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
  • 5667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 ~R7F[R  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 R`}C/'Ty  
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, [J0f:&7\  
nY(>|!  
F?!P7 zW  
yWI30hW  
  class filler !u@XEN>/  
  { KU,K E tf  
public : v{%x,K56  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} I9S=VFhZ`  
} ; \Eq,4-q  
^0A}iJL  
9Q{-4yF9k  
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: yV=Ku  
p=F!)TnJN  
yo\R[i(  
7!%/vO0m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 3m RP.<=  
*v1M^grKd  
2aQR#lcv  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 B|%(0j8  
j8k5B"  
>b2j j+8  
Jg3OM Ut  
二. 战前分析 FT.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。 }DH3_M!  
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 }^|g|xl!  
uTsxSkHb/  
{ Ju  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Z(Styn/x  
  /* --------------------------------------------- */ a?Q\nu1  
vector < int *> vp( 10 ); W+HiH`Qb]  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); )xJCH9h  
/* --------------------------------------------- */ SU,S1C_q8  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ^L}ICm_#  
/* --------------------------------------------- */  "R8:s  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Ul"9zTH  
  /* --------------------------------------------- */ t8vR9]n  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 9a\H+Y~  
/* --------------------------------------------- */ Ziclw)   
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ;bz|)[4/  
"Zk# bQ2j  
)`,||sQ  
f3,qDbQyJ  
看了之后,我们可以思考一些问题: >Z0F n  
1._1, _2是什么? xJCMxt2Y  
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。 X[' VZz7  
2._1 = 1是在做什么? E P1f6ps  
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。 @VdkmqXz  
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。 M  ::  
JmMB=} <  
Xe;Eu  
三. 动工 ;<=Z\NX  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @bPR"j5D  
/j7e q  
&j}08aK%  
9;W 2zcN  
template < typename T > *\#/4_yB}  
class assignment 12{F  
  { Uh6LU5  
T value; 5 ynBVrYf  
public : d|I_SI1  
assignment( const T & v) : value(v) {} x9ll0Ht  
template < typename T2 > TA2HAMx)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } VO"/cG;]*  
} ; 6Jrw PZB  
gMXs&`7P  
E[Xqyp!<  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 0.pZlv  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment SB1j$6]OR7  
;_$Q~X  
m1pge4*  
)FLDCer  
  class holder PjwDth A1  
  { `'W/uCpl  
public : [z:.52@!  
template < typename T > HgGwV;W  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const *lZ;kW(}p  
  { ^pB}eh.@U  
  return assignment < T > (t); fL xGaOT  
} W4OL{p-\/  
} ; Uu_g_b:z  
9Wu c1#  
pyHU +B  
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:  3o_)x  
_\/KI /  
  static holder _1; mS$9D{  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 [zC1LTXe  
CdEQiu  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vl`Qz"Xy  
而不用手动写一个函数对象。 9f(0 qa  
DB~3(r?K  
+N6IdDN3  
bk(q8xR`  
四. 问题分析 L/J1;  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 5taR[ukM  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 %*}h{n  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 h+gaKh=k+  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 XC(:O(jdA2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 64LX[8Ax#  
fMpxe(  
五. 问题1:一致性 `p!&>,lrk  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| MV{\:l}y  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 [ Xa,|  
%fT%,( w}t  
struct holder -R]Iu\  
  { vU,V[1^a  
  // -/V,<@@T  
  template < typename T > ,59G6o  
T &   operator ()( const T & r) const FmtgH1u:=  
  { Cy frnU8g  
  return (T & )r; 58SqB  
} t)kc`3i<A  
} ; n1!}d%:  
VGY x(  
这样的话assignment也必须相应改动: k~0#Iy_{M  
%nS(>X<B  
template < typename Left, typename Right > eS`ZC!W   
class assignment 3u 'VPF2  
  { 7"_m?c8  
Left l; +Rj8 "p$K  
Right r; vh$If0  
public : sH'IA~7   
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} =ea'G>;[H  
template < typename T2 > q"48U.}T  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } l`bl^~xRo  
} ; %jE0Z4\  
!+k);;.+  
同时,holder的operator=也需要改动: /Hs\`Kg"!  
