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
  • 6162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 fIWOo >)D  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 rzsAnLxo  
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, kzcl   
`2.[8%6  
Y`.FSs  
G AI( =  
  class filler lpi^<LQ@l  
  { g 67;O(3  
public : sT ]JDC6  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} INt]OPD  
} ; gn4+$f~w  
bVO{,P2 o  
C3>&O?7J*7  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: #6* j+SX^  
_!2bZ:emG  
]6#bp,  
EVYICR5g  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); jJc:%h$|2  
R+}7]tva6C  
S+9}W/  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 dX^ ^ @7  
p(vmMWR!  
qD!qSM  
_3YZz$07  
二. 战前分析 &&SA/;F  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 fXD9w1  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 5\S s`#g  
tr?U/YG  
x6N)T4J(  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); meJ%mY  
  /* --------------------------------------------- */ lW6$v* s9  
vector < int *> vp( 10 ); xNAX)v3Z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ?5VPV9EX  
/* --------------------------------------------- */ g  Z!q  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Tew?e&eO  
/* --------------------------------------------- */ FqwH:Fcr:  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ;8Qx~:c  
  /* --------------------------------------------- */ }aSTo"~m#  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 2J;_9 g&M  
/* --------------------------------------------- */ q# C;iK4  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Bl$Hg,in-  
[[FDt[ l4  
hlKM4JT\  
L*(Sh2=_  
看了之后,我们可以思考一些问题: 6>Dm cG:.  
1._1, _2是什么? X iW~? *Z  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。  2-$O$&s.  
2._1 = 1是在做什么? ){}1u ?  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 yor6h@F1  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 i(O+XQ}Fyx  
4(nwi[1Y  
\0fS;Q^{j  
三. 动工 +Hd'*'c  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 0]k-0#JM  
Gov]^?^D-  
.QVN&UyZ  
W @ ?*~  
template < typename T > eHE?#r16Z  
class assignment hEhvA6f,  
  { Bcl6n@{2f  
T value; *N65B#  
public : EBMZ7b-7  
assignment( const T & v) : value(v) {} bDtb"V8e  
template < typename T2 > ;Z6ngS  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 2%_UOEayU  
} ; [cso$Tv  
$97EeE:{M  
e| Sw+fhy<  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 It#T\fU  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment nnZM{< !hF  
4Ai#$SHLm  
wl5+VC*l0  
0zc~!r~  
  class holder |C`.m |  
  { wOV}<.W  
public : L %20tm  
template < typename T > HDQH7Bs  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const vYNu=vnM  
  { dV7~C@k6k8  
  return assignment < T > (t); uRnSwJ"hE  
} \O=t5yS  
} ; (5h+b_eB  
? t_$C,A+  
^kh@AgG^  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: M/evZ?uis  
`nv82v  
  static holder _1; QHPC?a6CD  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Dssecc'  
^GC 8^f  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); i1 ^#TC$x  
而不用手动写一个函数对象。 cr>"LAi  
Om5+j:YM  
{GhM,-%e  
\(;X3h  
四. 问题分析 js F96X{  
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。 0oPcZ""X]  
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。 HwxME%w  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 )^]1j$N=3  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 0u=FlQ }h  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 j6#RV@ p`  
M?.[Rr-uw  
五. 问题1:一致性 ByivV2qd{  
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?| {wCzm  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 @ $2xiE.[  
aqoxj[V^3L  
struct holder w<jlE8u  
  { xa?   
  // &k@r23V7r  
  template < typename T > +&qj`hA-b  
T &   operator ()( const T & r) const 2 `nOYK  
  { *Ry{}|_8  
  return (T & )r; MB!$s_~o#L  
} $94l('B6H  
} ; u 4$$0 `  
}1? 2  
这样的话assignment也必须相应改动: "FH03 9  
tY0C& u2  
template < typename Left, typename Right > <Kt;uu>  
class assignment a6epew!2  
  { B^lm'/,@  
Left l; C?fa-i0l^  
Right r; 65AG# O5R  
public : L0EF CQ7  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} G;yh$n<"  
template < typename T2 > m\;@~o'k  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 2Pic4Z  
} ; /><+[\q4LM  
IHStN,QD  
同时,holder的operator=也需要改动: Hl b%/&  
<L>$Y#wU  
template < typename T > k/mO(i%qi  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const > ?<C+ZHh  
  { az;o7[rI^  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); V7q-Pfh!y  
} e sDd>W  
mrId`<L5l{  
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。 4.qW ~ W{  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 sJB::6+1(|  
&0*IN nlc?  
