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
  • 6016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  z^<"x |:  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !50[z:  
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, pa# IJ  
k1!@^A  
Sy 'Dp9!|  
BT(CM,bp  
  class filler rOVVL%@QqJ  
  { [1u-Q%?#  
public : Gn&4V}F  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} !@v7Zu43,  
} ; q|),`.eh\  
Q@HopiC  
eow'K 821A  
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: )vSRHE  
5D'\b}*lJ}  
[W7CXZDd  
d m`E!R_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); OE-gC2&Bm  
jB(|";G  
4H/fP]u  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 GI1  
R~6$oeWAw  
5@BBo eG  
{lc\,F*$  
二. 战前分析 hzvd t  
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。 `V04\05  
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 >m$ 1+30X  
)h)]SF}  
(}2~<   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); % S os  
  /* --------------------------------------------- */ <q@a~'Ai?!  
vector < int *> vp( 10 ); sL$:"=  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )<tI!I][j  
/* --------------------------------------------- */ S@/IQR  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); a5 TioQ  
/* --------------------------------------------- */ ~5oPpTAe  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); sjV!5Z  
  /* --------------------------------------------- */ n~V ]Z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); uu>Pkfo  
/* --------------------------------------------- */ @8I4[TE  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); #n8IZ3+  
&*aIEa^  
6g)G Y"49  
Nb'''W-iu  
看了之后,我们可以思考一些问题: V]db'qB\  
1._1, _2是什么? VB*oGG  
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。 2V#>)R#k  
2._1 = 1是在做什么? 6l:qD`_  
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。 D-._z:_  
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。 +O?KNZ  
7](KV"%V  
Xx>X5Fy  
三. 动工 OL^l 3F  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ,]d /Q<  
@W"KVPd  
z+n,uHs  
Jh!I:;/  
template < typename T > )`(p9@,V  
class assignment #$8% w  
  { ", KCCis  
T value; $cU!m(SILQ  
public : $arK(  
assignment( const T & v) : value(v) {} YF>m$?;  
template < typename T2 > #6HA\dE  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } t,+nQ9  
} ; ) u`[6,d  
`M^= D&Bf  
y1+*6|  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 z?*w8kU&>  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment N@Uy=?)ZJ  
LAS'u "c|  
2so!  
8b;1F Q'  
  class holder f@|A[>"V  
  { J`].:IOh  
public : oUQ,61H  
template < typename T > ^Xq 6:  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const %UERc{~o*,  
  { 1oW ED*B  
  return assignment < T > (t); heC/\@B  
} $m-2Hh qZ  
} ; (Hb:?(  
4i(JZN?  
UKT%13CO4U  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: aGtf z)  
oF1,QQ^dg  
  static holder _1; UMm!B`M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 biU^[g("  
-7@/[9Gf`:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); zGkS^Z=(  
而不用手动写一个函数对象。 |8l<$J  
@v)p<r^M">  
:2rZcoNb.  
1;Cyz)  
四. 问题分析 #(N+(():  
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。 D"2&P^-  
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。 BMG3|N^  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 xg;+<iW  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 YSic-6z0Ms  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 lJ}_G>GJ  
DpvI[r//'*  
五. 问题1:一致性 L(|N[#  
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?| e]$}-i@#  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 1Vrh4g.l  
QLvHQtzwX  
struct holder jD<{t  
  { 2db3I:;E  
  // ZQ%'`q\c  
  template < typename T >  ~- _kM  
T &   operator ()( const T & r) const Gi?/C&1T  
  { V)~.~2$  
  return (T & )r; QSdHm  
} v4`"1Ss,K  
} ; AQ,' 6F9  
'$ =>  
这样的话assignment也必须相应改动: Mh:L$f0A%O  
emqZztccZ  
template < typename Left, typename Right > qG?Qc (  
class assignment 8QLj["   
  { pz\ +U7  
Left l; Bn#?zI  
Right r; j7$e28|_n  
public : !sQY&*  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ZojI R\F^  
template < typename T2 > ff,pvk8N5  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } e.7EU  
} ; m.# VYN`+A  
bYpnt V  
同时,holder的operator=也需要改动: (_mnB W  
N`5,\TR2f  
template < typename T > )NXmn95  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const K/j3a[.  