I[6ft_*  
template < typename T > w4Uo-zr@  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const h]Y,gya[yk  
  { |C"zK  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); |EGC1x]j=  
} `@<~VWe5  
dc dVB>D  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 &wX568o  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 D03QisH=  
B,q)<z6<  
return l(rhs) = r; ?NVX# t'  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 [;C|WTYSL  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Zv0'OX~8i  
O:]e4r,'  
template < typename Tp > | |u  
class constant_t %ws@t"aER  
  { BvLC%  
  const Tp t; ^, &'  
public : /HE{8b7n3F  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ~eZ]LW])  
template < typename T > Z,~PW#8<&  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const h+c9FN  
  { i*]$_\yl"  
  return t; dEI]|i r  
} hcqg94R#_  
} ; c Cx_tGR"  
{ .j030Q  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 J'E?Z0  
下面就可以修改holder的operator=了 vn+~P9SHQ  
:caXQ)  
template < typename T > ri2`M\;gt  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const +gyGA/5:d$  
  { M9QYYo@  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); to{7B7t>q  
} >g;995tG  
+MtxS l  
同时也要修改assignment的operator() nK)hv95i_  
35H.ZXQp-  
template < typename T2 > aH&Efz^  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } RhWW61!"  
现在代码看起来就很一致了。 g5;Ig  
kxLWk%V  
六. 问题2:链式操作 `qV*R 2  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 FN<S agj  
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。 l`A e&nc6  
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。 8Sk$o.Gy  
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。 8 KRo<  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Zg4kO;r08  
$!vK#8-&{  
template < typename T > z?Cez*.h>  
struct result_1 ;LC?3.  
  { oO^=%Mc(  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; yf2P6b\  
} ; tH(g;flO)  
cl'wQ1<:   
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: ,B:r^(}0j  
p Le[<N  
template < typename T > 9DmFa5E  
struct   ref Yw6uh4  
  { [NK&s:wMk  
typedef T & reference; 0}"'A[xE  
} ; Db*&'32W  
template < typename T > I uC7Hx`z  
struct   ref < T &> qi['~((  
  { &a+=@Z)kf  
typedef T & reference; B"rO  
} ; C^fn[plL  
d[YG&.}+8j  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: P @~)9W  
]2c0?f*Y7  
template < typename T > AqT}^fS  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const  Khh}flRy  
  { KJv[z   
  return l(t) = r(t); F+]cFx,/  
} X2E=2tXl`7  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 3 TRG] 5  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 &Z(6i}f,Gp  
t[/APm-k~>  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 :eH\9$F`x;  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: YH&q5W,KX  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 !ou;yE&<,  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 tC5>K9Ed  
最后的布局是: (W.G&VSn)  
                Add 4N5\sdi  
              /   \ /@1pm/>ZaN  
            Divide   5 Fd#Zu.Np  
            /   \ VV/aec8  
          _1     3 " H]R\xp  
似乎一切都解决了?不。 mRy0zN>?  
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。 ,hWuAu6.L  
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。 3pe1"maP  
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: p/HGI)'  
3U'l'H,  
template < typename Right > iikMz|:7U  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const q7pe\~q  
Right & rt) const M[C)b\  
  { <b?$-Rx  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); T_d)1m fl  
} }/4),W@<  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 d(K}v\3!  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 Z^J 7r&\V  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 \zeuvD  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 BZ(DP_}&D  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 "y60YYn-#J  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? ^I{/j 'b&  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: X%T%N;P  
W^pf 1I8[  
template < class Action > n7|,b- <  
class picker : public Action VI-6t"l  
  { dl(!{tZ#  
public : 6#Rco%07zI  
picker( const Action & act) : Action(act) {} RIDl4c [  
  // all the operator overloaded ZFX6 iAxd  
} ; e>P>DmlW  
T!i$nI&  
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。 03.\!rZZ  
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: $}fY B/  
mNsd&Rk'  
template < typename Right > uDLj*U6L  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const T uC  
  { '>HLE)l  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  ijDXh y  
} }qR6=J+Dx  
P-DW@drxF  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 0lOR.}]q  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 xUTTRJ(\  
cdN=HM~I  
template < typename T >   struct picker_maker -e>Z!0  
  { D^}2ilk!  
