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
  • 5592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 <\5E{/7Tl  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 SBG.t:  
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, ?Ns aZ  
$4rMYEn08  
rqi|8gKY  
9$N~OZ;-*x  
  class filler ?_G?SQ  
  { qMmhmH)Gp  
public : 1n+JHXR\  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} l Gy`{E|  
} ; 7E)*]7B%  
#,\qjY  
gn4 Sz")  
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: N51RBA  
3 *[YM7y  
7D)i]68E  
mMtX:  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Kd^,NAg  
G\o *j |  
eTY" "EWU  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2z=aP!9]  
0HS"Oxx'  
>=3ay^(Y2D  
^/v!hq_#%&  
二. 战前分析 ;,jms~ik  
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。 3h>5 6{P  
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 :~dI2e\:  
+ |d[q?  
p#fV|2'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); K6; sxF  
  /* --------------------------------------------- */ ; Uf]-uS  
vector < int *> vp( 10 ); >KnXj7  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]tDuCZA  
/* --------------------------------------------- */ ?Y#x`DMh  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); a2`|6M;  
/* --------------------------------------------- */ ;kiL`K  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 5o R/Q|^  
  /* --------------------------------------------- */ hS7o=G[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); *Z=:?4u  
/* --------------------------------------------- */ IAa}F!6Q1  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); !S}4b   
J+20]jI  
o+.LG($+U  
v6_fF5N/  
看了之后,我们可以思考一些问题: 9)]asY  
1._1, _2是什么? ~xP4}gs1  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 fp2.2 @[  
2._1 = 1是在做什么? I2<t?c:Pn<  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 v d}Y$X  
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。 B&k"B?9mL  
L]|[AyNu  
kc&MO`2 W\  
三. 动工 xHY#"   
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 1 n<7YO7}  
Y)]x1I  
6 P6Pl&  
*#2]`G)  
template < typename T > ;/]v mgl2  
class assignment WT9 k85hqj  
  { )=c/{  
T value; xxC2F:Q?U  
public : 9Jhc5G  
assignment( const T & v) : value(v) {} ('7qJkV  
template < typename T2 > #:n:3]t  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } } :8{z`4H  
} ; Qt+;b  
XrD@q  
AUvUk<a  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 8@Kvh|  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment \9GJa"xA`  
*D$[@-7  
mUW4d3tE  
nd)bRB  
  class holder nVVQ^i}`G  
  { +8\1.vY  
public : !E+.(  
template < typename T > g1TMyIUt[  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Tf1G827  
  { bx&?EUx+b  
  return assignment < T > (t); ndU<,{r  
}  UX& ?^]  
} ; bzt(;>_8  
K_X10/#b&  
Pa-p9]gq  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: Lupug"p0   
3HP o*~"]  
  static holder _1; {x#I&ra  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 G uLU7a  
2,,t+8"`  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); hs5aIJ  
而不用手动写一个函数对象。 HMymoh$Q  
WG0Ne;Ho  
ev_4!+ko  
/T_@rm  
四. 问题分析 (dh{Gk4=+  
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。 {!`0i  
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。 vdLBf+Zi  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 o2C{V1nB  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 sAG#M\A6  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 9nrH 6]  
4.}{B_)LK  
五. 问题1:一致性 @d]a#ypU  
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?| >w~Hq9  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 nA#FGfZ{Ge  
*$eMM*4  
struct holder sD[G?X  
  { Fuuy_+p@G  
  // W"a%IO%'  
  template < typename T >  @{|vW  
T &   operator ()( const T & r) const lSu\VCG  
  { B]o5 HA<k  
  return (T & )r; 2# y!(D8  
} V"T48~Ue  
} ; j(|9>J*,~G  
/Dl{I7W   
这样的话assignment也必须相应改动: _RHB ^y;-  
~rWys=  
template < typename Left, typename Right > TzJp3  
class assignment pS vqGJU3  
  { vl{G;[6  
Left l; ?!4xtOA  
Right r; V#Hg+\{d  
public : d 1 8>0R  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} };z[x2l^  
template < typename T2 > ;MH<T6b  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } )S;pYVVAl  
} ; l".LtUf-  
2!u4nxZ.  