  { A@1W}8qY:  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); bLij7K 2H  
} 7Bzq,2s  
pfA|I*`XV  
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:$4u@   
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Ai=s e2  
N kb|Fd/s  
return l(rhs) = r; G'Q-An%z  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 fTS5 yb%  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类:  *'.|9W  
`scR*]f1+  
template < typename Tp > V@e?#iz  
class constant_t u~7hWiY<2  
  { H]{v;;'~  
  const Tp t; C*)3e*T*  
public : GP!?^r:en  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} |[<_GQl  
template < typename T > U@_dm/;0&  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const EUD~CZhS"k  
  { , pDnRRJ!  
  return t; %p^wZtm  
} 8=B|C'>  
} ; M -cTRd-i  
`w#Oih!6A|  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 v5!d$Vctu  
下面就可以修改holder的operator=了 y~ AVei&  
Z0x ar]4V  
template < typename T > fHE <(  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const a oD`=I*<  
  { z1PBMSG  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); -LK B$   
} TyD4|| %  
!"HO]3-o  
同时也要修改assignment的operator() !;&p"E|b#  
R]}}$R`j  
template < typename T2 > ]i&6c  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } dt \TQJc~  
现在代码看起来就很一致了。 ck ]Do!h  
BgurzS4-  
六. 问题2:链式操作 d A@]!  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 gp};D  
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。 8;b( 0^  
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 ,* QP*  
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。 nt 81Bk=  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ?*[N_'2W+  
NPhhD&W_  
template < typename T > W98i[Q9A7  
struct result_1 ?i7%x,g(Z  
  { Y>|B;Kj0(  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; l4 D+Y  
} ; ?{P"O!I{  
@TLS<~  
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: QwNly4  
2#KJ asX  
template < typename T > /[a~3^Gs^  
struct   ref q.KG^=10  
  { 6Z>FTz_  
typedef T & reference; @K\~O__  
} ; m!|kW{B#A  
template < typename T > 5L+>ewl  
struct   ref < T &> oRm L {UDZ  
  { j~2{lCT  
typedef T & reference; PlU*X8  
} ; IpINH3odT  
r@72|:,  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 4,bv)Im+ `  
^ZvWR%  
template < typename T > sv: 9clJ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const nno}e/zqf  
  { hv`~?n)D66  
  return l(t) = r(t); N|8P)  
} <":;+ Ng+  
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。 dbwe?ksh  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :8L8q<U  
<6EeD5{*  
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 :By?O"LQ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: L6t+zIUc-~  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Vi>,kF.f V  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 TTeH `  
最后的布局是: 8;d:-Cp  
                Add W3]_m8,Z  
              /   \ 8qk?E6  
            Divide   5 .GsV>H  
            /   \ m;H.#^b*  
          _1     3 c&r70L,  
似乎一切都解决了?不。 j2Cks_$:  
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。 (n*^4@"2  
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。 #^`4DhQ/ 1  
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: w,.+IV$Kk  
"W=AB&  
template < typename Right > u8gS< \  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const S'|,oUWDb  
Right & rt) const q 0$,*[PH  
  { 2QD3&Q9  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 9i'jj N  
} ; o?-yI&T*  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 =[H;orMr  
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。 j5K]CTz#  
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。 Hc!  mB  
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。 B( ]M&  
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。 i'a?kSy  
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? .\[`B.Q  
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: xAqb\|$^  
YNLV9.P6  
template < class Action > un)4eo!7  
class picker : public Action %j:]^vqFA  
  { aO]ZZleNS  
public : Z8# (kmBdB  
picker( const Action & act) : Action(act) {} kY&k-K\  
