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
  • 4016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 yY#h 1  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 HT.,BF  
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, 'l'3&.{Yfk  
:ts3_-cr  
O\<zQ2m  
)BJkHED{  
  class filler %"{P?V<-V  
  { mqZK1<r  
public : hV@ N -u^  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ZUI6VM  
} ; ZxtO.U2  
v< P0f"GH  
ta?NO{*  
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: #da{3>z:  
9 dNB _  
,b5'<3\  
63E6nW M  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); $#rkvG_w  
f\R_a/Us  
PMsb"=Ds  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 !=YEhQ-  
#Vum  
utmJ>GWSI  
]Za[]E8MD  
二. 战前分析 3jZGO9ttnS  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 iZNS? ^U  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 Mxl;Im]!`.  
sywuS  
,&BNN]k  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +2iD9X{$MX  
  /* --------------------------------------------- */ =][ )|n  
vector < int *> vp( 10 ); RI*n]HNgy+  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 5 tKgm/  
/* --------------------------------------------- */ i8?oe%9l  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); [!)HWgx  
/* --------------------------------------------- */ 1J[$f>%n]  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); (xo`*Q,+  
  /* --------------------------------------------- */ LAC&W;pJ"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); !yv>e7g^  
/* --------------------------------------------- */ ;O7"!\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); v*V( hMy  
xn`)I>v  
P^OmJ;""D  
}-fHS;/  
看了之后,我们可以思考一些问题: BWxfY^,'&6  
1._1, _2是什么? :6Z2@9.}w  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 +6uf6&.@~  
2._1 = 1是在做什么? )h@PRDI_  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 6:(s8e  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 o9}\vN0F  
{}s/p9F4  
}.o.*N  
三. 动工 AE:(:U\  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: iZG-ca  
Dn)yBA%  
_. 9 5>`  
U,!qNi}  
template < typename T > ]EHsRd  
class assignment ?7fqWlB  
  { =@d#@  
T value; CcUF)$kz  
public : w1I07 (  
assignment( const T & v) : value(v) {} FO/cEu  
template < typename T2 > lo!pslqsn  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } [yMSCCswW  
} ; KKsVZ~<6u  
 Z}t;:yhR  
MiZ<v/L2  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ND1hZ3(^  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment x\'3UKQP+^  
:6o%x0l  
g?80>-!bF  
:#g.%&  
  class holder fNLO%\G~2  
  { Z7bJ<TpZ  
public : ?wHhBh-Q  
template < typename T > 85!]N F  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const [y8(v ~H  
  { 3: GwX4yW  
  return assignment < T > (t); f$FO 1B)  
} ~R[ k^i.Y  
} ; l)\Q~^cxd  
=Xvm#/  
+d#8/S*  
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: +IS6l*_y>6  
)P7ep  
  static holder _1; vu)EB!%[  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 oz=V|7,  
{F wvuk  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); F^/KD<cgK  
而不用手动写一个函数对象。 ^B1Ft5F`b  
O1~7#nJ*4[  
|@_<^cV110  
&?y@`',a0{  
四. 问题分析 Ub\^3f  
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。 w<H2#d>5!@  
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。 VLV]e_D6s  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 y7/4u-_c  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ~qZ6I)?  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $e+4Kt ,  
:4AIYk=q  
五. 问题1:一致性 CmXLD} L_x  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| pfZ[YC-  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 FdE?uw  
hrnE5=iY  
struct holder m!KEK\5M?  
  { NxF:s,a6  
  // W!$U{=  
  template < typename T > x:0swZ5Z  
T &   operator ()( const T & r) const AM=> P 7  
  { d;<'28A  
  return (T & )r; F5X9)9S  
} j5DCc,s  
} ; C7F\Y1Wj  
OCu_v%G 0  
这样的话assignment也必须相应改动: T;3qE1c  
FS 5iUH+5  
template < typename Left, typename Right > ]2l}[ w71|  
class assignment `Njvk  
  { YCE *Dm  
Left l; $VQ;y|K+[  
Right r; DTH}=r-  
public : p>eYi \'  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R`]@.i4tt  
template < typename T2 > [_jw8`  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } /RJ]MQ\*O  
} ; EC5 = 2w<  
hiibPc?I  
同时,holder的operator=也需要改动: z2{y<a9;?  
