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
  • 5447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 #v89`$#`2  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ?Xlmt$Jp  
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, Nr|.]=K)5n  
^X)U^Qd  
~.VWrHC  
&.K8c phj  
  class filler jO3Q@N0_  
  { 8ftLYMX@  
public : rQ30)5^V|  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} :* /<eT_  
} ; gG*O&gQY  
p!hewtb5  
85w D<bN27  
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: |uj1T=ZY  
DS=kSkW^&5  
F2z^7n.S  
Mff_j0D  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); WxWgY}`  
A}t.`FLP,j  
",#rI+ el  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 wZE[we^Q"  
RLw=y{%p  
D<5gdIw  
_&19OD%  
二. 战前分析 vTh-I&}:  
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。 )WwysGkqol  
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 p%xo@v(  
{|%5}\%  
4{}u PbS  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); NO`LSF  
  /* --------------------------------------------- */ tN3Xn]   
vector < int *> vp( 10 ); AY [7yPP  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [9'5+RXw3  
/* --------------------------------------------- */ Dr7,>Yx  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ;Zw!  
/* --------------------------------------------- */ !yoj ZG MB  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); tE(x8>5A:  
  /* --------------------------------------------- */ gS4K](KH |  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 0b?9LFd  
/* --------------------------------------------- */ y{!`4CxF  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); &{Uaa  
^q%~K{'`-  
bxrByu~|1  
4JU#3  
看了之后,我们可以思考一些问题: RNl%n}   
1._1, _2是什么? s ~(qO|d  
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。 K*7*`6iU  
2._1 = 1是在做什么? 5\:#-IYJ  
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。 rouD"cy  
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。 nFw&vR/q  
03$Ay_2  
[EB2o.E sO  
三. 动工 B?#@<2*=L  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <2}"Y(zwKl  
&X}9D)\UJ  
] A<\ d  
14s+ &  
template < typename T > 0EPF; Xx  
class assignment j(va# f#  
  { z<: 9,wtbP  
T value; 7:jSP$  
public : `S;pn+5  
assignment( const T & v) : value(v) {}  4>0xS -  
template < typename T2 > l*B;/ >nR  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 'G@Npp)&^  
} ; goRoi\z $  
r/:9j(yxr  
:d)@|SR1  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 } ..}]J;To  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment D dt9`j  
0kmVP~K  
~4XJ" d3L  
/5U?4l(6[f  
  class holder /3FC@?l w4  
  { T{?!sB3  
public : X k<X:,T  
template < typename T > sJ3HH0e  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const dH#o11[  
  { Q1buuF#CU&  
  return assignment < T > (t); P1TL H2)  
} `\e@O#,^yI  
} ; 3zs~ Y3M?i  
0ZkA .p  
M?)>, !Z)  
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: < g6 [mS  
KXicy_@DC`  
  static holder _1; wQPjo!FEX  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Z~T- *1V  
:S~XE  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @HIC i]  
而不用手动写一个函数对象。 wz073-v>ZV  
FIC 2)  
dYf Vox;  
u'Mq^8  
四. 问题分析 +]5JXt^  
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。 )Je iTh^  
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。 M ;\K+,  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 s)~Q@ze2  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _F,@mQ$!  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 7F)HAbIS  
owmA]f  
五. 问题1:一致性 l~F,i n.  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| 0fi+tc 30  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 L|!9%X0.  
ZiVTc/b  
struct holder Ddt(*z /  
  { (Q#A Br8  
  // 89'nbg  
  template < typename T > M#F;eK2pf  
T &   operator ()( const T & r) const DC[ -<:B  
  { ;9B:E"K?@1  
  return (T & )r; PS(LD4mD  
} xU67ztS'E'  
} ; |JuXOcr4  
hb`b Q  
这样的话assignment也必须相应改动: ``>WFLWTn  
Bz /NFNi[p  
template < typename Left, typename Right > `P : -a7_  
class assignment m(*CuM[E  
  { (doFYF~w  
Left l; mgH4)!Z*56  
Right r; Tvf]OJ9N  
public : Er~5\9,/<]  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} CO4*"~']t  
template < typename T2 > BuK82   
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Dugr{Y/0  
} ; 'T+3tGCy+  
P(A%z2Ql  
同时,holder的operator=也需要改动: NrS1y"#d9  
(MJu3t @  
template < typename T > =_.Zv  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ")x9A&p  
  { )9L1WOGi  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); H'Z[3e  
} jr~76  
!C#q  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 |iO2,99i  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 8M(N   
{%UY1n  
return l(rhs) = r; (_U&EX%  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 N @]*E  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: `9b D%M  
<(s+  
template < typename Tp > s{< rc>  
class constant_t X#+A?>Z]}<  
  { 1wGd5>GDA  
  const Tp t; NZdQz  
public : i aP+Vab  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} %<I0-o  
template < typename T > 4y%N(^  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 8.]dThaq  
  { vP88%I;  
  return t; o?/N4$&5l  
} 9Z7o?S";  
} ; )h>Cp,|{  
[x-Z)Q. 5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 i"sVk8+o!  