同时,holder的operator=也需要改动: wInJ!1  
xElHYh(\  
template < typename T > Gidh7x  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const !BocF<UE  
  { nF8|*}w  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); KG! W,tB  
} ^s_BY+#  
;c!}'2>vM  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 ,1}c% C*,Q  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 F"k.1.  
?Z ]5 [  
return l(rhs) = r; |@a.dgz,  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 aWe?n;  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;E"TOC  
tocZO  
template < typename Tp > y$f{P:!"{3  
class constant_t xM dbS4&!  
  { :UMtknV  
  const Tp t; oY#62&wk4  
public : |N{?LKR %  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} zuq7 x7  
template < typename T > :slVja$e  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const -/k;VT|  
  { ]~!jf  
  return t;  yO7xAb  
} iL%Q@!ka  
} ; <d$L}uQwg  
Y 0f"}A1  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 vU X(h.}8  
下面就可以修改holder的operator=了 \ nIz5J}3  
OqaVp/,  
template < typename T > b*7:{ FXg  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const .fQ/a`AsU  
  { 4!%TY4 bJ  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Q9UBxpDV:  
} E7_)P>aS5  
y2>XLELy  
同时也要修改assignment的operator() w}OJ2^  
<0Mc\wy  
template < typename T2 > \5]${vs&s  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } NaR/IsN8%  
现在代码看起来就很一致了。 _x.<Zc\x  
:|GC~JElo5  
六. 问题2:链式操作 W' DpI7  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 C Rd1zDB  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 BRTM]tRZ  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 F)W7,^=X>-  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 VUo7Evc:.P  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct _o 2pyV&  
8f^QO:  
template < typename T > &I&:  
struct result_1 Ac0^`  
  { 5BL4VGwJ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 44uM:;  
} ; #hA]r.  
AE_7sM  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: [r,ZM  
0={@GhjApL  
template < typename T > RjII(4Et  
struct   ref j2U iZLuV  
  { bVB_KE  
typedef T & reference; y5td o'Ex  
} ; sd@JQ%O  
template < typename T > ^`W8>czi  
struct   ref < T &> 5$v,%~$Xds  
  { @AXRKYQ{t  
typedef T & reference; +YL9gNN>P  
} ; ZQZBap"  
Po%+:0oX  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: NA%(ZRSg(  
x >u \  
template < typename T > r[>=iim  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const i|z=q  
  { m.F \Mn  
  return l(t) = r(t); ZB+N[VJs)  
} ST#OO!  
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。 ,?OV39h  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 qdlz#-B  
.,)C^hs@  
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 Dlc=[kf9  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ?r~|B/ ]  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 VSK!Pc.G}  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 v<*ga7'S  
最后的布局是: 1eg/<4]hA  
                Add CXb-{|I}d  
              /   \ -,M*j|   
            Divide   5 M^i^_}~S;  
            /   \ ;1S~'B&1Q  
          _1     3 Mr5E\~K>s  
似乎一切都解决了?不。 @~4Q\^;NX  
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。 e?Pzhh a  
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。 m&GxL T6  
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: (<= &#e?  
.RI{\i`  
template < typename Right > j k%MP6  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const j{.P'5e@pZ  
Right & rt) const $VWeo#b  
  { H5L~[\ 5t  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); VtNY~  
} :YL`GSl  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 kRCuc}:SB  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 *, /ADtL  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 FME&v Uh/  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 . 6wyu7oK  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 w]4=uL6  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? g]'RwI  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: oKl^Ttr  
TRQ@=.  
template < class Action > [ n[!RddY  
class picker : public Action 9?VyF'r=  
  { ]Iku(<*Ya  
public : 9#:b+Amzz  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ! xU1[,9  
  // all the operator overloaded ]et4B+=i  
} ; 8\z5*IPGs  
K$S:V=y%r7  
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。 8Ol#-2>k$  
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: SF$]{ X  
- P;_j,~U  
template < typename Right > NWuJ&+gcO5  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const J&64tQl*  
  { iKy_DV;J  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); '$5.{o`s*1  
} a ?LrSk`  
h$#QRH  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > K`=O!;  
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。 VDCG 5QP6(  
'=|2, H]  
template < typename T >   struct picker_maker =B}a +0u!  