mKu,7nMvF  
template < typename T > -BP10-V  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Ms+ekY)  
  { $1B?@~&  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 0R? @JC  
} h!uyTgq  
EUs9BJFP  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 :l"B NT[/  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 U"/T`f'H z  
"Y^j=?1k  
return l(rhs) = r; Zoxblk  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 eCR^$z=c  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: r+m.! +  
{St-  
template < typename Tp > ,mx\ -lWFy  
class constant_t ;Q,t65+Am  
  { 0?oL zw&  
  const Tp t; 9[JUJ,#X'0  
public : ;=$;h6W0  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} kJl^,q  
template < typename T > ]VQd *~ -  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const iS)-25M'  
  { r'yNc&~  
  return t; UUDHknm"  
} kh# QT_y  
} ; 7w2$?k',-  
V-7l+C5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ?o.d FKUe  
下面就可以修改holder的operator=了 N$e mS  
%\,9S`0  
template < typename T > _BA; H+M  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const a9;KS>~bq  
  { OQfFS+6  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); hFm^Fy[R  
} ,vmn{gz  
)bih>>H  
同时也要修改assignment的operator() qD*y60~]zz  
/0qbRk i  
template < typename T2 > YFS6YA  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 0ZwXuq  
现在代码看起来就很一致了。 k L6s49  
/d}"s.3p  
六. 问题2:链式操作 +kd1q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 I;"pPJ3G  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 d'Bxi"K  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 8#JX#<HEo  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 TW>GYGz  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct UH6 7<_mK  
9vyf9QE;  
template < typename T > UL}wGWaoG  
struct result_1 &~+QPnI>Pm  
  { 6d/Q"As  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; VQqBo~  
} ; ?ckV 2  
b4dviYI  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 2#:p:R8I>  
J)n_u),  
template < typename T > r@C~_LgL)  
struct   ref Dq~;h \='  
  { 1xEOYM)  
typedef T & reference; =q]!"yU[d  
} ; }R 16WY_'  
template < typename T > ;6``t+]q   
struct   ref < T &> Z6${nUX  
  { Ur]$@N  
typedef T & reference; #0T/^ #  
} ; FHU6o910  
'I/_vqp@  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: [5~mP`He  
5C1EdQ4S0  
template < typename T > (o IGp  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const |?VJf3 A  
  { 1N(1h D  
  return l(t) = r(t); 8u~  
} G`n $A/9Q  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 -O\i^?lD;  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Rs5lL-I  
{*B0lr`  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 wjl)yo$z  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: \Aro Sy9  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 <skqq+  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;x\oY6:  
最后的布局是: :Q"|%#P  
                Add R6(:l; W  
              /   \ hm73Zy  
            Divide   5 ~x8nC%qPvq  
            /   \ pAatv;Ex  
          _1     3  "&k(lQ4  
似乎一切都解决了?不。 xA(z/%  
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。 lh'S_p8g  
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。 y8s!sO  
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: _xv3UzD  
M]r?m@)  
template < typename Right > )L:e0u  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 7?R600OA  
Right & rt) const JXJ+lZmsz  
  { u|t l@_  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8-x-?7  
} 1V1I[CxlX  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 70 7( LG  
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。 op9dYjG7  
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。 b*?u+tWP_  
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。 [ -$ Do  
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。 WuU wd#e  
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? uRko[W(  
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: !-7n69:G  
i WD|F-  
template < class Action > Z,#H\1v3lB  
class picker : public Action 0i_:J  
  { klJ21j0Bb2  
public : ;B=aK"\  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ia'z9  
  // all the operator overloaded Q"qI'*Kgt  
} ; fYUV[Gm  
l{Df{1b.  
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。 JnsJ]_<  
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: r+Ki`HD%  
O<cP1TF  
template < typename Right > ;`#R9\C=h  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ;Z{D@g+  
  { swF{}S"  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); t 6nRg  
} P'U2hCif  
x>[]Qk^?q  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Io.RT+slB  
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。 D8Fi{?A#FV  
Y'|,vG  
template < typename T >   struct picker_maker y+ze`pL?  