下面就可以修改holder的operator=了 C.pNDpx-  
<J?i+b  
template < typename T > G8akMd]2  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const $\m=-5 0-  
  { Ha4?I$'$  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Hdj0! bUx  
} Z-]d_Y~m4  
+,c;Dff  
同时也要修改assignment的operator() =2->1<!x6<  
>/$Q:92T  
template < typename T2 > n'%*vdHK m  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } |Q.?<T:wt=  
现在代码看起来就很一致了。 /$I&D}uR`  
_%Mu{Ni&  
六. 问题2:链式操作 &$vDC M4  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 }Ct_i'Ow  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 p5G O@^i  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 /Hx%gKU  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 /M B0%6m  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct h/eKVRGs"  
AB}Qd\  
template < typename T > X+bLLW>&  
struct result_1 .t7D/_  
  { HT kce,dQ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 6q6&N'We  
} ; Dzc 4J66  
~''qd\.f$  
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: HHa7Kh|-H  
Q.M3rRh  
template < typename T > K& 2p<\2  
struct   ref tlqDY1  
  { od?Q&'A  
typedef T & reference; q:1 1XPP  
} ; 6t/})Xv  
template < typename T > E(]yjZ/  
struct   ref < T &> bKG:_mWe w  
  { ~g>15b3  
typedef T & reference; Tff7SEP  
} ; *~2jP;$  
iT9cw`A^%  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: R/<  /g=  
r/3 !~??x  
template < typename T > +apIp(E+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const k= nfo-h  
  { {TE0  
  return l(t) = r(t); 98o;_tU'  
} G?>~w[#mQR  
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。 /i DS#l\0  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 O&d(FJZ  
kD MS7y<s  
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 ( 9dV%#G\  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: wyAqrf  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ^/Gjk  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Mk,8v],-Tj  
最后的布局是: Yg2z=&p-{"  
                Add .B#Lt,m  
              /   \ "%A[%7LY  
            Divide   5 Z2*hQ`eE  
            /   \ wrGd40  
          _1     3 \+L_'*&8  
似乎一切都解决了?不。 J,m.LpY  
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。 /x-Ja[kL  
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。 UkXc7D^jwm  
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: ><`.(Z5c  
N]+x@M @^3  
template < typename Right > EsA^P2?_+  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Q7c_;z_  
Right & rt) const bp$8hUNYz-  
  { ?_n.B=H`8  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); },[S9I`p  
} V! "^6)  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 t'm]E2/  
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。 G.B^C)guu  
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。 kFD-  
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。 YF&SH)Y7  
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。 [ .dNX  
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? hTVN`9h7  
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: >SfC '*1  
j] M)i:n  
template < class Action > z13"S(5D~  
class picker : public Action s/P\w"/fN  
  { }})4S;j  
public : 8 _`Lx_R  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ?:n{GK  
  // all the operator overloaded -cq ~\m^6  
} ; Of([z!'Gc  
Ie4*#N_  
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。 l*%voKZG  
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: 4Z]^v4vb  
'*-X 3p  
template < typename Right > =bv8W < #  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const '[\%P2c)Q  
  { *p.ELI1IC  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [k."R@?  