  { #WBlEVx;Z  
typedef picker < constant_t < T >   > result; _JlbVe[<  
} ; taS2b#6\+  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'A0.(a5  
  { k4|9'V&1*6  
typedef picker < T > result; Yx- 2ux  
} ; 0mJvoz\j8  
K;%P_f/KJP  
下面总的结构就有了: E7A psi4]  
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。 k7rFbrL Z  
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。 % D]vKv~<  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 zTDB]z!A  
至此链式操作完美实现。 v/n4Lp$W^  
\a:#e%]qz9  
&RRHmJI:  
七. 问题3 g7($lt>  
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。 |}~2=r z  
7H$0NMP  
template < typename T1, typename T2 > TU6e,G|t  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^;";fr Vw  
  { 4)L(41h  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2);  oCE=!75  
} Vy]y73~  
+T*=JHOD  
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: /S32)=(  
X?,ly3,  
template < typename T1, typename T2 > AT){OQF8&  
struct result_2 uFseO9F.2  
  { \)\uAI-  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; e):jQite   
} ; m `"^d #  
ZLsfF =/G  
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? "7v/ -   
这个差事就留给了holder自己。 #6<  X  
    6jv_j[[  
d~bZOy  
template < int Order > XLEEd?Vct9  
class holder; {!? @u?M  
template <> !N\<QRb\q  
class holder < 1 > _zAHN0d  
  { 9`83cL  
public : 8(yZX4OH>  
template < typename T > hu?Q,[+o  
  struct result_1 z >EOQe  
  { ]V|rOtxb  
  typedef T & result; &`#k 1t'  
} ; H .F-mm  
template < typename T1, typename T2 > zV)(i<Q  
  struct result_2 K gN=b  
  { RrFq"  
  typedef T1 & result; Rne#z2Ok  
} ; D?+\"lI  
template < typename T > XJx$HM&0M  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const $uw[X  
  { =?o,' n0  
  return (T & )r; HGuU6@~hu  
} <evvNSE  
template < typename T1, typename T2 > kEQ1&9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const T:v.]0l~  
  { N$\'X<{  
  return (T1 & )r1; _n6ge*,E  
} Z XCq>  
} ; rF9|xgFK  
[}xVz"8V  
template <> r]e1a\)r  
class holder < 2 > B3x4sK s  
  { 75@!j[QL<  
public : cB$OkaG#  
template < typename T > #'poDX?  
  struct result_1 z\S#P|;  
  { st- z>}  
  typedef T & result; r7Vt,{4/  
} ; t>hoXn^-  
template < typename T1, typename T2 > 5yOIwzr&Uu  
  struct result_2 Ck:RlF[6C  
  { ew13qpt)<L  
  typedef T2 & result; x)35}mi){L  
} ; Nk.m$  
template < typename T > $|kq{@<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ^Rr!YnEN  
  {  ?cG~M|@  
  return (T & )r; 2C6o?*RjyY  
} mLEJt,X  
template < typename T1, typename T2 > v'Y0|9c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const &a;{ed1B  
  { :n#8/'%1  
  return (T2 & )r2; #$5"&SM  
} ;(&$Iw9X  
} ; X8}m %  
WqX$;' }h  
UL{+mp  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 |`T$Iq  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: =`MxgK +  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: s3(mkdXv  
6o5NeKZ  
return l(i, j) = r(i, j); a+HGlj 2>  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Y ~TR`y  
|IcA8[  
  return ( int & )i; 0oNNEC  
  return ( int & )j; 1K* `i(  
最后执行i = j;  :EGvI  
可见,参数被正确的选择了。 (vR9vOpJ  
r\PO?1  
ZVelKI8>  
ABx< Ep6  
lfJvN  
八. 中期总结 ;[qA?<GJ  
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: <?2g\+{s9  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 CXQ+h  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 *VUD!`F  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor H=/;  
Sg&0a$  
e/7rr~"|  
jv ;8Mm  
 ff;9P5X  
vpg*J/1[  
九. 简化 lXT+OJF  
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。 0?$jC-@k:  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 /` ;rlH*  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: ;L*Ku'6Mt  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 +$uQ_ve  
  +-*/&|^等 >P9|?:c  
2. 返回引用。 #\zC|%2+z  
  =,各种复合赋值等 U/#X,Bi~  
3. 返回固定类型。 KgH_-REN  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1 $m[# 3  
4. 原样返回。 +L\Dh.Ir  
  operator, gmqL,H#  
5. 返回解引用的类型。 [PIh^ DhK  
  operator*(单目) @<TC+M5!  