  { [oTe8^@[  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Z71m(//*}  
} ; e7U\gtZ.  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > {zAI-?#*u  
  { u)0I$Tc"  
typedef picker < T > result; _h!.gZB3  
} ; N;|^C{uz  
sWYnoRxu  
下面总的结构就有了: TsTc3  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 b4_0XmL  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 w2nReB z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 \2s`mCY  
至此链式操作完美实现。 [Iks8ZWr_  
O6;"cUv  
tON>wmN  
七. 问题3 sFFQ]ST2p  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 a<G&}|6  
<:&vAX L  
template < typename T1, typename T2 > 2cYBm^o|x  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i 6G40!G=)  
  { uatUo  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); yU v YV-7  
} yQ2=d5'V`  
&j 4pC$Dj  
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: )Zr9 `3[  
=hKAwk/^  
template < typename T1, typename T2 > '{d@Gc6.  
struct result_2 B'}?cG]  
  { }sXTZX  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; +x"uP  
} ; FRd"F$U  
O_:l;D#i  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? _nbr%PD,  
这个差事就留给了holder自己。 aZA ``#p+  
    T^}UE<  
sW[-qPK<  
template < int Order > A"V mxP  
class holder; >7>I1  
template <> 'Z`7/I4&  
class holder < 1 > y"JR kJ  
  { KMRPleF  
public : yn62NyK  
template < typename T > |u&cN-}C d  
  struct result_1 FO2e7p^Q  
  { vQEV,d1  
  typedef T & result; 1)(>'pY  
} ; I/dy^5@F  
template < typename T1, typename T2 > !ZBtXt#P  
  struct result_2 @[n#-!i  
  { 3$\k=q3`#  
  typedef T1 & result; W'[V$*  
} ; bx3Q$|M?  
template < typename T > <gp?}Lk  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const X NJ4T]><  
  { [*',pG  
  return (T & )r; s6bsVAO>  
} bHwEd%f  
template < typename T1, typename T2 > I^ ?tF'E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const kU<t~+  
  { l[}4 X/  
  return (T1 & )r1; c2npma]DZ  
} tq3_az ~1  
} ; ;m(iKwDt  
sl]< A[jR  
template <> E#k{<LYI  
class holder < 2 > MYAt4cHc2  
  { w_(3{P[Iz  
public : THYw_]K  
template < typename T > '.mepxf< f  
  struct result_1 k +-w%  
  { _[2@2q0  
  typedef T & result; S&-K!XyJ  
} ; 5'lPXKn+L  
template < typename T1, typename T2 > #4^d#Gj  
  struct result_2 B 71/nt9  
  { @]@|H?  
  typedef T2 & result; A lU^ ,X  
} ; iod%YjZu  
template < typename T > ||$&o!;/L  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %**f`L%jN  
  { O`5,L[i1y  
  return (T & )r; *T5;d h (  
} P$)g=/td1  
template < typename T1, typename T2 > }s}g}t8v-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const <)VgGjZ-H  
  { f`9Mcli !  
  return (T2 & )r2; V ;T :Q%  
} q-F K=r 5  
} ; 4qQ,1&!]S  
G7%bY  
U.7fMc#  
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> >。 * DL7p8  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: v,KKn\X  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: aB]0?C y9(  
2xI|G 3U  
return l(i, j) = r(i, j); ~^m Uu`@r  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) [{x}# oRSE  
xnP!P2  
  return ( int & )i; ^jdU4  
  return ( int & )j; t^rw@$"}  
最后执行i = j; )Z}AhX  
可见,参数被正确的选择了。 %ByPwu:f  
9j,g&G.K  
n>M`wF>  
.w2ID  
.Mt3e c<  
八. 中期总结 TktH28tK  
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: }r,\0Wm  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 E[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。 FKa";f"  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor X\|!  
Tg\bpLk0=  
YDt+1Kw}D  
y>^a~}Zq  
jwZ,_CK  
0I&k_7_   
九. 简化 ^t;z;.g  
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。 ks '>?Dw  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 (Fv tL*  
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: xs$$fPAQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 yK~=6^M  
  +-*/&|^等 iG N\ >m}  
2. 返回引用。 _fGTTw(  
  =,各种复合赋值等 cnv>&6a)  
3. 返回固定类型。 }cKB)N BJb  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) pfA6?tP`  
4. 原样返回。 zw0w."V  
  operator, XX6Z|Y5.  
