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
  • 7169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 fJWxJSdi  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 u`Z0{d  
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, S,9NUt  
Or+*q91j  
wb6L? t  
+YkW[a\4  
  class filler G#e9$!  
  { dK}WM46$   
public : ACigeK^C}E  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ]$~Fzs  
} ; )'[x)q  
y9C;T(oi;  
2W3NL|P  
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: u>}w-  
f]tv`<Q7  
DS:>/m>)  
B;Xoa,  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); sI&i{D  
/m `}f]u  
0R HS]cN  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 qH#r-  
)jyq{Jb  
d,c8Hs8  
gjj 93  
二. 战前分析 .dx 4,|6  
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。  hv+|s(  
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 D##+)`dK  
h+,'B&=|_  
aUH\Ee^M:R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); O 'k+7y  
  /* --------------------------------------------- */ Q [r j  
vector < int *> vp( 10 ); n*4lz^LR  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); eV"!/A2:N5  
/* --------------------------------------------- */ q7X}MAW  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); z]kwRWe`j  
/* --------------------------------------------- */ nX0HT )}  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 9G0D3F  
  /* --------------------------------------------- */ IY=/` g  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); d/3J' (cq  
/* --------------------------------------------- */ d1v<DU>M  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); [SVhtrx|%  
^Ye\u1n4  
UMV)wy|j  
% Y~>Jl  
看了之后,我们可以思考一些问题: N XpmT4  
1._1, _2是什么? a1Hz3y~S/  
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。 /~De2mq1   
2._1 = 1是在做什么? 5W/{h q8}}  
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。 [4sEVu}  
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。 zuSq+px L@  
<aJ $lseG  
3jjMY  
三. 动工 F^QQ0h]2  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: :\XI0E  
H`~;|6}]n  
jMM$d,7B  
f`jc#f5+'  
template < typename T > ^W~p..DF  
class assignment 1B|8ZmFJj  
  { Mp~y0e  
T value; ?38lHn`FyQ  
public : "- 31'R-  
assignment( const T & v) : value(v) {} 7p.>\YtoR}  
template < typename T2 > O*[{z)M.  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } #2RiLht  
} ; &?0:v`4Y  
:_ROJ  
Z\~G U*Y.e  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 X&M4MuL  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 'fx UV<K&  
sV/l5]b]  
u7fK1 ^O  
w]u@G-e  
  class holder '$G"[ljr  
  { ZE?f!ifp  
public : &gtG~mp<L  
template < typename T > k1^\|   
assignment < T >   operator = ( const T & t) const PRkS Q4  
  { 08s_v=cF  
  return assignment < T > (t); YAVy9$N-  
} %c|UmKKi  
} ; .pPm~2]z  
s&a1y~rv  
0* ;O?T  
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: g13 rx%-  
cc}Key@D  
  static holder _1;  Es5f*P0  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 uR;gVO+QC  
lDc-W =X=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ,](:<A)W&  
而不用手动写一个函数对象。 31WC=ur5  
`'I{U5;e  
G7GZDi  
m8R9{LC  
四. 问题分析 Z[Qza13lo  
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。 fu[K".  