return l(rhs) = r; #azD& 6`  
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。 PHv0^l]B  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 6y}|IhX?z  
@-G^Jm9~\m  
template < typename Tp > zD%@3NA41  
class constant_t CH4 ~9mmE  
  { oRQJ YH  
  const Tp t; a^QyYX}\qR  
public : 5fDnr&DR  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} U3 y-cgE  
template < typename T > kZJ.G  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const +ht{ARX2(  
  { i{5,mS&  
  return t; 4;.y>~z  
} 9e>Dqlv  
} ; 64w4i)?eM[  
Ql.abU  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 xIb^x=|h  
下面就可以修改holder的operator=了 xv:VW<  
^oT!%"\  
template < typename T > eh5j  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const qt{{q  
  { >4@/x{{  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); e SlZAdK  
} [mJmT->  
[K4wd%+  
同时也要修改assignment的operator() *oca   
^;=L|{Xl  
template < typename T2 > F|3iKK022  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } N6wCCXd  
现在代码看起来就很一致了。 :d,]BB  
mpysnKH  
六. 问题2:链式操作 =%+O.  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 TE!+G\@  
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。 By7? <A  
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。  ]H_|E  
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。 !.}ZlA  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct T_=iJ: Q  
W`2Xn?g  
template < typename T > |A0)-sVZ  
struct result_1 fu]mxGPc  
  { (;.wsz &K  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 4UV<Q*B\F  
} ; qPI1\!z6  
KqNbIw*sR  
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: 4Cn% h)w  
zIE{U  
template < typename T > 7Fd`M To  
struct   ref (Sd8S`xO  
  { !|@hU/  
typedef T & reference; B=p6p f  
} ; /suW{8A(E  
template < typename T > 2MQ XtK  
struct   ref < T &> M1 5_  
  { HZDeQx`*s  
typedef T & reference; _>k&M7OU4  
} ; 9z0G0QW[  
8uZM%7kI6+  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: t5"g9`AL  
?n0Z4 8%  
template < typename T > QO&{Jx.^[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 0!fT:Ra  
  { ]QbT%0  
  return l(t) = r(t); Q2(K+!Oe  
} !`h^S)$  
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。 g,61'5\  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 9>I&Z8J$M  
CNkI9>L=W`  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 1](PuQm7+  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (.Th?p%>7  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ](2\w9i%  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Wq}Y|0c  
最后的布局是: E'ay @YAp  
                Add SE7mn6,%\  
              /   \ rQb=/@-  
            Divide   5 ZCC T  
            /   \ ;.'\8!j  
          _1     3 H,q-*Kk  
似乎一切都解决了?不。 ;b6h/*;'  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 5ca!JLs  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 o0}kRL  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: p-o8Ctc?V  
~cL)0/j}  
template < typename Right > h%UM<TZ]"  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const /a7N:Z_Bz  
Right & rt) const E gD$A!6N8  
  { r >;(\_@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Q*54!^l+_r  
} #9e2+5s  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ~LF1$Cai  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 #Y%(CI  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ]]eI80u[  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Tf{lH9ca$  
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。 O/b1^ Y   
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? 3\2^LILLO  
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: 1/tyne=m  
`P/87=h  
template < class Action > #\ l#f8(l  
class picker : public Action nJ2910"<  
  { ]MmFtdvE  
public : Ov~vK\  
picker( const Action & act) : Action(act) {} W!R7D%nX  
  // all the operator overloaded k!0vpps  
} ; !%/2^  
AK//]   
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。 >uP1k.z'I  
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: o\N^Uu  
Xk?Y  
template < typename Right > r*kz`cJ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const qS/ 'Kyp_  
  { hH]oJ}H \  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <~hx ~"c  
} 5 D[`nU}  
?.g="{5X  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Zfc{}ius  
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。 l{8t;!2t  
z0 J:"M  
template < typename T >   struct picker_maker *(o^w'5  
  { tpQ8 m(  
typedef picker < constant_t < T >   > result; <Q@{6  
} ; rI'kZ0&  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > +HF*X~},i  
  { #&Fd16ov  
typedef picker < T > result; S #C;"se  
} ; H><! C  
e/Y& d9` I  
下面总的结构就有了: EASN#VG  
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。 l'RuzBQr  
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。 l:(?|1_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 v%)=!T ,  
至此链式操作完美实现。 ',s{N9  
\]qwD m/  
k8w:8*y'.  
