
KRnB[$3F1  
下面我们来剥离functor中的operator() 2-"Lxe65f  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 3oppV_^JdT  
/ctaAQDUh\  
return l(t) op r(t) |?;"B:0  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ohQz%?r  
return op l(t) YO.`l~ v  
return op l(t1, t2) K%[}[.cW  
return l(t) op 1}n)J6m  
return l(t1, t2) op ??$i*  
return l(t)[r(t)] BRo R"#'  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] eLDL  "L  
a>)_ `m  
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: OUBgBr   
单目: return f(l(t), r(t)); WV,?Ge  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); }6uV]V{  
双目: return f(l(t)); E5Snl#Gl\0  
return f(l(t1, t2)); n3HCd- z  
下面就是f的实现,以operator/为例 *hk{q/*Qw  
k2_6<v Z  
struct meta_divide eu}:Wg2  
  { i h`y0(<  
template < typename T1, typename T2 > Pjj;.c 7_j  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) OVQxZ~uQ  
  { {jx#^n&5R  
  return t1 / t2; ;H m-,W  
} &geOFe}R  
} ; 5H'b4Cyi`  
(04j4teE  
这个工作可以让宏来做: Ru9pb~K  
6?<`wGs(  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ By"^ Z`EP4  
template < typename T1, typename T2 > \ }Yo15BN+  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W{$+mow7S  
以后可以直接用 '$kS]U  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) XqE55Jclp  
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 TeGLAt  
(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。。。) 6bRQL}[  
k<j)?_=`  
T|BY00Sz`  
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 jziA;6uL  
1v[#::Bs  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > VxPTh\O*[  
class unary_op : public Rettype Y00i{/a 8  
  { %b>y  
    Left l; -pU\"$nuxH  
public : psyH?&T  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 0+2Matk>.  
"u,~yxYWl  
template < typename T > 5EV8zf  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const <Hr@~<@~  
      { Be14$7r  
      return FuncType::execute(l(t)); L3G)?rPFC#  
    } gk_Xu  
zM8/ s96h  
    template < typename T1, typename T2 > ?^G$;X7B  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  a`h$lUb-  
      { _!CvtUU0Vv  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); qed!C  
    } K&Wv.}=V  
} ; [r/Seg"  
`aX}.{.!  
UQji7K }  
同样还可以申明一个binary_op zOu$H[  
i*cE  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v0jz)z<#  
class binary_op : public Rettype ]uj.uWD  
  { Tm~#wL +r  
    Left l; U*qK*"k  
Right r; !Pi? !  
public : 9V4V}[%  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} On96N|  
S}xDB  
template < typename T > (?&_6B.*  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u7y7  
      { o7 -h'b-  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); h}B# 'e  
    } 6 peM4X  
woH3?zR  
    template < typename T1, typename T2 > }Bod#|`  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $O]E$S${  
      { We+FP9d%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ;u-< {2P  
    } kAQ\t?`x  
} ; Vp-OGX[  
<2@<r t{  
<hF~L k ,  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 @9kk f{?  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 8Jy1=R*S  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \%4+mgiD  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 :#&U95EC0  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! T=p}By3a  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ?=@Q12R)X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 aab4c^Ms=  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) :PjUl  
下面是修改过的unary_op G'}_ZUy#  
OrH1fhh   
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > YDzF( ']o:  
class unary_op sp |y/r#  
  { [q+ 39  
Left l; m+gG &`&u  
  %Pvb>U(Xs  
public : !\k#{ 1[!  
y88}f&z#5  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} {ZIFj.2  
:c/=fWM%  
template < typename T > hjp?/i%TQ  
  struct result_1 y@8399;l  
  { 9q@YE_ji  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; (XIq?c1T  
} ; #]\G*>{  
zl8\jP  
template < typename T1, typename T2 > I(kIHjV|  
  struct result_2 ) ImIPSL  
  { q2U"k  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; R\Ynn^w  
} ; b+j_EA_b  
i$ZpoM  
template < typename T1, typename T2 > [t=+$pf(-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;51!a C  
  { .j<B5/+  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Hr,lA(  
} ZxeE6&#M^w  
y2% ^teX k  
template < typename T >  F-\8f(\  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const tlxjs]{0E  
  { kd4*Zab  
  return OpClass::execute(lt(t)); +n~rM'^4/  
} ,'{B+CHoS  
te4"+[ $|  
} ; x 3co?  
8JO\%DFJ  
|/Q."d  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug 6o23#JgN  
好啦,现在才真正完美了。 LYT<o FE-  
现在在picker里面就可以这么添加了: xcRrI|?eC  
Jz8#88cY  
template < typename Right > j\L$dPZ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const #w?%&,Kp  
  { z)y(31K<1  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ph'SS=!.  
} a|{<#<6n(  
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。 k.R/X  
ZZJ"Ny.2  
YZtA:>;p  
CpdY)SMSL  
x3F L/^S  
十. bind #K*q(ei,7h  
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。 ]x{H  
先来分析一下一段例子 _^s SI<&m  
^ J@i7FOb  
#"YWz)8  
int foo( int x, int y) { return x - y;} -ddatc|  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 x=|@AFI  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 {j4:. fD  
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。 $[;eb,  
我们来写个简单的。 \J g#X:d  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: L#MxB|fcr  
对于函数对象类的版本: n8D;6#P^  
|N.q[>^R  
template < typename Func > X?xm1|\  
struct functor_trait c@{^3V##T  
  { aZ3 #g  
typedef typename Func::result_type result_type; 1ucUnNkcV  
} ; _BaS\U%1(  
对于无参数函数的版本: n/Z =q?_  
0~5}F^8[L  
template < typename Ret > &I_!&m~  
struct functor_trait < Ret ( * )() > r<H^%##,w  
  { @!HMd{r  
typedef Ret result_type; w|*G`~l09  
} ; T<,tC"  
对于单参数函数的版本: z9c=e46O  
*"L:"i`*$  
template < typename Ret, typename V1 > FOyfk$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > BrmFwXLP"  
  {  xyCcd=  
typedef Ret result_type; l zkn B  
} ; 3nGK674;z  
对于双参数函数的版本: -mdPqVIJn:  
`erQp0fBM  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > .f<,H+m^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > !Bbwl-e`  
  { PEhLzZX+  
typedef Ret result_type; XYVeHP!  