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。 .IarkeCtb  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 gF?[rqz{  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =,y |00l  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 j;b42G~p  
d}'U?6 ob  
五. 问题1:一致性 QaIjLc~W  
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?| m: n` g1  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 E/M_lvQ  
NLS"eD m  
struct holder #LlUxHv #  
  { ?BA]7M(,4  
  // 54lu2gD'  
  template < typename T > O.aG[ wm8  
T &   operator ()( const T & r) const gr-9l0u  
  { :W#rhuzC  
  return (T & )r; b-ll  
} ?eH&'m}-  
} ; YHNR 3  
[^CV>RuO  
这样的话assignment也必须相应改动: T>TWU:  
r{\1wt  
template < typename Left, typename Right > -fhN"B)  
class assignment m>USD? i  
  { j /=i Mq  
Left l; !+>v[(OzM  
Right r; n0Y+b[ +wj  
public : gE#>RM5D  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q!- 0xlx  
template < typename T2 > lC:k7<0Ji  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } {3;AwhN0H  
} ; We0.3aG  
ahx>q  
同时,holder的operator=也需要改动: {{V8;y  
KT]Pw\y5  
template < typename T > zp\8_U @  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 9T#;,{VQ  
  { ~ wg:!VWA)  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); HeBcT^a  
} C{TA.\   
=*p/F  
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。 KiGp[eb  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %X#zj"  
dJ$"l|$$  
return l(rhs) = r; y#}cC+;   
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。 %%(R@kh9  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Y5fLmPza  
U qG .:@T  
template < typename Tp > 3u%{dGa  
class constant_t IV\J3N^  
  { Aw&tP[N[  
  const Tp t; 8~5cJPi6  
public : j ";2o(  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ECv)v  
template < typename T > y:v,j42%  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 9UvXC)R1  
  { ~]ZpA-*@Ut  
  return t; %Uz(Vd#K  
} 2^?:&1:  
} ; sz9L8f2  
NcY608C  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 $9?cP`hmi  
下面就可以修改holder的operator=了 ?%H):r  
1S@vGq}  
template < typename T > qJ0fQI\  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const V!)O6?l  
  { m3o,@=b  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); uZ;D!2Q a  
} OyqNLR  
 ~c6}  
同时也要修改assignment的operator() xe/(  
EbqcV\Kb  
template < typename T2 > P./VmY'  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } #-h\.#s  
现在代码看起来就很一致了。 znJ'iV f  
(Vo>e =q  
六. 问题2:链式操作 `5H$IP1XhA  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 PTj&3`v  
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。 o/ui)U_   
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。 eI@ q|"U  
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,)I  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct < })'Y~i  
*cyeO*  
template < typename T > ne^imht  
struct result_1 ^{8Gt @  
  { 3"rzb]=R  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; u :F~K  
} ; KoS*0U<g6  
'?({;/L  
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: 7#wn<HDY%  
s@fTj$h  
template < typename T > NH0qVQ@A  
struct   ref $y b4xU  
  { 'g9"Qv?0{`  
typedef T & reference; `)QCn<  
} ; Q);n<Z:X~  
template < typename T > &7_Qd4=08w  
struct   ref < T &> vVE7fq3  
  {  aH#l9kCb  
typedef T & reference; MCdx?m3]  
} ; ;*,f<  
Zk[&IBE_  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: iPrLwheb  
bBY^+c<  
template < typename T > Bphof0{<}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ]~\sA  
  { +CI1V>6^  
  return l(t) = r(t); n3sUbs;  
} <EST?.@~+  
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。 2./ 3 \n2  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 M2U&?V C!  
ox ;  
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 SI8%M=P>  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: a/< Csad  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 {?`al5Sz  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ;m2<eS`o'  
最后的布局是: K!KMQr`  
                Add 7h)iu9j  
              /   \ ~gu3g^<0v  
            Divide   5 b pv= %  
            /   \ "HXYNS>  
          _1     3 $t/x;< .H  
似乎一切都解决了?不。 yOvm`9  
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。 K x~|jq  
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。 l (3bW1{n  
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: d,by / .2  
F9*g=  
template < typename Right > 5?Wto4j  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const $u/E\l  
Right & rt) const @ps1Dr4s  
  { LF0sH)e]  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ko^\ HSXl  
} OnWx#84  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 b<]n%Q'n  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 F"N60>>  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 !u]1 dxa  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 .Udj@{  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 )3(;tT,$}^  
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? !s@Rok  
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: d`1I".y  
0 &GRPu27  
template < class Action > !yhh8p3  
class picker : public Action U8(Nk\"X\  
  { x}twsc`  
public : yObuWDA9  
picker( const Action & act) : Action(act) {} hkO sm6  
  // all the operator overloaded 2c/Ys4/H4]  
} ; *:O.97q@h  
b$eXFi/  
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。 ~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: {hJXj,  
&[&r2 >a  
template < typename Right > V#jWege  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 3<F  </  
  { dik9 >*"|o  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); CB&iI'  
} +1~Z#^{&  
|+$%kJR=  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @x/T&67k  
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。 XW?b\!@ $  
'Z`$n8  
template < typename T >   struct picker_maker /CTc7.OYt  
  { 3 v")J*t  
typedef picker < constant_t < T >   > result; $x6$*K(F  
} ; F:#J:x'  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > .Gcy> Av  
  { `HuCT6O  
typedef picker < T > result; Zatf9yGD  
} ; 'q * Bdx  
]m#5`zGK1|  
下面总的结构就有了:  KQ[!o!%  
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。 0R0{t=VJZ  
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。 MZ+e}|!4,  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 qOaQxRYm%Y  
至此链式操作完美实现。 MV=9!{`  
P_u|-~|\  
wDwH.~3!  