} o#0NIn"GS/  
)2rI/=R  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > :peBQ{bj  
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。 &[RC4^;\V  
fjp>FVv3  
template < typename T >   struct picker_maker vkbB~gr@*  
  { ;;l(  
typedef picker < constant_t < T >   > result; xW"J@OiKL  
} ; Mh3zl  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > +H ="5uO<  
  { )](8 {}wo  
typedef picker < T > result; O@E&lP6  
} ; r=@h}TKv{I  
9iS3.LCfX  
下面总的结构就有了:  pLyX9C  
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。 unD8h=Z2  
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。 wJ IJPYTK  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ~xvQ?c ?-  
至此链式操作完美实现。 %R&3v%$y*  
OtQKDpJq  
*'exvY~  
七. 问题3 G ROl9xp2  
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。 39~fP)  
6{+~B2Ef  
template < typename T1, typename T2 > }[i35f[w  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y)(SS8JR  
  { \V: _Zs  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); {MYlW0)~  
} 4eIu@ ";!  
6e~+@S  
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: kO2im+y  
WQ"ZQ  
template < typename T1, typename T2 > +;; fw |/  
struct result_2 Aoa0czC~  
  { deu+ i  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; =4Ex' %%(U  
} ; \19XDqf8  
6[qRb+ds  
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? N?87Bd  
这个差事就留给了holder自己。 Jw {:1  
    >u4uV8S   
`L9o !OsQ  
template < int Order > = b)q.2'#  
class holder; U*a!Gn7l  
template <> ={feN L  
class holder < 1 > F1%' zsv  
  { !uHI5k,f  
public : (G$m}ng  
template < typename T > bWMM[pnL  
  struct result_1 typ*.j[q  
  { R^8Opf_UN  
  typedef T & result; QAb[M\G  
} ; ^OA}#k NTW  
template < typename T1, typename T2 > );Gt!]p`;  
  struct result_2 }^LcKV  
  { p=405~  
  typedef T1 & result; WtlIrdc  
} ; !' sDqBZ&7  
template < typename T > "_q5\]z\O  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const *O 0*  
  { 9`09.`U9[  
  return (T & )r; \t!+]v8f8  
} 5~.\rcr%  
template < typename T1, typename T2 > *]Vx=7 D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const $X\BO&  
  { 6xBP72L;%"  
  return (T1 & )r1; &ul9N)A  
} (Yw5X_|  
} ; xX"?3%y>  
1p8E!c{}j  
template <> %FF  S&vd  
class holder < 2 > ;W+.]_$6)T  
  { w"l8M0$m  
public : #Q$4EQB  
template < typename T > {[Yv@CpN  
  struct result_1 X.272q<.  
  { qt;6CzL C  
  typedef T & result; 4AF" +L  
} ; f-{[ushj  
template < typename T1, typename T2 > ,;D74h2F  
  struct result_2 Rj E,Wn  
  { >StvP=our  
  typedef T2 & result; wkd591d*  
} ; Fg,[=CqB[  
template < typename T > ;G},xDGO_m  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const p.l]% \QI  
  { !J:DBtGT  
  return (T & )r; Uf\*u$78  
} 0p[$8SCJ  
template < typename T1, typename T2 > r_2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const I1}{7-_t  
  { ::M/s#-@  
  return (T2 & )r2; zBjqYqZ<+  
} o[cKh7&+  
} ; -rH3rKtf~  
p>!r[v'  
1":{$A?OB  
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> >。 aa".d[*1  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: U7ajDw  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: B8TI 5mZ4  
iK.MC%8?  
return l(i, j) = r(i, j); qc`_&!*D  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) L)w& f  
[C d 2L&9  
  return ( int & )i; a7d782~  
  return ( int & )j; }RoM N$r  
最后执行i = j; -D(Ubk Pw  
可见,参数被正确的选择了。 !w/~dy  
J'7){C"G$  
dmF<J>[  
c/x(v=LW  
0{B5C[PTG  
八. 中期总结 Stp??  