typedef picker < constant_t < T >   > result; <`?%Cz AO  
} ; z0%tBgqY(  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > hVl@7B~  
  { vpC?JXz=H  
typedef picker < T > result; /t*Q"0X5  
} ; ZZ T 9t#~  
n:f&4uKoG<  
下面总的结构就有了: =G !]_d0  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 T^A[m0mk  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 /.~zk(-&h  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 _h 6c[*  
至此链式操作完美实现。 c7.M\f P  
p K ^$^*#  
zRgAmX/g  
七. 问题3 r7^v@  
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。 L2wX?NA  
R\<d&+q@  
template < typename T1, typename T2 > XM#nb$gl  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]^Xj!01~  
  { T=RabKVYP  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); qFl|q0\ A  
}  M%g2UP  
E^0a; |B[  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: =\mJ5v"hA  
TM|PwY  
template < typename T1, typename T2 > ?<S fhjU  
struct result_2 QMy1!:Z&!  
  { [7NO !^  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; QKhGEW~G  
} ; /,~g"y.;,  
h lSav?V_  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? @( 0O9L F  
这个差事就留给了holder自己。 4dm0:, G  
    ~,Yd.?.TI  
IfT: 9 &  
template < int Order > /x4L,UJ= P  
class holder; dkqyn"^  
template <> c?KIHZ0  
class holder < 1 > #<s"?Y%-  
  { @}Q!K*  
public : UFC^ lv  
template < typename T > X\>/'fC$  
  struct result_1 qz.l  
  { U$S{j&?  
  typedef T & result; }0f~hL24  
} ; KUpj.[5 qo  
template < typename T1, typename T2 > g9=_^^Tg  
  struct result_2 \}X[0ct2!  
  { > 6=3y4tP  
  typedef T1 & result; ^ 8YBW<9  
} ; |>1#)cONW  
template < typename T > Cs\jPh;"  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const dpX Fx"4A  
  { H}q$6W E  
  return (T & )r; )3<>H!yG}  
} H/Rzs$pnv  
template < typename T1, typename T2 > mD|Q+~=|e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const dK0H.|  
  { fwlicbs'  
  return (T1 & )r1; vF&0I2T~l  
} B79~-,Yh  
} ; LFr$h`_D5  
.$ YYN/+W  
template <> `~=NBN=tiL  
class holder < 2 > V F b  
  { r'lANl-v  
public : w9mAeGyE  
template < typename T > {[hgSVN ;  
  struct result_1 d+6q% U  
  { %|1s9?h7\  
  typedef T & result; KD\sU6  
} ; ==oJhB  
template < typename T1, typename T2 > Z[B:6\oQ  
  struct result_2 #sk~L21A  
  { cYXL3)p*Q  
  typedef T2 & result; /k(wb4Hv  
} ; NFC/4  
template < typename T > "@|rU4Y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ^~6gkS }  
  { Le{.B@2-"  
  return (T & )r; <M}O&?N 8x  
} 71ab&V il  
template < typename T1, typename T2 > M{jq6c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jSRi  
  { |sl^4'Ghc  
  return (T2 & )r2; O{Mn\M6  
} xI/8[JW*  
} ; v(=0hY9 O  
<G`1(,g  
Bu+?N%CBi  
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> >。 n3qRt  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Fs(S!;  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ckv8QAm  
TtKKU4yp  
return l(i, j) = r(i, j); ET 0(/Zz  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 3-)}.8F  
[1ClZ~f  
  return ( int & )i; m6]6 !_  
  return ( int & )j; +Z86Qz_  
最后执行i = j; H* +7{;$  
可见,参数被正确的选择了。 xU6dRjYhH9  
DyA /!%g  
m|t\w|B2  
i1A<0W|  
fakad#O  
八. 中期总结 xU}J6 Tv  
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: -5|el3%)  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 `&xdSH  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 7^mQfQv  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ;Ru[^p.{  
{6wXDZxv  
g jzWW0C  
"r3h+(5  
yLK %lP  
p~""1m01,D  
九. 简化 m_BpY9c]5  
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。 LP'q$iB!  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 G"kX#k0S  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: o@]n<ZYo  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 q;IuV&B  
  +-*/&|^等 i[{*(Y$L  
2. 返回引用。 sG[qlzR=8  
  =,各种复合赋值等 vv<\LN0  
3. 返回固定类型。 ,:MUf]Ky  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 4xg1[Z%:  
4. 原样返回。 NWQ7%~#k*  
  operator, ,Mi'NO   
5. 返回解引用的类型。 TBba3%  
  operator*(单目) 8ph1xQ'  
6. 返回地址。 PxvxZJf$@  
  operator&(单目) d{@'&?tj  
7. 下表访问返回类型。 61OlnmvE  
  operator[] @H( 7Mt  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 z7)$m0',?  
  operator<<和operator>> dn Xu(e%  
oWi#?'  