  // all the operator overloaded 'z0:Ccbj  
} ; sR(9IW-  
1 9&<|qTz  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 j.C`U(n}`  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: :9O#ObFR  
{E p0TVj`  
template < typename Right > A'j;\ `1  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 52Sa KA[  
  { 6 )Hwt_b  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); f*!j[U/r_  
} =q>'19^Jx  
>/:" D$  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > JI?rL  
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。 I, -hf=-  
VLS0XKI)  
template < typename T >   struct picker_maker ;Yx)tWQI  
  { 8}c$XmCM  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ?{\nf7Y  
} ; ^$%S &W  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > M9Cv wMi  
  { ZW-yP2  
typedef picker < T > result; ]=.\-K  
} ; :j5n7s?&=y  
o 4`hY/<t  
下面总的结构就有了: 0)%YNaskj  
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。 P<PJ)>  
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。 vqnw#U4`  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Ipf|")*  
至此链式操作完美实现。 !,l9@eJQ  
,LTH;<zB)  
VGfMN|h  
七. 问题3 ?Y)vGlWDW<  
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。 tkVbo.[8K  
P7J>+cm  
template < typename T1, typename T2 > $"`- ^  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3!3xCO  
  { l]@&D#3ZM  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); $k|g"9  
} G %N $C  
stG~AC  
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: 8;z6=.4xtg  
IYqBQnX}oM  
template < typename T1, typename T2 > pwO>h>ik  
struct result_2 CEXyrs<  
  { 3b*cU}go  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; &Flglj~7l  
} ; dI*pDDq#  
t2EHrji~  
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? <DMl<KZ  
这个差事就留给了holder自己。 vh"R'o  
    *Nw&_<\9Q  
/+8JCp   
template < int Order > $iI]MV%=  
class holder; Q Btnx[  
template <> l=]cy-H  
class holder < 1 > aY3^C q(r  
  { 1)9sf0LyU  
public : j;']cWe  
template < typename T > 2]I4M[|&z  
  struct result_1 P#pn*L*"T  
  { E>&n.%  
  typedef T & result; %dJX-sm@  
} ; 7x#Ckep:I  
template < typename T1, typename T2 >  gG uZ8:f  
  struct result_2 <!L>Exh&r  
  { bQE};wM,  
  typedef T1 & result; k xP-,MD  
} ; ?bPRxR  
template < typename T > "XB[|#&  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0rh]]kj  
  { |w_7_J2  
  return (T & )r; WEFlV4/  
} t]>Lh>G  
template < typename T1, typename T2 > &Q+Ln,(&L  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const z|=}1; (.  
  { kV?y0J.  
  return (T1 & )r1; 9w"h  
} MA;1 ;uI,  
} ; U2{ dN>  
h lkn%  
template <> W;_nK4$%'  
class holder < 2 > q/4YS0CqE  
  { I*LknU@  
public : k:*S&$S!E  
template < typename T > dArDP[w  
  struct result_1 NXwz$}}Pp  
  { W4hbK9y  
  typedef T & result; Z&0'a  
} ; ;} und*q  
template < typename T1, typename T2 > kdCUORMK  
  struct result_2 fYp'&Btb]x  
  { D|@/yDQ  
  typedef T2 & result; JmPHAUd  
} ; /3A^I{e74  
template < typename T > HkQ*y$$  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const W`K7 QWV4  
  { MHSs!^/g5  
  return (T & )r; tYZ[6 8  
} y|CP;:f;  
template < typename T1, typename T2 > EPS={w$'s  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Xua+cVc\y  
  { !vX D  
  return (T2 & )r2; 5Ycco,x  
} a-l; vDs  
} ; n.wF&f'D]  
n,=VQ Ou  
I([!]z  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 k:JrHBKv\  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: k9$K}  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Mzsfo;kk+  
=3q/F7-  
return l(i, j) = r(i, j); C3< m7h  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 8i6Ps$T  
hy}8Aji&  
  return ( int & )i; kjEEuEv  
  return ( int & )j; 5nv<^>[J  
最后执行i = j; |_o=^?z'  
可见,参数被正确的选择了。 qP{/[uj[K  
7nHF@Y|*"  
T6H}/#*tK  
MxSM@3v(  
)ap_Z6  
八. 中期总结 + ` s@  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: #?q&r_@@  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 V2$h8\a  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 CLeG<Hi ~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 1&^MfP}  
ZN! 4;  
_u{c4U0,  
!O-C,uSm  
Ynp{u`?  