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: gK%&VzG4  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 \<PX'mnO  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 <`N\FM^vo  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor , g6.d#c  
[J*)r8ys  
v=`VDQWq  
Xbu >8d?n  
tHu8|JrH+  
&[s^`e  
九. 简化 Y.hrU*[J0  
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。 +"p" ,Z  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ]XP[tLY Y  
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:  vG  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 =)bZSb"<"  
  +-*/&|^等 MK"Yt<e(o  
2. 返回引用。 Y{J/Oib  
  =,各种复合赋值等 "1[N;|xa  
3. 返回固定类型。 ga,yFw  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) @FbzKHdV/  
4. 原样返回。 DD-DY&2R  
  operator, 0dgR;Dl(  
5. 返回解引用的类型。 Kt^PL&A2  
  operator*(单目) AX1\L |tJS  
6. 返回地址。 fI BLJ53  
  operator&(单目) wLgRI$ _Dm  
7. 下表访问返回类型。 = tog<7  
  operator[] g^]Q*EBa  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 :s$9#}hw,  
  operator<<和operator>> d-?~O~qD|!  
|MBnRR  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 (Hn,}(3S  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: G;^iwxzhO  
Cu`ZgK LQ  
template < typename Left > Xz5=fj&  
struct value_return VyI%^S ]sS  
  { ),~Ca'TU  
template < typename T > n&Al~-Q:^  
  struct result_1 kKjYMYT6  
  { opIcSm&  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; pw$I~3OFd  
} ; t>25IJG  
B@s\>QMm  
template < typename T1, typename T2 > w6E?TI  
  struct result_2 QOP*vH >J  
  { V)0bLR  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; HSUr  
} ; 4$|G$h  
} ; @*_K#3  
&FK=w]P  
HML6<U-eS  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait =W4cWG?+  
d[S!e`,iD  
下面我们来剥离functor中的operator() ^X_%e|  
首先operator里面的代码全是下面的形式: W&*{j;e9%I  
^Krkf4fO  
return l(t) op r(t) oS`F Yy  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) D{8V^%{  
return op l(t) Q!Op^4Jz  
return op l(t1, t2) 9YvMJ  
return l(t) op leD?yyjw7  
return l(t1, t2) op j&&^PH9ZY  
return l(t)[r(t)] ct]5\g?U'  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Y]n^(V  
4+W}TKw  
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: G_o/ lIz"  
单目: return f(l(t), r(t)); Onc!5L  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); G!Uq#l>  
双目: return f(l(t)); s/T5aJR  
return f(l(t1, t2)); =-:o?&64  
下面就是f的实现,以operator/为例 E@@quK  
R4v=i)A~Z  
struct meta_divide  c\x?k<=  
  { YJ"gm]Pm  
template < typename T1, typename T2 > d)0%|yX6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) -~aVt~{k/  
  { gWlmQl  
  return t1 / t2; ]c5Shj5|p  
} ;N j5NB7  
} ; 2+^#<Uok  
&=/.$i-w$  
这个工作可以让宏来做: 5(F!* 6i>  
?(|!VLu  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ z^oi15D|{  
template < typename T1, typename T2 > \ m.$Oo Mu'  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; {-E{.7  
以后可以直接用 F(w>lWs;  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 4s"HO/  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 I#,,h4C  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) uUJ2d84tV  
epwXv|aSZ  
8=SNLO  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 \UE9Ff+{  
Cr[#D$::`  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > s9'iHe  
class unary_op : public Rettype a{8GT2h`4  
  { wj?f r?  
    Left l; oFsMQ Py  
public : Uvuvr_IP  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} S\f^y8*<  
"RG.vo7b  
template < typename T > &{ f5F7E@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const LCdc7  
      { *(HH71Y  
      return FuncType::execute(l(t)); 7O{\^Jz1  
    } 8+!$k!=X  
ud.S, 8Sy  
    template < typename T1, typename T2 > $b8>SSz  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \twlHj4  
      { QvqBT  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); %] Bb;0G  
    } i|=XW6J%  
} ; cvC;QRx  
IGp-`%9  
:2?'mKa7  
同样还可以申明一个binary_op %TR->F  
 q)%C|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > /TB_4{  
class binary_op : public Rettype :4 ;>).  