七. 问题3 [j4v]PE  
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。 <ER'Ed  
U=8@@ yE  
template < typename T1, typename T2 > ""svDfy$  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const s s 3t  
  { _W3Y\cs,-  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); IcIOC8WC  
} *1@:'rJ  
8^B;1`#  
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: A>VX*xd  
pG"5!42M!  
template < typename T1, typename T2 > IHC1G1KW=A  
struct result_2 #'4OYY.  
  { Z2"? &pKV  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; //Ai.Q.J[  
} ; U.T|   
,%YBG1E[y  
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? %PJhy2  
这个差事就留给了holder自己。 s/Xb^XjS1  
    7< 9L?F2  
:c8n[+5  
template < int Order > ^zEE6i  
class holder; (cv!Y=]  
template <> V[a[i>,Z  
class holder < 1 > /XS&d%y  
  { m=qOg>k  
public : 0uCT+-  
template < typename T > ^6p'YYj"5  
  struct result_1 <Q<+4Y{R  
  { nT#JOmv  
  typedef T & result; N~ANjn/wL  
} ; +CM7C%U   
template < typename T1, typename T2 > ~YCuO0t  
  struct result_2 6k?`:QK/sl  
  { 7m5Co>NkuK  
  typedef T1 & result; g<\z=H  
} ; b]gY~cbI8  
template < typename T > )R{UXk3q}  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const .]Mn^2#j  
  { +Zk,2ri  
  return (T & )r; 2k#t .-  
} z2/!m[U  
template < typename T1, typename T2 > ;LJ3c7$@lf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \Btk;ivg  
  { > 8]j  
  return (T1 & )r1; A[UP"P~u/  
} `0#H]=$2h  
} ; }1+%_|Y-E  
+?`b=6e(`  
template <> GIHpSy`z  
class holder < 2 > >{Rb 3Z]  
  { ;BH>3VK  
public : '4;6u]d)2  
template < typename T > hv)7H)|l~]  
  struct result_1 MmU%%2QG  
  { EY>8O+  
  typedef T & result; #I`ms$j%  
} ; aw}+'(?8]  
template < typename T1, typename T2 > ; 7G_f  
  struct result_2 2Eh@e([PMs  
  { F}ukZ DB  
  typedef T2 & result; Qs+k)e,  
} ;  ?)tK!'  
template < typename T > 1"K*._K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #A <1aQ  
  { ]"x\=A  
  return (T & )r; )wf\F6jN  
} V"d=.Hb>  
template < typename T1, typename T2 > .?#uxd~>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Sw! j=`O  
  { =L 0fZf  
  return (T2 & )r2; ekzjF\!y  
} O25m k X  
} ; ?9U:g(v  
)}X5u%woV  
1 ycc5=.  