Vl%^H[]  
九. 简化 {z(xFrY  
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。 .uyGYj-C  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ZQ)>s>-  
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: &8%e\W\K:/  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Y]{ >^`G  
  +-*/&|^等 Swp;HW7x  
2. 返回引用。 |AcRIq  
  =,各种复合赋值等 fRy^Q_~,  
3. 返回固定类型。 -:30:oq  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ~n[xtWO0  
4. 原样返回。 ox:[f9.5  
  operator, +x_Rfk$fb  
5. 返回解引用的类型。 {.Z}5K  
  operator*(单目) 5WC+guK7  
6. 返回地址。 [|P!{?A43|  
  operator&(单目) A;/-u<f  
7. 下表访问返回类型。 f8M$45A'  
  operator[] p!sWYui  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 `!D s6  
  operator<<和operator>> CamE'  
?_"+^R z  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 j7sKsbb  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 0G7K8`a  
u}!@ ,/)  
template < typename Left > 'd+N Vj{C  
struct value_return MS0Fl|YA  
  { 8>X d2X  
template < typename T > dDm):Z*`b  
  struct result_1 )\6&12rj  
  { X5X?&* %{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; OH5>vV 'i  
} ; #ggf' QIHp  
kqce[hgs<  
template < typename T1, typename T2 > #<e\QE'!  
  struct result_2 ZKQG:M~|  
  { ogL EtqT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; cU{e`<xjA  
} ; 7<%<Ff@^)O  
} ; (T!9SU  
BNd^qB ?  
\e!vj.PU  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait fO0(Z  
F1jglH/MF)  
下面我们来剥离functor中的operator() +n<k)E@>J  
首先operator里面的代码全是下面的形式: w3=%*<  
AtF3%Z v2  
return l(t) op r(t) pGf@z:^{*-  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) {e+-vl  
return op l(t) v2H#=E4cZ#  
return op l(t1, t2) TF 'U  
return l(t) op <$F\Nk|x  
return l(t1, t2) op KN t t  
return l(t)[r(t)] cx}Q2S  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $/=nU*pd  
4m*M,#mV  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: GN!qyT  
单目: return f(l(t), r(t)); F)+{AQL  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); d}JP!xf%  
双目: return f(l(t)); wk6NG/<  
return f(l(t1, t2)); ;9~6_@,@o  
下面就是f的实现,以operator/为例 yU8{i&w4  
IkrF/$r  
struct meta_divide hGbj0   
  { VQ0fS!5'  
template < typename T1, typename T2 > q EP 4  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) NPd%M  
  { =JKv:</.G  
  return t1 / t2; mt5KbA>nU  
} /9zE^YcT  
} ; ,Z{d.[$  
dn }`i  
这个工作可以让宏来做: z]2]XTmWs  
i&vaeP25)  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ v.:3"<ur}  
template < typename T1, typename T2 > \ uu}x@T@  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; LJOr!rWi  
以后可以直接用 UTf9S>HS  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) #]#sGmW/L  
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 "TUe%o  
(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。。。) Kx=4~  
G!Um,U/g  
^bc;[x&N  
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 c%[#~;E  
KN?6;G{  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  ;zYqsS  
class unary_op : public Rettype a)S+8uU  
  { ?V}j`r8|\4  
    Left l; _UT$,0u_i  
public : @BrMl%gV  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} -jn WZ5.  
:.?gHF.?  
template < typename T > om |"S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4<cz--g  
      { AgRjr"hF*e  
      return FuncType::execute(l(t)); 1fo U  
    } rp6q?3=g  
j6  
    template < typename T1, typename T2 > j:,NE(DF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const F:D orE  
      { <JV"@H=  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Kh4$ wwn  
    } +<}0|Xl&  
} ; NM0tp )h  
ZxlAk+<]  
aB]m*~  
同样还可以申明一个binary_op "Vr[4&`  
]D@0|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > l#lF +Q;  
class binary_op : public Rettype &q`q4g&7  
  { ,(.MmP`  
    Left l; F[4;Xq  
Right r; `u.t[  
public : =) E,8L  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6m VuyI  
t ^[8RhD  
template < typename T > xB@|LtdO9;  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const M @3"<[g  
      { @ JvPx0  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); @h*fFiY&{  
    } eL4NB$Fb  
"wlt> SU  
    template < typename T1, typename T2 >  f>s?4  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r}0\}~'?c  
      { U,+[5sbo  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); v^ /Q 8Q  
    }  .AYj'Y  
} ; @"Z7nJX  
:> &fV  
<\0vR20/  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 TZt jbD>B  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 kPQtQh]y%  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }U SC1J  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 aA'|Rg,  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Oky**B[D'  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 FSRm|  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 u7xDau(c  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) ? tfT8$  
下面是修改过的unary_op cgb2K$B_"  
i 9g>9  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > _;4 [Q1  
class unary_op n39t}`WIl  
  { .TE?KI   
Left l; R/^u/~<  
  DAwqo.m  
public : CiR%Ujf  
U`o^mtW.  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} LGc&o]k  
~>0qZ{3J_  
template < typename T > \`, [)`  
  struct result_1 f50L,4,  
  { $!5\E>y#  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ,v&L:a  
} ; +kq'+Y7  
i5>+}$1  
template < typename T1, typename T2 > 5@hNnh16  
  struct result_2 O$kq`'9  
  { +dBz`W D  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; LTJc,3\,  
} ; % aUsOB-RV  
>HPdzLY?  