5. 返回解引用的类型。 L4#pMc  
  operator*(单目) O7K.\  
6. 返回地址。 ]MbPivM  
  operator&(单目) I=Y>z ^4  
7. 下表访问返回类型。 (i1JRn-f  
  operator[] vvoxK0  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 / HTY>b  
  operator<<和operator>> GD W@/oQr  
gYpMwC{*d  
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。 Ui{%q @  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: v3tJtb^'!  
bOS)vt*V  
template < typename Left > MK$u }G  
struct value_return <n"BPXF~  
  { D #ddx  
template < typename T > QLA.;`HIE  
  struct result_1 bz>X~   
  { cr7MvXF-  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; $vO&C6m$  
} ; {Kz,_bo  
-%K!Ra\W  
template < typename T1, typename T2 > jmok]-pC  
  struct result_2 f8 d 3ZK  
  { *GP2>oEM  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; jG5HW*>k0  
} ; nB[-KS  
} ; ~(5r+Z}*`  
k9|5TLXq?  
]I*c:(qwu  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait .6B\fr.za  
<g4}7l8  
下面我们来剥离functor中的operator() .R9Z$Kbq  
首先operator里面的代码全是下面的形式: e|~MJu+1  
XR5KJl  
return l(t) op r(t) 2iAC_"n  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 5E:$\z;  
return op l(t) 5of3&  
return op l(t1, t2) q}1ZuK`6  
return l(t) op =W(*0"RM  
return l(t1, t2) op B5e9'X^ [  
return l(t)[r(t)] p6VD*PT$&  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Z6jEj9?O  
*6uccx7{  
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: ?GhyVXS y.  
单目: return f(l(t), r(t)); "tK%]c d-  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); :FyF:=  
双目: return f(l(t)); ~6vz2DuB=  
return f(l(t1, t2)); >yIJ8IDF  
下面就是f的实现,以operator/为例 5~Y`ikwxL  
"L~(%Nx3  
struct meta_divide 6|TSH$w_  
  { O 4 !$  
template < typename T1, typename T2 > CSk]c9=  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) dWqn7+:  
  { *[Hrbln  
  return t1 / t2; #;!&8iH  
} Fsx?(?tCMo  
} ; )Q)qz$h@  
xU *:a[g  
这个工作可以让宏来做: !-gU~0  
,Q`qnn&  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ %+7]/_JO&  
template < typename T1, typename T2 > \ @KG0QHyiU  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 0p.bmQSH  
以后可以直接用 s -i|P  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 0mw1CUx9K  
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 V"FQVtTx7  
(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。。。) lame/B&nc  
'U@o!\=a  
(IJNBJb  
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 _|HhT^\P  
3v* ~CQy9  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \P\Z<z7jy  
class unary_op : public Rettype ;*K4{wvG  
  { R>' %}|v/  
    Left l; _k-_&PR  
public : "kg`TJf=  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7#8Gn=g  
=x~I'|%3  
template < typename T > pwUXM?$R  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const eH&F gmU  
      { ^aFm6HS1  
      return FuncType::execute(l(t)); 9I/b$$?D  
    } MNT~[Z9L5G  
rk=D5E7  
    template < typename T1, typename T2 > ^xo<$zn  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .nV2 n@SR  
      { Ebg8qDE  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 5/H,UL  
    } ,'#TdLe  
} ; {C1crp>q  
^E&PZA\,;  
lU WXXuO]  
同样还可以申明一个binary_op 7Z-j'pq  
Z%T Ajm  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Sn CwoxK  
class binary_op : public Rettype g40Hj Y  
  { OATdmHW  
    Left l; Uj@th  
Right r; ?u|??z%  
public :  7WJ \nK  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} j0=6B  
{>&~kM@  
template < typename T > [m~J6WB  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .6?"<zdPU  
      { igO>)XbsM  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); MDMd$] CW  
    } Lx"GBEkt7  
q*!R4yE;C  