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> >。 QXk"?yT`E  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~oi_r8 K  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: A1JzW)B  
, Fytk34  
return l(i, j) = r(i, j); .1ddv4Hk  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) r*cjOrvI  
:Z2tig nL  
  return ( int & )i; P79R~m`  
  return ( int & )j; ,hE/II`-d'  
最后执行i = j; =l|>.\-  
可见,参数被正确的选择了。 g{DFS[h  
aV|k}H{wt  
6/y* 2z;  
;mJkqbVol  
anx&Xj|=.F  
八. 中期总结 1~qm+nET\  
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: ^HFo3V }h  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 OJ[rj`wrW^  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 U1^l+G^,~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor T7GQ^WnA  
6D*chvNA;  
H'Iq~Ft1  
tP]q4i  
4_< nQ9K  
#uWE2*')  
九. 简化 i/: 5jI|  
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。 @DCJ}h ud  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 BHiOQ0Fs  
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: /W9 &Ke  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 rU*q@y Px  
  +-*/&|^等 t,?,F4 j  
2. 返回引用。 zv9M HC &  
  =,各种复合赋值等 pDhY%w#  
3. 返回固定类型。 xvO 3BU~2  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) A5+5J_)*  
4. 原样返回。 #L1>dHhat  
  operator, WJcVQM s  
5. 返回解引用的类型。 kC|Tubs(  
  operator*(单目) E.#6;HHzN  
6. 返回地址。 @$ftG  
  operator&(单目) 9i[4"&K  
7. 下表访问返回类型。 . z].:$J&  
  operator[] 5l&jPk!=  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ULTNhq R*n  
  operator<<和operator>> M4H"].Zm  
8vO;IK]9b^  
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。 %6Rp,M9=  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 0k.v0a7%  
:B+Rg cqi  
template < typename Left > n`QO(pZ6+  
struct value_return 59K}  
  { :r^klJ(m  
template < typename T > pzAoq)gg:  
  struct result_1 Dx0O'uwR  
  { RCCv>o  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; hafECs  
} ; 1M=   
uNg'h/^NZ|  
template < typename T1, typename T2 > e|~C?Ow'J  
  struct result_2 (`F|nG=X  
  { \{:%v#ZZ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; !+=Zjm4L  
} ; {Wa~}1`Kl  
} ; #_{0Ndp2  
99a \MH`^  
:TlAL# s&  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait {&0mK"z_  
PE|PwqX  
下面我们来剥离functor中的operator() AzxL%,_  
首先operator里面的代码全是下面的形式: P6:;Y5e0  
CJm.K  
return l(t) op r(t) RA} U#D:$i  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) CJv> /#$/F  
return op l(t) k06xz#pL  
return op l(t1, t2) \hrrPPD1z  
return l(t) op TZ:34\u   
return l(t1, t2) op })KJ60B  
return l(t)[r(t)] 2+,5p  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Ny.*G@&  
TR~|c|B  
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: l 4!kxXf-<  
单目: return f(l(t), r(t)); !O 4<I_EY{  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); G *ds4R?!  
双目: return f(l(t)); GKiq0*/M  
return f(l(t1, t2)); qw5&Y$((  
下面就是f的实现,以operator/为例 c%ZeX%p  
xC[~Fyhp  
struct meta_divide H_Iim[v#  
  { I/Sv"X6E  
template < typename T1, typename T2 > tCX9:2c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) r|*:9|y{"/  
  { L{Q4=p,A  
  return t1 / t2; 7AI3|Ts]p  
} ,.[.SU#V  
} ; ud yAP>  
`'kc|!%MUq  
这个工作可以让宏来做: qC\]"Z`m  
ax<g0=^R  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ *e%Dg{_  
template < typename T1, typename T2 > \ JOJh,8C) 6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} };  qe[  
以后可以直接用 5.O-(eSa0&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 2dXU0095  
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 Tku /OG'  
(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。。。) y*}AX%8`e~  
_t$lcOT  
Hr /W6C  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 v>rqOI  
M`)s>jp@w  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ~^^!"-  
class unary_op : public Rettype EfFj!)fz  
  { +xn&K"]:3  
    Left l; tceIA8d6  
public : N =x]A C,  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} cC b>zI  
=]!8:I?C<  
template < typename T > h~,x7]w6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F<h&3  
      { c zZrP"  
      return FuncType::execute(l(t)); 8o!  
    } X QI.0L"  
NdM}xh  
    template < typename T1, typename T2 > PXOrOK  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const mw:3q6  
      { 0\V\qAk  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ;X+G6F'  
    } -X`~;=m>U  
} ; ' %bj9{(0  
\%w7D6dEZ  
2v"wWap-+  
同样还可以申明一个binary_op w;lx:j!Vp$  
9QX&7cs&[  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > r0~7v1rG  
class binary_op : public Rettype *raIV]W3  
  { |M[v493\  
    Left l; O{;M6U8C\  
Right r; o@qN#Mg?>}  
public : w:m'uB%W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R=2 gtW"r  
Gh>"s#+  
template < typename T > Wwn5LlJ^  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const u+%)JhIp  
      { 2&^,IIp  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ,\|n=T,  
    } 0!3!?E <  
d_4n0Kh0  
    template < typename T1, typename T2 > e1f^:C  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const U92B+up-  
      { jD&}}:Dj  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0hH Iz4(  
    } ]=$-B  
} ; +=n x|:no  
|YG)NO  
 y)N.LS  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 TzD:bKE&  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 "k>{b:R|  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) -~rr<D\  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 :ofE8]  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Li?{e+g  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 |-SI(Khjk  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 hEdo,gF*  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) GI'&g@?u  
下面是修改过的unary_op A-AN6.  