  { g3 qtWS  
    Left l; 2z-&Ya Qu  
Right r; Ii K&v<(]  
public : ;;U2I5 M7  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2AlLcfAW  
P "%/  
template < typename T > [oYe/<3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \myj Y  
      { N-NwGD{  
      return FuncType::execute(l(t), r(t));  KL|B| u  
    } sX=!o})0  
CtE".UlCA  
    template < typename T1, typename T2 > zL_X?UmV  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d~n+Ds)%F  
      { rkzhN59;  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0)84Z.k  
    } .*,Zh2eXU  
} ; ;ndg,05_  
6?t5g4q*nn  
GY4yZa  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 e;gf??8}  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 P(Lwpa,S  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) {jv1hKTa  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 !"1bV [^  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! CsE|pXVG  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 HPgMVp'  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 WUxr@0  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) -7yX>Hjl  
下面是修改过的unary_op |Rl|Th  
u!X 2ju<  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > mq "p"iI  
class unary_op A#p@`|H#B  
  { q2SkkY$_]y  
Left l; ~ugcfDJ  
  ;J`X0Vl$  
public : GnLh qm"\  
^yb_aCw  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} XM)|v |  
,CvU#ab8$  
template < typename T > 5Q^~Z},  
  struct result_1 &"CS1P|  
  { ck^Z,AKL+  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6Z'zB&hM}  
} ; me9RnPe:  
)WzCUYE1/  
template < typename T1, typename T2 > ;1y\!f3#V~  
  struct result_2 z,NHH):~  
  { wbpxJtJB  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; tC&y3!k2jR  
} ; X)|%[aX}q  
o3`Z@-.G  
template < typename T1, typename T2 > q!7\`>.2:{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?/u&U\P  
  { (+ >n/I6  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 3b_#xr-  
} ]>:>":<:  
%?cPqRHJ ~  
template < typename T > _}\&;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const : Z.mM5  
  { aRV!0?fS  
  return OpClass::execute(lt(t)); Psv-y  
} )/=J=xw2  
Cz(PjS  
} ; R52!pB0[  
Vs"M Cqi  
a:8@:d1T K  
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 6s uc0  
好啦,现在才真正完美了。 jG/kT5S  
现在在picker里面就可以这么添加了: InDR\=o  
N7e^XUG   
template < typename Right > tF'67,~W  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const vXf#gX!Y  
  { .5T7O_%FP  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); X(1.Hjh  
} ?^7~|?v  
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。 D~ {)\;w^!  
BE U[M  
1"k +K~:  
0r@rXwz  
G cbal:q  
十. bind #2dmki"~(  
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。 G'bp  
先来分析一下一段例子 Ky=&C8b<  
i0 R=P[  
' ZB%McS  
int foo( int x, int y) { return x - y;} f]hW>-B(q  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 (Hs frc  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 .!`j3W]  
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。 ,rN7X<s54  
我们来写个简单的。 >s>5k O  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: d p?uq'  
对于函数对象类的版本: ZqhINM*Rm  
k82'gJ;MC=  
template < typename Func > n2QD*3i  
struct functor_trait >SzTZ3!E  
  { ;P{ *'@  
typedef typename Func::result_type result_type; 4bKZ@r%  
} ; *zx;81X=  
对于无参数函数的版本: v14[G@V~\  
x_Z~k  
template < typename Ret > EUNG&U  
struct functor_trait < Ret ( * )() > c]O4l2nCL  
  { LO2sP"9  
typedef Ret result_type; ffWvrY;j[  
} ; N$3F4b%+  
对于单参数函数的版本: ,5/gNg  
g_q{3PW.  
template < typename Ret, typename V1 > b1^MX).vH  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > |GsLcUv6  
  {  t9=rr>8)  
typedef Ret result_type; MdPwuXI  
} ; ik]UzB  
对于双参数函数的版本: sI.Ezuw  
vbWX`skU  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > [m4<j  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > j jwY{jV  
  { mT9TSW}  
typedef Ret result_type; 'E@D  
} ; aR3W9  
等等。。。  /f2*J  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 1,/oS&?E  
a7CJ~8-1K  
template < typename Func >  g6~uf4;  
struct func_return V^Nc0r   
  { X-%*`XG'  
template < typename T > `yf#(YP  
  struct result_1 7[K$os5al  
  { >yaz  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; J"z8olV  
} ; .IgCC_C9  
@1kA%LLK  
template < typename T1, typename T2 > >Rr]e`3wG  
  struct result_2 BeVQ [  
  { +`9T?:fu  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; -dza_{&+iZ  
} ; f6z[k_lLN  
} ; Dl7#h,GTc<  
~< k'{  
Z*oGVr g  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Gz kf  
f-3lJ?6  
template < typename Func, typename aPicker >  ]@<O!fS  
class binder_1 Bq\%]2;eo{  
  { ? 1_*ct=g9  
Func fn; khyV uWN  
aPicker pk; y0z}[hZ  
public : 2"13!s  
'Yj/M  
template < typename T > UGAP$_j ]P  
  struct result_1 d#A.A<p*  
  { m. XLpD  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; O8M;q!)y  
} ; eE7+fMP{  
j]jwQRe  
template < typename T1, typename T2 > 5Zh /D0!|  
  struct result_2 )K%AbKn  
  { )WD<Q x&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; &OsJnkY<<  
} ; g<tr |n  
Y>IEB,w  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} L-q.Q  
-[G+*3Y{7  
template < typename T > qi$6y?  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A?Uyj  
  { 2'N%KKmJL  
  return fn(pk(t)); B1\}'g8%f  
} [ibnI2I]`  
template < typename T1, typename T2 > Q xKC5`1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const hg |DpP  
  { 2y,f  
  return fn(pk(t1, t2)); N U\B  
} rZ *}jD[  
} ; !hEt UF  
)$Mgp *?  