template < typename T1, typename T2 > DAg58 =qJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const RNPbH.  
  { BS&;n  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Cda!Mk:  
} Z_gC&7+  
.[u> V  
template < typename T > g~BoFc.V2~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c8Q]!p+Yp  
  { s/:Fwr4q#a  
  return OpClass::execute(lt(t)); p'sc0@}_O  
} @$"L:1_  
)HD`O~M>  
} ; 9S[XTU  
>a1{397Y}  
;. wX@  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug z4@k$ L8  
好啦,现在才真正完美了。 SEl#FWR  
现在在picker里面就可以这么添加了: u*7Z~R  
XhdSFxW}  
template < typename Right > xyH/e*a  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 8F)G7 H ,  
  { 577:u<Yt  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ]APvp.Tw:  
} dr{y0`CCN  
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。 cL8#S>>u.  
.Hc(y7HV  
okq[ o90  
\V2,pi8'v  
g\GdkiIj  
十. bind H0a/(4/xg  
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。 CzV(cSS9-  
先来分析一下一段例子 XJ!(F#zc  
o{*ay$vA]  
0)9"M.AIvo  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 55t\Bms{  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 l7JY]?p  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 1!p/6  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 +pH@oFNK  
我们来写个简单的。 aTGdmj!  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: w(1Gi$Z(Q)  
对于函数对象类的版本: hNXBVIL<&  
 ==/n(LBD  
template < typename Func > $jI>[%  
struct functor_trait TP1S[`nR  
  { 8u2+tB  
typedef typename Func::result_type result_type;  n i  
} ; 9Q W&$n^  
对于无参数函数的版本: kC$&:\Rh  
u)Q;8$`  
template < typename Ret > )a=/8ofe  
struct functor_trait < Ret ( * )() > NYABmI/0c  
  { Ip}Vb6}  
typedef Ret result_type; rVQX7l#YI  
} ; rOD1_X-  
对于单参数函数的版本: _SZ5P>GIU  
gQ~5M'#  
template < typename Ret, typename V1 > g8ES8S M  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > L;W.pe0  
  { ql5x2n  
typedef Ret result_type; OMihXt[  
} ; Uz%Z&K  
对于双参数函数的版本: $R8w+ Id  
n,P5o_^:  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > iy\KzoB  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  17hTr  
  { d~ng6pA  
typedef Ret result_type; nY `2uN~9  
} ; Aox3s?  
等等。。。 e=/&(Y  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 0;~yZ?6_F  
dMl+ko  
template < typename Func > YEYY}/YX  
struct func_return ly4Qg\l  
  { 0"xPX#Cvj  
template < typename T > rFJ[dz  
  struct result_1 %-;b u|  
  { yy2Ie  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; v7trr W}  
} ; {bF1\S]2  
0)uYizJce  
template < typename T1, typename T2 > }xn_6  
  struct result_2 vxN0,l  
  { Cd#E"dY6  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; q]4pEip  
} ; K2'O]#  
} ; Jd 3@cLCe-  
7z~Ghz  
9x~-*8aw  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 OIaYHA  
3$M3Q]z  
template < typename Func, typename aPicker > h. hjz?  