    template < typename T1, typename T2 > 'H1~Zhv  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `y8pwWo-o  
      { _\!]MV  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Z~'t'.=z  
    } t;O)   
} ;  tm1 =  
pP<8zTLn  
`FHudSK  
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 F^ q{[Z  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ldv@C6+J  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) L3&Ys3-h  
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。 )XI[hVUA  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! *dBy<dIy  
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。。。 3bEcKA_z(  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 d\z6Ob"t  
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) F%>$WN#2  
下面是修改过的unary_op  C=D*  
@!ChPl  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > c-Gp|.C  
class unary_op -H| 9 82=  
  { .qBc;u  
Left l; tr<~:&H4T  
  <'Q6\R}:vC  
public : ]xC56se  
]ua3I}_B6v  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} hA=uoe\  
&AiAd6  
template < typename T > ]uXJjS f  
  struct result_1 (qn=BP I  
  { ~(kEGEF  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; /ViY:-8s  
} ; J,W<ha*  
yi7.9/;a  
template < typename T1, typename T2 > q'D Ts9Bj  
  struct result_2 *A-_*A  
  { U%3N=M  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 6v%yU3l  
} ; mxNd  
x#{!hL 5G  
template < typename T1, typename T2 > aNbS0R>l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const /VR~E'Cy%  
  { ;hj lRQ\  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); F^Ut ZG+  
} :e<jD_.X  
MU<(O}  
template < typename T > 6?Ncgj &@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0R x#Fm  
  {  ?kjQ_K  
  return OpClass::execute(lt(t)); g 9,"u_  
} F^,:p.ihm<  
{3Inj8a=?A  
} ; 1U\ap{z@  
Q%e<0t7  
?m7:@GOE1  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug xAm tm"  
好啦,现在才真正完美了。 S^O9}<2g  
现在在picker里面就可以这么添加了: YQ0#j'}/  
^[<BMk  
template < typename Right > Pnytox  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ^eW<-n@^  
  { BabaKSm}LP  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); )&6gju7(  
} Y6{^cZ!=  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 M7#!Y=  
m8n)sw,,  
EQ%ooAb8  
<G})$f'x2  
wAh]C;+{  
十. bind +n^M+ea;  
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。 U`v2Yw3E  
先来分析一下一段例子 qS?o22  
p fc6;K:d  
W(q3m;n  
int foo( int x, int y) { return x - y;} '-wmY?ZFxy  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 pcMzLMG<  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 !GOaBs  
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。 0X)vr~`  
我们来写个简单的。 +\!.X _Ij  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: %=**cvVy  
对于函数对象类的版本: {FI zoR"  
)uqzu%T  
template < typename Func > rPH7 ]]  
struct functor_trait i>M%)HN  
  { aZ@pfWwa:  
typedef typename Func::result_type result_type; Pps$=`  
} ; "vGh/sXW  
对于无参数函数的版本: 0C4eer+D  
i/:L^SQAq  
template < typename Ret > PMjNc_))  
struct functor_trait < Ret ( * )() > U[C>Aoze  
  { 5|*{~O|  
typedef Ret result_type; % /:1eE`!S  
} ; 2A_1E \  
对于单参数函数的版本: MQ,K%_m8  
IQ&PPC  
template < typename Ret, typename V1 > WNR]GI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Vr2A7kq  
  { gP_N|LuF"  
typedef Ret result_type;  : (UK'i  
} ; >u=  
对于双参数函数的版本: "FHJ_$!  
Q,?_;,I}  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > /@:X0}L  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > >n7h%c  
  { 0C zQel)L:  
typedef Ret result_type; TdFU,  
} ; I Q_6DF  
等等。。。 I`_2Q:r  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy (%_X{R'  
f:Pl Mv!{  
template < typename Func > 8eqTA8$?  