6. 返回地址。 5y~ Srb?2  
  operator&(单目) &cpqn2Z  
7. 下表访问返回类型。 -=InGm\Y  
  operator[] 20,}T)}Tm  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 \H4$9lPk  
  operator<<和operator>> V;LV),R?  
b Y2:g )  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 CJYpgSr  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: WHy r;m3)  
u|+Dqe`  
template < typename Left > #rI4\K  
struct value_return |e_'% d&  
  { `C&@6{L  
template < typename T > PL|ea~/  
  struct result_1 jmBsPSGIC  
  { ?APCDZ^  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; &SW~4{n:  
} ; pwg\b  
]<BT+6L  
template < typename T1, typename T2 > 8x`E UJ  
  struct result_2 Ods~tM  
  { c }7gHud  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; M:*)l(  
} ; u.@B-Pf[Eo  
} ; x+bC\,q  
@@3%lr71   
zq'KX/o  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait h:=W`(n5u  
{+^&7JX  
下面我们来剥离functor中的operator() Rn$TYCO  
首先operator里面的代码全是下面的形式: I]-"Tw  
Zs|m_O G  
return l(t) op r(t) STL+tLJ  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) "rnVPHnQR  
return op l(t) {nj`>  
return op l(t1, t2) <u}[_  
return l(t) op 3kavzB[  
return l(t1, t2) op v05$"Ig  
return l(t)[r(t)] _Wtwh0[r*  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] PVi0|  
<xlyk/  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: Tl L,dPM  
单目: return f(l(t), r(t)); FL[,?RU?2  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); >aAsUL5W  
双目: return f(l(t)); tx$`1KA  
return f(l(t1, t2)); b?j\YX[e  
下面就是f的实现,以operator/为例 P]0/S  
aeE~[m  
struct meta_divide `hDH7u!U.  
  { #2dH2k\F  
template < typename T1, typename T2 > .k"unclT0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) SQ057V>'=  
  { 5 )z'=  
  return t1 / t2; 6SF29[&  
} wz{&0-md*'  
} ; 2-%9k)KH  
0V+v)\4FE  
这个工作可以让宏来做: !8*7{7  
}_oQg_-7e  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 5i-VnG  
template < typename T1, typename T2 > \ IOY<'t+  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; *&~(>gNF,  
以后可以直接用 ,0@QBr5P  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 6f^IAa|  
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 M%bD7naBq  
(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。。。) r<[G~n  
hf:\^w  
T*%O\&'r  
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 v+~O\v5Q  
"I QM4:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ;0o% hx  
class unary_op : public Rettype 1Q7]1fRu  
  { y=2nV  
    Left l; GK[9Cm"v  
public : pHKc9VC  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} hm0MO,i"  
~{ucr#]C  
template < typename T > FK @Gd)(  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0.&-1pw  
      { ;!B,P-Z"g  
      return FuncType::execute(l(t)); xk7VuS *  
    } \;1nEjIA  
m U= 3w  
    template < typename T1, typename T2 > 5nXmaj  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t4UL|fI  
      { V6&6I  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); J; N\q  
    } ~!P&LZ  
} ; F{E`MK~f_  
JvF0s}#4  
 = Atyy  
同样还可以申明一个binary_op IM_SZs  
M%OUkcWCk  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ZyV^d3F@$  
class binary_op : public Rettype 13A~."b  
  { jd.w7.8  
    Left l; X2`n&JE  
Right r; oK3PA  
public : $ve*j=p  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} NbK67p:  
I:M15  
template < typename T > ^sF(IV[>  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C3KAQ U  
      { n2Y a'YF  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); N7!(4|14  
    } "(iQ-g Mm  
"}b/[U@>  
    template < typename T1, typename T2 > AG|:mQO  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const h7PIF*7m e  
      { >$7{H]  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,WE2MAjhT  
    } 1]&{6y  
} ; 'VV"$`Fu"  
<CWOx&hr  
K@?K4o   
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 {a,U{YJ\H  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 1aezlDc*  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) \CBL[X5tr  
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。 SP4(yJy&  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! P&Wf.qr{:  
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。。。 J I E0O`  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 u17 9!  