h=p-0 Mx .  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > L!G9O]WB  
class unary_op uK"$=v6|  
  { a9mr-`<  
Left l; iTKG,$G  
  'vf,T4uQ"  
public : @=aq&gb  
2WbZ>^:Nsk  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} skmDsZzw  
`#IT24!  
template < typename T > ^{6UAT~!R  
  struct result_1 _If@#WnoyA  
  { 6):sO/es  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 8WLh]MD`  
} ; >.k@!*  
1W6n[Xg  
template < typename T1, typename T2 > U4mh!  
  struct result_2 x""Mxn]gD  
  { $[^ KCNB  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Eb{4.17b  
} ; BZ'y}Zu*  
^/5E773  
template < typename T1, typename T2 > .+ yJh  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const sN[@mAoH  
  { |L~gNC  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); {F{[!.  
} Liz 6ob  
*FG4!~<e  
template < typename T > ="[+6X  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1{uDHB  
  { A`r$fCt1Vi  
  return OpClass::execute(lt(t)); HDfQ9__  
} COl%P  
h.+,*9T\  
} ; zDQ\PZ~  
(}7o a9Q<  
{t IoC;Y  
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 %/,Uk+3p  
好啦,现在才真正完美了。 xBx?>nN  
现在在picker里面就可以这么添加了: @+Anv~B.  
m`4j|5  
template < typename Right > HpgN$$\@  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const P^{`d_[K%  
  { =_~'G^`tu  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); $@ #G+QQ_  
} o@V/37!  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 "r `6c0Z  
P)o[p(  
I]S(tx!  
\=: g$_l  
(Gb{ckzs  
十. bind ]r{ #268  
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。 j2&OYg  
先来分析一下一段例子 fVe-esAw  
ok=E/77`  
74!JPOpQH  
int foo( int x, int y) { return x - y;} FU3IK3}  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 Mh@ylp+q  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 mwiPvwHrg  
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。 AT8,9  
我们来写个简单的。 ^rZ+H@p:6  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: D2mAyU -  
对于函数对象类的版本: ,PtR^" Mf4  
91'^--N  
template < typename Func > M)It(K8R  
struct functor_trait @n y{.s+  
  { ntUVhIE0  
typedef typename Func::result_type result_type; RB 0j!H:  
} ; (?=(eo<N  
对于无参数函数的版本: KuAGy*:4T  
8&AorYw[  
template < typename Ret > zL=I-fVq  
struct functor_trait < Ret ( * )() > m^&mCo,  
  { j7%%/%$o[  
typedef Ret result_type; 0{@Ovc  
} ; r/w@Dh]{_  
对于单参数函数的版本: T{kwy3  
 Z~:lfCK`  
template < typename Ret, typename V1 > 8U$UI  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) >  o=5uM  
  { z?g4^0e  
typedef Ret result_type; ) x $Vy=  
} ; S`-IQ,*}  
对于双参数函数的版本: u8\QhUk'G  
Z@Z`8M@Q,  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ~DS9{Y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > u01^ABn  
  { KAaeaiD  
typedef Ret result_type; y 9mZQq  
} ; 1Vvx@1  
等等。。。 @Kb~!y@G  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy '\qr=0aW  
k18V4ATE]  
template < typename Func > $VNn`0^gF  
struct func_return 2o}FB\4^i  
  { X~b+LG/  
template < typename T > ,o6:  V]a  
  struct result_1 p{GDW_  
  { \Fjq|3`<l  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p =O1aM  
} ; {[#  
N_}Im>;!  