Ia[e 7  
一目了然不是么? 1_f(;WOg  
最后实现bind >12phLu  
`n$pR8TZ_  
Ij4oH  
template < typename Func, typename aPicker > j^>J*gLM}W  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ^Qq_|{vynf  
  { IL&Mf9m  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); YGNO]Q~A  
} 4OC ^IS  
jsjH.O  
2个以上参数的bind可以同理实现。 L_Ff*   
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 e![n$/E3R  
8|HuxE  
十一. phoenix }H\wed]F/  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: M2{{B ^*$6  
' FF@I^O  
for_each(v.begin(), v.end(), REli`"bR  
( oBpHmMzA  
do_ 4Y;z46yM%  
[ iJT_*,P^  
  cout << _1 <<   " , " )Z,O*u*  
] j0>Q:hn  
.while_( -- _1), r_F\]68  
cout << var( " \n " ) %;~Vc{Xxt/  
) ;&oS=6$  
); P|l62!m<   
I^emH+!MW  
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: j!F5gP-l  
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 [}|x@ v9  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 !Qy%sY  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 2h%/exeS;  
1pg&?L.MA  
pxDkf|*   
template < typename Cond, typename Actor > Et}S*!IS  
class do_while 0NL~2Qf_4  
  { Uf4A9$R.G  
Cond cd; >^=up f/  
Actor act; 'pa[z5{k+  
public : ;p)RMRMg  
template < typename T > 3MH9%*w'0  
  struct result_1 g Y|f[M|  
  { \!x~FVA  
  typedef int result_type; oSq?. *w<  
} ; ~=67#&(R  
bnIl@0Y  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} &e0BL z  
MAb*4e#  
template < typename T > x-1RmL_%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  qr~P$  
  { Jz<-B  
  do  d|;S4m`  
    { 0%&ZR=y(G  
  act(t); B]iPixA6  
  } {<+B>6^  
  while (cd(t)); 0n<>X&X  
  return   0 ; E^qJ5pr_P  
} >"5 f B  
} ; W|'7)ph  
@G,pM: t  
GJS3O;2*  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D~P3~^  
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。 hg4d]R,  
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。 tpPP5C{  
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。 RUco3fZ   
下面就是产生这个functor的类: >}? jOB  
A{NKHn>%`  
rZ'&'#Q  
template < typename Actor > 4} .PQ{  
class do_while_actor /Z^"[Ke  
  { [J{\Ke0<e1  
Actor act; Y &wtF8  
public : =>3wI'I  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} # 0kVhx7%  
Is&0h|  
template < typename Cond > >-oB%T  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; KTtB!4by  
} ; 8L1 vt Yz  
Ec'Hlsgh&T  
X(_xOU)V  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 O2{~Q{p  
最后,是那个do_ !B|Aq- n,  
v'RpsCov  
w2X0.2)P2  
class do_while_invoker fab. %$  
  { aW=c.Q.  
public : W>#[a %R  
template < typename Actor > # RoJD:9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const NVnId p  
  { L!;"73,&(8  
  return do_while_actor < Actor > (act); r+:]lO  
} C GN=kQ  
} do_; f |%II,!3  
$|"Y|3&X  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ZNDn! Sj  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 +}VaQ8ti4  
最后来说说怎么处理break和continue OCW0$V6;D-  
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。 (fA>@5n  
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