} ; 62E(=l  
等等。。。 I9&<:`  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy _ L6>4  
a m%{M7":7  
template < typename Func > &,|uTIs  
struct func_return 9:5NX3"p  
  { UZ0O j5B.  
template < typename T > K`2DhJC  
  struct result_1 }eK*)  
  { \zDV|n~{w  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ZI]K+jza  
} ; pMrf i}esx  
4tKf  
template < typename T1, typename T2 > AMfu|%ZL  
  struct result_2 hzVO.Q*  
  { } /FM#Xh  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; r{;4(3E2  
} ; f}d@G/L  
} ; +6E<+-N  
o?8j *]  
.v8=zi:7Y  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 N=x,96CF  
}Ec"&  
template < typename Func, typename aPicker > lK@r?w|<M  
class binder_1 '*.};t~;"d  
  { : P2;9+v  
Func fn; ~qxc!k!w4  
aPicker pk; 2M`Ni&v  
public : ^ZBkt7  
m>:ig\  
template < typename T > .6(i5K  
  struct result_1 Onyq'  
  {  .l'QCW9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; `/iN%ZKum  
} ; RH'R6  
[a6lE"yr  
template < typename T1, typename T2 > 3F3?be  
  struct result_2 >0$5H]1u  
  { >H! 2Wflm  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w| # 79,&  
} ; 9 f+7vCA  
S)h1e%f, f  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =]Bm>67"  
=^}2 /vA  
template < typename T > \hX^Cn=6  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vsR&1hs  
  { {)xrg sB  
  return fn(pk(t)); }=)"uv  
} 93,ExgFt  
template < typename T1, typename T2 > ,+{ 43;a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N/p_6GYMa  
  { v<**GW]neD  
  return fn(pk(t1, t2)); O^ hV<+CX  
} ]e9kf$'  
} ; I}{eYXh  
0U~JSmj:2K  
]|(?i ,p  
一目了然不是么? RUO6Co-  
最后实现bind IS~oyFS  
^.7xu/T  
u[@*}|uXM  
template < typename Func, typename aPicker > %*hBrjbj  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) B dUyI_Ks:  
  { Yzz8:n  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); To95WG7G  
} 2Ev,dWV  
g'@+#NMw  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Pd?YS!+S  
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。 N11am  
Orgje@c{  
十一. phoenix ,.B8hr@H6-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: cQ%HwYn  
uNDkK o<M  
for_each(v.begin(), v.end(), Z )I4U  
( #B[>\D"*  
do_ ~<3yTl>  
[ |,crQ'N'  
  cout << _1 <<   " , " }W J`q`g  
] Urr1 K)  
.while_( -- _1), eX/$[SL[  
cout << var( " \n " ) M~4!gKs  
) ~f:fOrLE#  
); }M@pdE  
L K$hV"SYb  
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: 8h=XQf6k0  
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 }I0^nv1  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 > im4'-  
那么我们就照着这个思路来实现吧: j- -#vEW  
&-9D.'WzP  
>Ww F0W9?  
template < typename Cond, typename Actor > muLTYgaM  
class do_while VrG|/2  
  { !.A>)+AK  
Cond cd; 6 s/O\A  
Actor act; rXMv&]Ag  
public : m[XN,IE#u  
template < typename T > .0 K8h:I  
  struct result_1 0 N(2[s_A  
  { -$r fu  
  typedef int result_type; {_JLmyaerZ  
} ; 0J" 3RTt  
&W%TY:Da|  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _nt%&f  
!E8JpE|z#  
template < typename T > $}829<gh7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const g|oPRC$I'  
  { 2t'&7>Ys{  
  do :>;#/<3{  
    { J&?kezs  
  act(t); S;C3R5*:  
  } POf \l  
  while (cd(t)); 0qv)'[O  
  return   0 ; oT'XcMn  
} Jq->DzSmj/  
} ; w K+2;*bI  
uE2Y n`Ha  
ME(!xI//JZ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). fHiCuF  
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。 mTt 9 o9E  
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。 cjL!$OE6  
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。 Cn,dr4J[  
下面就是产生这个functor的类: F^ f]*MhT"  
(0S"ZT  
lZ|Ao0(  
template < typename Actor > sdY6_HtE  
class do_while_actor !dGgLU_  
  { 9D bp`%j  
Actor act; 6\`,blkX  
public : c:bB4ch}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} (?Yz#Yf  
LTF%b AQ,  
template < typename Cond > >/>a++19  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; hN.#ui5 $  
} ; aCanDMcBnq  
,/KHKLY7  
=F`h2A;a  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 gm8H)y,  
最后,是那个do_  _R ]1J0  
FR&RIFy  
REw3>/=  
class do_while_invoker >TE&myZ?*  
  { biJU r^n  
public : %ug`dZ/  
template < typename Actor > t :_7 O7  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const wNPZ[V:  
  { |(/"IS]  
  return do_while_actor < Actor > (act); F"q3p4-<>  
} 1)%o:Xy o  
} do_; 9}4L 8?2  
w-KtxG(  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? QM IQy  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 _CgD7d  
最后来说说怎么处理break和continue FvkKM+?F  
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。 XDn$=`2  
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