七. 问题3 ?jn";:  
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。 ar:qCq$\  
BFPy~5W  
template < typename T1, typename T2 > lTJM}K  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 66'AaA;0^i  
  { @O| l A  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); fvM|Jb  
} TB#oauJm,  
5[A4K%EL  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ;|.IUXEgcF  
\SA$:^zO  
template < typename T1, typename T2 > x<>In"QV  
struct result_2 2rqYm6  
  { h"(HDnq  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; TN.&FDqC9  
} ; '+iqbcUd,  
4Dv42fO  
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? vL Qh r&I  
这个差事就留给了holder自己。 J-Wphc!m  
    ;op 8r u  
bEl)/z*gy/  
template < int Order > ?&"!,  
class holder; oT[8Iu  
template <> -MItZ  
class holder < 1 > uDG#L6  
  { so }Kb3n  
public : B#K2?Et!t  
template < typename T > qh 9Ix  
  struct result_1 -\~D6OA  
  { >TwL&la  
  typedef T & result; ZH=oQV)6  
} ; (C!33s1  
template < typename T1, typename T2 > bId@V[9  
  struct result_2 qJLtqv  
  { 5:~BGK&{Y  
  typedef T1 & result; ccJ!N  
} ; Auf2JH~  
template < typename T > Zn"1qLPF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const NRZ>03w  
  { kV3Zt@+  
  return (T & )r; ee{8C~  
} %2TjG  
template < typename T1, typename T2 > 9Sk?tl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 4O'X+dv^I  
  { 1U< g  
  return (T1 & )r1; nK5FPFz8  
} ^PI8Bvs>j  
} ; k-a3oLCR,  
KsBi<wY  
template <> q$ 6Tb  
class holder < 2 > A?/(W_Gt^M  
  { 8^%Nl `_2B  
public : #OVf2  "  
template < typename T > FZ^j|2.L*  
  struct result_1 o$_,2$>mn  
  { XB'PEvh8  
  typedef T & result; ]:vo"{*C  
} ; ',P E25Z  
template < typename T1, typename T2 > =g+Rk+jn  
  struct result_2 Z/hgr|&}  
  { BR [3i}Ud  
  typedef T2 & result; o7;#B)jWS  
} ; P85@G 2  
template < typename T > 8RJ^e[?o(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const N9A#@c0O  
  { D<d4"*qo  
  return (T & )r; ;VAHgIpx;  
} 8Cw+<A*  
template < typename T1, typename T2 > >2w^dI2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Wy`ve~y  
  { EFNi# D8s  
  return (T2 & )r2; l4+Bs!i`  
} nVt,= ?_ U  
} ; aEW sru  
O>H'o k  
lEe<!B$d"  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 1SGLA"r  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: [|!A3o  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: - .EH?{i  
-x?I6>{  
return l(i, j) = r(i, j); zZax![Z  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) R#x~f  
m<X[s  
  return ( int & )i; #{BHH;J+  
  return ( int & )j; <)dHe:  
最后执行i = j; H ]x-s  
可见,参数被正确的选择了。 ,s9gGCA  
q&RezHK l  
.h7`Q{  
WQ1~9#  
aF41?.s  
八. 中期总结 ' M'k$G@Z  
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: NM{/rvM  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 mhDC1lXF  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ;"K;D@xzh]  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ~0 Ifg_G  
>3Mzs AH\  
UTLuzm  
zv8AvNDK  
QU;bDNq,c  
 e#t7  
九. 简化 W:gpcR]>  
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-|%\9&{S  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 7a_tT;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: S 4hv7.A  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 j*' +f~ A  
  +-*/&|^等 D02(6|  
2. 返回引用。 iX|K4.Pz{  
  =,各种复合赋值等 \~!!h.xR  
3. 返回固定类型。 fR$_=WWN>h  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) f)x(sk  
4. 原样返回。 (E{}iq@2  
  operator, g]Jt (aYK  
5. 返回解引用的类型。 y<5RV>"Vg  
  operator*(单目) @$aGVEcU$  
6. 返回地址。 h%%ryQQ&<  
  operator&(单目) 2Pm[ kD4E=  
7. 下表访问返回类型。 wr-/R"fX  
  operator[] SYE+A`a  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 "\k| Z  
  operator<<和operator>> ki6L t  
]T:a&DHC  
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。 /Bw <?:  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: [. Db56  
mfqnRPZ  
template < typename Left > !*1 $j7`tP  
struct value_return .mbqsb]&Y  
  { 7M/v[dwL  
template < typename T > d@XXqCR<  
  struct result_1 3%[;nhbA7  
  { OU esL9  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; tiGBjTPt  
} ; KcvstC`  
8g0VTY4$jP  
template < typename T1, typename T2 > X`6"^ xme  
  struct result_2 TtQ'I}7q  
  { %vil ~NU  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; awv$ }EFo  
} ; ZfMs6`Wv 1  
} ; b} 0G~oLP  
Uv m:`e~?  