struct func_return T Q41i/{  
  { .7Mf(1:  
template < typename T > 7hJX  
  struct result_1 yaz6?,)  
  { CL0 lMZ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -A#p22D,5  
} ; kcS7)"/ zC  
/2Izj/Q  
template < typename T1, typename T2 > ?LMQz=  
  struct result_2 y._'o7%  
  { dD,}i$  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; bi8_5I[  
} ; j]Gn\QF  
} ; !Z_+H<fi+I  
e!6yxL*[@[  
ebA95v`Vms  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 =$OGHc  
suEK;Bk9  
template < typename Func, typename aPicker > Nu7>G  
class binder_1 &S4*x|-C&  
  { Fk=SkS ky  
Func fn; ] SJ#:7  
aPicker pk; 7z? ;z<VJ  
public : |d0ZB_ci  
B*tYp  
template < typename T > c64^u9  
  struct result_1 @)>Z+g  
  { l'I:0a 4T  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; )<5k+O~  
} ; )j;^3LiV3  
=p+n(C/  
template < typename T1, typename T2 > W&5/1``u\  
  struct result_2 _X#Rv2a  
  { m%0 -3c(  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; '0 Cp  
} ; ,HP }}K+S  
^E^`"  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} J9lZ1,22  
4iAF<|6s  
template < typename T > +b 6R  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const um%_kX  
  { 5L3+KkX@  
  return fn(pk(t)); 6Vnq|;W3Zv  
} [ar0{MPYd  
template < typename T1, typename T2 > .B]l@E-u  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "t^v;?4  
  { W>#yXg9  
  return fn(pk(t1, t2)); mx^Ga=: ?  
} \3hA_{ w  
} ; =~ Uhr6Q  
tp`1S+'~j  
??F* Z" x  
一目了然不是么? u1meys a{0  
最后实现bind VcKB:(:[  
R;DU68R  
Sf S3}Tn[  
template < typename Func, typename aPicker > |gE1P/%k  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) +W4}&S  
  { OZ\6qMH3e  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); #Hrzk!&9   
} L/"MRQ"  
HAjl[c  
2个以上参数的bind可以同理实现。 W6<oy  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 F! !HwI  
>!Yuef <P  
十一. phoenix Cd*h4Q]S  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: UDEGQ^)Xz|  
t@!n?j I  
for_each(v.begin(), v.end(), f$dPDbZQ  
( O cL7] b0  
do_ e |Ri  
[ ;M?)-dpZ  
  cout << _1 <<   " , " <>6j>w_|  
] u1/ >)_U  
.while_( -- _1), b,Wm]N  
cout << var( " \n " ) =zFROB\  
) AJ7w_'u=@  
); %)j&/QdzF&  
?4':~;~  
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: CyIlv0fd}  
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 FMdu30JV  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ! AwMD  
那么我们就照着这个思路来实现吧: uG\~Hxqw7O  
*I 1H  
y?OP- 27y  
template < typename Cond, typename Actor > \:;MFG'  
class do_while irQ'Rm [  
  { L('1NN 2  
Cond cd; $e+sqgU  
Actor act; AERJ]$\  
public : aDdxR:  
template < typename T > *$=i1w  
  struct result_1 LwB1~fF  
  { M FIb-*wT  
  typedef int result_type; cK'g2S  
} ; !Ubm 586!  
g,d_  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 2iNLm6"  
W{;Qi&^ca  
template < typename T > (p2`ofj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :u4|6?  
  { AA5G` LiT  
  do a/ A c^!(  
    { ko@ej^  
  act(t); L"ho|v9:  
  } `N\ ^JAGW  
  while (cd(t)); :{a< ~n`  
  return   0 ; pyhXET '  
} |mt W)  
} ; ZxvH1qx8  
es7;eH*O9  
[e><^R*u  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 9d"*Z%!j  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 5e7YM@ng  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 XO]^+'U}p  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 AQZ<,TE0,  
下面就是产生这个functor的类: bqbG+ g  
5Od%Jhtt  
PIH\*2\/  
template < typename Actor > 1h@qcom9K_  
class do_while_actor @JGmOwZ  
  { 4vg3F(   
Actor act; :$D*ab^^P  
public : ehW[LRtq  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} qcs) p  
_UVpQ5pN  
template < typename Cond > 8C{&i5kj\E  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; UPH#~D!  
} ; .,u>WIUxj  
OQumA j  
eu5te0{G  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Aits<0  
最后,是那个do_ h@`Rk   
<)ZQRE@  
|5vcT, A  
class do_while_invoker <ww D*t  
  { c+l1 l0BA  
public : ZuGSRGX'  
template < typename Actor > 4.,EKw3  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const :-{"9cgF R  
  { CmB_g?K  
  return do_while_actor < Actor > (act); O_;BZzT  
} Bj 7* 2}  
} do_; XH%pV  
/[TOy2/;%b  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? UIEvwQ  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 c~U0&V_`j  
最后来说说怎么处理break和continue \kQ)fk]^  
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。  ]~;*9`:  
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