template < typename T1, typename T2 > qa#F}aGd  
  struct result_2 *]u/,wCB  
  { =l{KYv  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \}c50}#0  
} ; $9$NX/P  
} ; _3JTHf<+  
2sq<"TlQXI  
J> |`  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 fR{7780WZ  
;pYk+r6Cr  
template < typename Func, typename aPicker > A}O9e  
class binder_1 yIP IA%dJ  
  { -hfY:W`Dz  
Func fn; ;bmd<1  
aPicker pk; eGg#=l=  
public : 2j|Eh   
ObnB6ShKi  
template < typename T > *8+YR  
  struct result_1 'JVvL  
  { &-tf/qJ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ppS`zqq $  
} ; nIT=/{oyi  
P@ u%{  
template < typename T1, typename T2 > B(U`Zd  
  struct result_2 >Li?@+Zl  
  {  \ Ld7fP  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; w0SgF/"@  
} ; pDT6>2t  
[)?3Dp|MH  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {}  73X]|fy  
HF:PF"|3  
template < typename T > d)HK9T|B  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8V= o%[t  
  { Zx{'S3W  
  return fn(pk(t)); =T`-h"E~@  
} g*uO IF  
template < typename T1, typename T2 > 0v?,:]A0E  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TgLlmU*qMU  
  { mBF?+/l  
  return fn(pk(t1, t2)); z m%\L/BF  
} %K4-V5f  
} ; lAQ&PPQ  
 AHb   
lHU$A;  
一目了然不是么? S/|8' x{<  
最后实现bind ,??|R` S  
RPu-E9g@  
z&8#1'  
template < typename Func, typename aPicker > o/xE O=AW  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ?5D7n"jY  
  { e;$s{CNo  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); $A ,=z  
} *MNY1+RJ  
N'StT$(  
2个以上参数的bind可以同理实现。 %k~=iDk@  
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。 7RZ7q@@fgh  
8I'?9rt2M  
十一. phoenix 0IZV4{  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 6ZE] 7~X  
NNT9\JRv_  
for_each(v.begin(), v.end(), >_o_&;=`v  
( d@<XR~);  
do_ Wd7*sa3T  
[ >HDK< 1>  
  cout << _1 <<   " , " 3 f3?%9  
] o7 kGZ  
.while_( -- _1), B0:O]Ax6.^  
cout << var( " \n " ) E4{8 $:q=  
) lxeolDl  
); 1DX=\BWp  
9Ah4N2nL-b  
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: h(9K7  
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 l"+=z.l6;  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 l}m@9 ~oC  
那么我们就照着这个思路来实现吧: tNjrd}8s  
ms?h/*E<H  
$I.'7 &h;  
template < typename Cond, typename Actor > <rU(zm  
class do_while \Tc$P#  
  { -6? 5|\  
Cond cd; 8WAg{lVs  
Actor act; )3;S;b  
public : milU,!7J  
template < typename T > js{ RaR=  
  struct result_1 wDsEx!\#  
  { fE(rDQI  
  typedef int result_type; @~"0|,6VC  
} ; {h2D}F  
"G< ^@v9  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} WPPmh~:  
rA9"CN  
template < typename T > {9z EnVfg  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k]v a  
  { ]1klfp,`  
  do mF "ctxE  
    { n04Zji(F@  
  act(t); #{0c01JZ  
  } hp)3@&T  
  while (cd(t)); pBHr{/\5  
  return   0 ; /@0wbA  
} Pd>hd0!.%  
} ; / JlUqC  
r t f}4.  
K(hqDif*6  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). !?]NMf_  
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。 !.9NJ2'8  
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。 [~x Q l  
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。 u{HB5QqK  
下面就是产生这个functor的类: daaurT  
@@+\  
a 6[bF  
template < typename Actor > @;pTQ 5 I  
class do_while_actor /']Gnt G.  
  { xmbkn}@A  
Actor act; kFeuKSa^d  
public : SFTThM]8M1  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} [gU z9iU  
3HWI;  
template < typename Cond > ]GRPxh  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; w J; y4  
} ; s2q#D.f  
e)O6k7U$  
!x[ +rf  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 iGM-#{5  
最后,是那个do_ \=1k29O  
{~VgXkjsC  
D.X%wJ8  
class do_while_invoker c/b} 39X  
  { VDBP]LRF  
public : jrG@ +" }  
template < typename Actor > dYW19$W n  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const RaKL KZn  
  { d.sxB}_O  
  return do_while_actor < Actor > (act); qpFFvZ W  
} os"o0?  
} do_; [ q22?kT  
T-uI CMEf  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?  weKwBw  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 % ?@PlQ  
最后来说说怎么处理break和continue XzkC ]e'  
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。 !Hxx6/  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五