-tZ~&1"  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait X- ZZLl#  
QR2S67-  
下面我们来剥离functor中的operator() O joa3  
首先operator里面的代码全是下面的形式: U4.$o ]58  
J= [D'h  
return l(t) op r(t) @-ml=S7;Sz  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) `/O AgV"`  
return op l(t) #CV]S4/^  
return op l(t1, t2) *4ido?  
return l(t) op [ {$%9lm  
return l(t1, t2) op |M&4[ka}  
return l(t)[r(t)] ]|-sZ<?<i  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] RR+{uSO,t  
*`q?`#1&&.  
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: \xlG3nz  
单目: return f(l(t), r(t)); +Bf?35LP  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =C2KHNc  
双目: return f(l(t)); B[I9<4}  
return f(l(t1, t2)); ?P}bl_  
下面就是f的实现,以operator/为例 )q66^% ;S  
\_  V*Cs  
struct meta_divide Gl@{y (  
  { RA!q)/ +  
template < typename T1, typename T2 > GsmXcBzDw2  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 1uO2I&B  
  { ^v `naA(  
  return t1 / t2; S,j. ?u*!  
} `BQv;NtP  
} ; vK%*5  
lm6hFvEZ  
这个工作可以让宏来做: X$;&Mdo.  
m8=n`XI  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ pCDN9*0/  
template < typename T1, typename T2 > \ (6.uNLr  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; R8cOb*D  
以后可以直接用 xbBqR _ H_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) @ 5^nrB  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 6Cz O ztn  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 0$]iRE;O]  
c:.~%AJx  
d=n@#|3  
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 <sw@P":F  
LQHL4jRXU  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {9yf0n  
class unary_op : public Rettype MoE&)~0u&  
  { f4fBUZ^ A  
    Left l; D8<C7  
public : WFiX=@SS  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ni&|;"Nt-  
]q.%_  
template < typename T > X%+lgm+  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const =KUmvV*\  
      { bx(@ fl:m  
      return FuncType::execute(l(t)); {BmqUoZrC  
    } UWF \Vx*)b  
"bIb?e2h9G  
    template < typename T1, typename T2 > {Q3OT  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~g\~x  
      { "~5cz0 H3v  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); *m}8L%<HT  
    } %W"u4 NT7  
} ; bDM},(  
CtXbAcN2B  
>!t3~q1Cn  
同样还可以申明一个binary_op :Ln)j%&  
Tb$))O}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >U vP/rp  
class binary_op : public Rettype +Yc^w5 !(  
  { <NMJkl-r8r  
    Left l; /)6T>/  
Right r; w6i2>nu_O  
public : =I`S7oF  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} `Pvi+:6\Y  
vN'+5*Cgy6  
template < typename T > \ZZ6r^99  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~t)cbF(UO  
      { He(65ciT<O  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); B/wD~xC?x  
    } Z 2N6r6  
509T?\r  
    template < typename T1, typename T2 > `eM ZhY o  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Byc;r-Q5V  
      { QN#"c  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6G2~'zqPc~  
    } ,c&u\W=p  
} ; f~NS{gL*  
&DWSf`:Hx  
M0w Uis:`  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 9;+&}:IVS  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Rn~'S2`u  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^2~ZOP$A  
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。 g8Ex$,\,  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! \J+a7N8m,  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 )#m{"rk[x,  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ~JT`q: l-q  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ku5|cF*%  
下面是修改过的unary_op EHwb?{  
1kvX#h&V  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ESCN/ocV  
class unary_op <  o?ua}  
  { dHDtY$/_  
Left l; h-96 2(LG  
  _<(xjWp 8  
public : G`!,>n 3  
?{ )'O+s  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} sE?%;uBb  
uOv<*Jld*  
template < typename T > l ms^|?  