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) ]+Z,HY@;-  
下面是修改过的unary_op >6|Xvtf  
%?J-0  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ZQyXzERp  
class unary_op zor  
  { 6%MM)Vj+u  
Left l; \q"vC1,9  
  n`D-?]*  
public : m,Mg  
=00 sB  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} _Nf%x1m5s  
=(Y+u  
template < typename T > [f?x ,W~  
  struct result_1 0y%s\,PsT  
  { S~B{G T\M  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Zbf~E {  
} ; ,Y@4d79  
IO"q4(&;P4  
template < typename T1, typename T2 > yY!@FGsA  
  struct result_2 Kc`#~-`,(  
  { k)agbx  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; C#. 27ah  
} ; G4%dah 5  
}x:}9iphF  
template < typename T1, typename T2 > J!H)[~2/  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const _xM3c&VeG  
  { 7b(r'b@N  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); PQ" v  
} Ci?RuZ"  
TlC? ?#  
template < typename T > 5:T}C@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GK{~n  
  { foe)_  
  return OpClass::execute(lt(t)); `~1#X  
} kQ|phtbI  
q)N^  
} ; ~sTn?~  
oot kf=  
1$ENNq#0  
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 -Zqw[2Q4  
好啦,现在才真正完美了。 6>[J^k%~w)  
现在在picker里面就可以这么添加了: CIQ9dx7>  
G5UNW<P2C  
template < typename Right > v %S$5  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ZFtN~Tg  
  { } A}Vd:#  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); iThf\  
} r|3<UR%  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 3u'@anre  
F 7X ] h  
9Yji34eDZ  
k"+/DK,:  
*enT2Q  
十. bind CL5t6D9Qi  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 5oR)  
先来分析一下一段例子 C <H$}f  
:!fU+2$`^(  
>(W\Eh{J  
int foo( int x, int y) { return x - y;} E :UJ"6  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 j:0< tj E  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~(eD 4"  
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。 vH@b  
我们来写个简单的。 v&xhS yZ  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: zI_pP?4;.q  
对于函数对象类的版本: SA~oGgk=P  
L/,M@1@R  
template < typename Func > Kk>va->R  
struct functor_trait #^w8Y'{?  
  { =!=DISPo  
typedef typename Func::result_type result_type; WB"90!  
} ; ;MW=F9U*  
对于无参数函数的版本: :Y4G^i  
qR^+K@ *|  
template < typename Ret > C`\yc_b9Pf  
struct functor_trait < Ret ( * )() > -IL' (vx  
  { =64Ju Wvo  
typedef Ret result_type; avd`7eH2  
} ; '3B7F5uLx"  
对于单参数函数的版本: u4Z Accj  
!lI1jb"  
template < typename Ret, typename V1 > <\L=F8[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > L F!S`|FF  
  { 8zpTCae^=7  
typedef Ret result_type; `'ak/%Krh  
} ; $ 3R5p  
对于双参数函数的版本: xS_tB)C  
Zrq\:KxX  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 6W)#F O`  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > tA-p!#V<k1  
  { v#9Uy}NJ9  
typedef Ret result_type; 'L2[^iF9  
} ; Jy0(g T  
等等。。。 ?IR+OCAA  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy LHq*E`  
t=n@<1d  
template < typename Func > '^BTa6W}m  
struct func_return n&FRjq9y  
  { -V:7j8  
template < typename T > 2MDY nMy  
  struct result_1 `%=!_|  
  { ];Y tw6A  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 2XV3f$,H  
} ; $lF\FC  
/+f3jy:d  
template < typename T1, typename T2 > .;37 e  
  struct result_2 3_Mynop  
  { La si)e=$<  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; t8Giv89{  
} ; 3EyVoS6D  
} ; m"vWu0/#  
UeaHH]U  
_%<q ZT  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 @&2# kO~=  
(?z"_\^n/  
template < typename Func, typename aPicker > yj mNeZ  
class binder_1 6{2 9cX.  