class binder_1 H D/5!d  
  { FQeYx-7  
Func fn; XOb}<y)r~  
aPicker pk; H!IDV }dn  
public : %4>x!{jwV  
~hN~>0O  
template < typename T > Kf7WcJ4b  
  struct result_1 =N.!k Vkl  
  { !ZtSbOC'  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; V*jsq[q=  
} ; cep$_J a  
~waNPjPRG  
template < typename T1, typename T2 > M<8ML!N0;t  
  struct result_2 )JgC$ <  
  { `U`#I,Ln[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; c5i%(!>  
} ; ,axDMMDI  
'Am-vhpm  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} rjojG59U>  
'u[%}S38  
template < typename T > *FgJ|y6gk  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -rY 7)=  
  { s_wUM)!  
  return fn(pk(t)); J?712=9  
} 2P~)I)3V  
template < typename T1, typename T2 > A! 6r/   
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Iz\1~  
  { Z>A{i?#m  
  return fn(pk(t1, t2)); -$4kBYC l+  
} -6EK#!+  
} ; H/cTJ9zz  
h_ ! >yK  
Q .RO  
一目了然不是么? jMpa?Jp1  
最后实现bind SN]LeXesS  
- @bp4Z=  
a5wDm  
template < typename Func, typename aPicker > M'jXve(=yF  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 4~u9B/v  
  { tEhr  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); a1x7~)z>zi  
} Z[IM<S9lz  
e6P[c=m #  
2个以上参数的bind可以同理实现。 Rl@$xP  
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。 -z C]^Ho@  
hLuJWjCV  
十一. phoenix F1u)i  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #\FT EY!  
Q-('5a19J  
for_each(v.begin(), v.end(), :1<~}*B@{  
( M9"Sgb`g  
do_ 3VP$x@AV  
[ J|j;g!fK  
  cout << _1 <<   " , " M<oA<#IW  
] xdF guV8  
.while_( -- _1), , {<Fz%  
cout << var( " \n " ) ToU.mM?f^  
) #8?^C]*{0  
); };SV!'9s?~  
! zfFt;  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 5#uO'<2$  
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 mTjm92  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 b(T@~P/  
那么我们就照着这个思路来实现吧: GXeAe}T  
HF4Lqh'oco  
s-6:N9-  
template < typename Cond, typename Actor > jH0Bo;  
class do_while 1xC`ZhjcD  
  { J:};n@<  
Cond cd; ~%P3Pp  
Actor act; e[4V%h  
public : Yo'K pdn  
template < typename T > (T;9us0  
  struct result_1 1ih*gJPpj  
  { R+Lk~X^*l'  
  typedef int result_type; >l2w::l%  
} ; >UN vkQ:  
hWxT!  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 84Zgo=P}  
5; f\0<-  
template < typename T > U"x~Jb3]O  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const -3k;u  
  { 6Q$BUL}2?  
  do H-a^BZ&iU  
    { -A;w$j6*  
  act(t); "^"'uO$  
  } csvO g[  
  while (cd(t));  1ZNNsB  
  return   0 ; FNJ!IkuR  
} ;IhPvff  
} ; 9HKf^+';n  
u\5g3BH  
{Q<0\`A  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). %BICt @E  
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。 h#O"Q+J9n  
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。 )k~1,  
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。 <ge}9pU)o^  
下面就是产生这个functor的类: @LC~*_y   
UT;4U;a,m  
T/Q==Q{W:  
template < typename Actor > L]>4Nd  
class do_while_actor |D(&w+(  
  { *[ #*n n  
Actor act; ^Y<M~K972  
public : ?%;B`2 nDR  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^Fvr f`A'  
T^NJ4L4#  
template < typename Cond > @#CF".fuN>  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; bqNLkw#  
} ; %O_t`wz  
&%:*\_2s  
_/ Tlqzp  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 25&nwz  
最后,是那个do_ -$m@*L  
Zly-\ z_  
3FY_A(+  
class do_while_invoker #nbn K  
  { *+W6 P.K  
public : ;"SZ}  
template < typename Actor > `$f2eB&   
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ##2`5i-x  
  { <vLdBfw&N  
  return do_while_actor < Actor > (act); i :EO(`  
} c _p[yS  
} do_; o oDdV >  
A`Q >h{  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? }bCK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 uDI}R]8~  
最后来说说怎么处理break和continue .xo_}Vw  
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。 59~FpjJ  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五