  struct result_1 Fqeqn[,  
  { H1k)ya x4_  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; |KhpF1/(  
} ; Xex7Lr&  
! V.]mI  
template < typename T1, typename T2 > }ppApJT  
  struct result_2 HIc;Lc8$  
  { }rJqMZ]w  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; k9 r49lb  
} ; ]V/5<O1  
u.2X "  
template < typename T1, typename T2 > Z?eTjkNS#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _/:--Z  
  { 5$U49j  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); l-XfUjJ  
} gveGBi  
(')t >B1Z  
template < typename T > bSIY|/d+  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (Iv@SiZf(  
  { usc/DQ1  
  return OpClass::execute(lt(t)); D\G 8p;  
} 0")_%  
pss')YP.  
} ; t XzuP_0  
.Yk}iHcW.  
Tcy9oYh!Pn  
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 ) P7oL.)  
好啦,现在才真正完美了。 mCnl@  
现在在picker里面就可以这么添加了: PlCw,=K8f  
NkUY_rKPb  
template < typename Right > e[fld,s  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const yHY2 SXm  
  { z/j*zU `  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); @^0}wk  
} #IppjaPl8  
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。 JXuks`:Q  
=&g:dX|q8  
&kf \[|y  
iw.F8[})  
k'X"jon  
十. bind {U9{*e$=  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 k Jz^\Re  
先来分析一下一段例子 Vb\^xdL>  
$m)eO8S+  
D8k >f ]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} E.C=VfBW  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 UaG&HGg]!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 MNh:NFCRA  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 iJZvVs',  
我们来写个简单的。 `m V(:  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 3Q&@l49q  
对于函数对象类的版本: 9a:(ab'  
ht\_YiDg3  
template < typename Func >  <}^p5|  
struct functor_trait "Ml#,kU<T  
  { 9n5uO[D  
typedef typename Func::result_type result_type; \]F Pv7!  
} ; p>U= Jg  
对于无参数函数的版本: *"jlsI  
Us[F@  
template < typename Ret > 1)u,%  
struct functor_trait < Ret ( * )() > U4"&T,'lTL  
  { 9r:|u:i7m  
typedef Ret result_type; CT\rx>[J.6  
} ; 1q ZnyJ  
对于单参数函数的版本: i1{)\/f3  
9G1ZW=83  
template < typename Ret, typename V1 > "6~+ -_:  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > p;%5o0{1  
  { &i805,lx  
typedef Ret result_type; 75h]# k9\  
} ; 'K23oQwDB  
对于双参数函数的版本: 8XCT[X  
D7IhNWrgj  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > {iQ4jJ`n  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > zGL.+@  
  { +Lr`-</VF  
typedef Ret result_type; WK#c* rsij  
} ; |@B|o-  
等等。。。 >2'A~?%  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy P-Gp^JX8  
F${}n1D  
template < typename Func > : t D`e<  
struct func_return e=!sMWx6  
  { eS%8WmCV9<  
template < typename T > K7,Sr1O `  
  struct result_1 F\<{:wu   
  { OL.{lKJ3DV  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,H/BW`rL]#  
} ; - ^>7\]  
] `;Fc8$  
template < typename T1, typename T2 > ;IT'6m`@W  
  struct result_2 0|mC k  
  { )SaMfP1=v  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =>e> r~cW  
} ; =)! ~t/  
} ; 1/=6s5vS}  
A4)TJY 3g  
dFk$rr>q  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  fTGVG  
LoO"d'{  
template < typename Func, typename aPicker > Upc_"mkI.  