  { |]OI)w*  
Func fn; CPu~^ik  
aPicker pk; `YK#m4gc  
public : O_&Km[  
f6%7:B d  
template < typename T > n)rSgzI  
  struct result_1 _8OSDW*D5t  
  { 7niI65  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type;  -to3I  
} ; ^j7]> I  
"= *   
template < typename T1, typename T2 > u=sZFr@m[  
  struct result_2 6"La`}B(T8  
  { 4z,n:>oH  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +qmV|$rmM  
} ; j.UO>1{7  
./}W3  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} t<znz6  
}E\u2]  
template < typename T > TuzH'F  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const # |,c3$  
  { Q5tx\GE  
  return fn(pk(t)); e`Tssa+  
} .q9i10C  
template < typename T1, typename T2 > F vHd `  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  X&.LX  
  { hi9@U]H#  
  return fn(pk(t1, t2)); i}Cy q  
} gv9z`[erS  
} ; tCr? !Y~  
jUy$aGX  
]f3R;d  
一目了然不是么? KJ8Qi+cZ  
最后实现bind jLreN#:9  
PA>su)N$  
1'9YY")#  
template < typename Func, typename aPicker > 4z!(!J )  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) q@Sj$  
  { yx/.4DW1Ua  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 2R`}}4<Z  
} s%t =*+L\  
*gN)a%9  
2个以上参数的bind可以同理实现。 t`vIcCXqyl  
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。 \m1jV>q  
0vcM+}rw  
十一. phoenix oOHr~<  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: e"voXe  
6#1:2ZHKG  
for_each(v.begin(), v.end(), jW_FaPW(p  
( `rI[   
do_ XnV$}T:?X  
[ 3ypf_]<  
  cout << _1 <<   " , " firiYL"=44  
] Be2yS]U  
.while_( -- _1), BI 0 A0  
cout << var( " \n " ) Qb&gKQtt@  
) I07_o"3>qr  
); )` 90*  
Ss#UX_DT_  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: IT\ x0b cv  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor O_y?53X  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 f`8mES'gc8  
那么我们就照着这个思路来实现吧: "SN+ ^`  
V tJyE}  
i{6wns?KMj  
template < typename Cond, typename Actor > B;xGTl@8  
class do_while %Dm:|><V$b  
  { /S&8%fb  
Cond cd; }A'Ro/n  
Actor act; t+Hx&_pMj  
public : VNWa3`w  
template < typename T > b0R{cj=<[  
  struct result_1 M]M(E) *5  
  { =CjN=FM  
  typedef int result_type; nwPU{4#l<  
} ; UvM_~qo  
dLy-J1h\  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} {]dH+J7  
.3,6Oo  
template < typename T > hDHIi\%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const # dxS QmG  
  { txXt<]N  
  do ]*JH~.p  
    { 7.tEi}O&_g  
  act(t); gVI2{\a  
  } d]w%zo,yr  
  while (cd(t)); :pPn)j$  
  return   0 ; ~TfQuIvQB  
} r&c31k]E  
} ; sn?YD'>k  
HrS  
6$6Qk !%  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). (w{C*iB  
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。 +2S#3m?1  
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。 )90K^$93"  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 R SqO$~  
下面就是产生这个functor的类: w00Ba^W  
*q |3QHZ  
k?'<f  
template < typename Actor > B[nkE+s  
class do_while_actor \]+57^8r  
  { N(BCe\FV  
Actor act; gTjhD(  
public : /yS/*ET8  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} !E|k#c9  
Wg ?P"  
template < typename Cond > iHL`r1I!  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; t`y*oRy  
} ; '`fz|.|cbB  
<tp#KZE  
u.Z,HsEOb  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 @O%d2bgEWV  
最后,是那个do_ p7kH"j{xD  
7JHS8C<]  
hXx.  
class do_while_invoker K7N.gT*4  
  { a5xmIp@6  
public : "ZLujpZcG  
template < typename Actor > -!b@\=  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const @CU~3Md*  
  { zm('\KvT  
  return do_while_actor < Actor > (act); v9R"dc]0h  
} [#-!&>  
} do_; =j{r95)|u  
b&1-tYV  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? <m3or  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 /)E'%/"A  
最后来说说怎么处理break和continue 4%L-3Ij  
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。 ^HasT4M+x  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五