class binder_1 Xz'o<S  
  { ( n!8>>+1C  
Func fn; VP }To  
aPicker pk; 1Uc/ r>u9  
public : "i\^GK=  
!!)NER-dv  
template < typename T > .bNG:y>  
  struct result_1 5~RR _G  
  { l(Uwci  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; nz/cs n  
} ; 5?>ES*  
K#x|/b'5d  
template < typename T1, typename T2 > 2zkO s:  
  struct result_2 m :2A[H+  
  { cJ'OqV F  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I(qFIV+H R  
} ; R-Gg= l5  
ugs9>`fF&  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} E g_ram`\R  
dlioaYc  
template < typename T > [`!%u3  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const RVh{wg  
  { 2I_~] X53[  
  return fn(pk(t)); Bm +Ca:p%  
} kK.[v'[>&  
template < typename T1, typename T2 > Lv<vMIr  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const R|]n;*y  
  { D/Py?<n-B  
  return fn(pk(t1, t2)); `ix&j8E22w  
} /1b7f'  
} ; sY&Z/Y  
7Q?^wx  
1YtK+,mz  
一目了然不是么? L fZF  
最后实现bind C40o_1g  
]&X}C{v)G  
6K^O.VoV^J  
template < typename Func, typename aPicker > HmbQL2  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) FzG>iC}  
  { /25Ay  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ?$VkMu$2k  
} f'TEua_`  
k&17 (Tv$  
2个以上参数的bind可以同理实现。 WF<3 7"A@  
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。 ZWQ/BgKB  
W"&,=wvg2  
十一. phoenix xL"O~jTS  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 0!M'z  
6i@* L\ Dl  
for_each(v.begin(), v.end(), Y} 6@ w  
( S1U[{R?,  
do_ #@F.wV0  
[ PJ^qE| X  
  cout << _1 <<   " , " ~EU\\;1Rmq  
] Q"H/RMo-  
.while_( -- _1), -_XTy!I  
cout << var( " \n " ) c7RQ7\  
) wOsg,p;\'  
); me-uPm  
Os KtxtLO  
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: LL==2KNUo  
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 %< `D' V@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 M~~)tJYsu  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 5]n\E?V'L  
$=) Pky-~  
?$l|];m)-  
template < typename Cond, typename Actor > o7@C$R_#  
class do_while hw(\3h()  
  { BvUiH<-D  
Cond cd; w^U{e xo  
Actor act; u08QE,  
public : ILqBa:J  
template < typename T > m=SI *V  
  struct result_1 s;$f6X  
  { na"!"C s3  
  typedef int result_type; dT[JVl+3=  
} ; wE}Wh5  
-& =dl_m  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} O8 SE)R~  
Keem \/  
template < typename T > *"OUwEl a  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lqKj;'  
  { Qj*.Z4ue  
  do Dp!91NgB p  
    { :q?#$?  
  act(t); x0WinLQ  
  } ZvMU3])u  
  while (cd(t)); N$x&k$w R  
  return   0 ; EC 1|$Co  
} s^K2,D]P  
} ; t"Ah]sD  
c+ e~BN  
MX8|;t  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Hf\sF(, (  
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。 om2N*W.gk  
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。 %S'+x[ 4W  
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。 n,2   
下面就是产生这个functor的类: {/H<_  
O1S7t)ag  
>7zC-3  
template < typename Actor > 8'%m!  
class do_while_actor (zsv!U  
  { IWq#W(yM  
Actor act; n\3#69VY  
public : h<TZJCt  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} DA.k8M  
P_w4 DU  
template < typename Cond > 1^^8,.'  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ;RRw-|/Wm  
} ; ?_i >Kx  
X;N?L%Pp  
kDMvTVd  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 cw{TS  
最后,是那个do_ `Y5LAt:  
5l 3PAG  
6{Q-]LOc[.  
class do_while_invoker :C(/yg  
  { >%om[]0E  
public : RYjK4xT?Y/  
template < typename Actor > #$x,PeG  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const .8u@/f%pV  
  { (8)9S6  
  return do_while_actor < Actor > (act); f|FS%]fCxk  
} LwK]fFtu  
} do_; {0Y6jk>I  
vxj:Y'}  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? wlJi_)!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 _ERtL5^  
最后来说说怎么处理break和continue A5TSbW']+5  
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。 [ gMn  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八