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。 .*>C[^  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: (b&Z\?"  
T g3MPa#g  
template < typename Left > QR8]d1+GV  
struct value_return 2Dvq3VbiO"  
  { {_$['D^az  
template < typename T > $#W^JWN1  
  struct result_1 {TMng&  
  { 9Av{>W?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; >c5   
} ; B,Tv9(sv  
o8%o68py  
template < typename T1, typename T2 > ;p fN  
  struct result_2 g/P1lQ)  
  { XtBEVqrhi  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; yT7{,Z7t  
} ; >qO l1]uF  
} ; BC1smSlJ  
Ah5o>ZtcO  
+ek6}f#  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait n-qle5sj  
-O/[c  
下面我们来剥离functor中的operator() xUa9>=JU{  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 6Rq +=X  
^"vmIC.h  
return l(t) op r(t) `w@z Fc!"  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) n: {f\  
return op l(t) /6n"$qon6  
return op l(t1, t2) mYXL  
return l(t) op ^%g 8OP  
return l(t1, t2) op oq1wU@n  
return l(t)[r(t)] )fS6H<*  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ]2iIk=r$  
s`.J!^u`  
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: N#R8ez`  
单目: return f(l(t), r(t)); =_Z.x&fi  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); tO"AeZe%|  
双目: return f(l(t)); dI=&gz  
return f(l(t1, t2)); pXh`o20I  
下面就是f的实现,以operator/为例 Olt;^> MQ  
,,)'YhG(  
struct meta_divide ?A*<Z%}1?  
  { 9j5Z!Vsy  
template < typename T1, typename T2 > BI!EmA  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ]f wW dtz1  
  { Rx.5;2m  
  return t1 / t2; XZ(<Mo\v  
} jgkY^l  
} ; ]}]+aB  
u-V( 2?  
这个工作可以让宏来做: N1vA>(2A  
7v.O Lp  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ~Q]::  
template < typename T1, typename T2 > \ * $1F|G  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; yRQNmR;Uy  
以后可以直接用 M%SNq|Lo  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) KXWz(L!1  
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 /WX&UAG  
(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。。。) sULsUt#  
YNp-A.o W@  
\y7Gi}nI  
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 u:wijkx  
sY]pszjT  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > : 'jVA  
class unary_op : public Rettype ~)ysEZl  
  { `\=~ $&vjC  
    Left l; s]D1s%Mx  
public : Ms+SJ5Lg  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _,p/2m-Pj  
W(.svJUgb.  
template < typename T > yK_$d0ZGE~  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .n?i' 8  
      { ~BnmAv$m[  
      return FuncType::execute(l(t)); nwDGzC~y<  
    } C]na4yE 8  
G('UF1F  
    template < typename T1, typename T2 >  (8 /&  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -KqMSf&9  
      { #!r>3W&  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); :8?l=B9("g  
    } /6 y;fx  
} ; V[7D4r.j  
A\.{(,;kp  
x Y}.mP  
同样还可以申明一个binary_op gN<J0c)  
IhK%.B{dZ  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > "|PX5  
class binary_op : public Rettype ~C?)- ]bF  
  { KHeeB`V>J  
    Left l; 7!6v4ZA  
Right r; y+Bxe )6^V  
public : )cm^;(#pV  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} o$}$Z&LK  
zIU6bMMT3u  
template < typename T > A "'h0D  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1IK*j +%  
      { F9q!Upr_+  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); LftGA7uGJ)  
    } zq|NltK  
pE.TG4  
    template < typename T1, typename T2 > ;9vY5CxzC  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const wV4MP1c$  
      { Nfmr5MU_  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); TEC#owz  
    } }rWg ']  
} ; DMKtTt[}  
t^~itlE{  
r[2*K 9  
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 sAF="uB  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 F-D$Y?m  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) RXO5p 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。 >#Bu [nD%  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! zN\C  
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。。。 KJt6d`ZN  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 *nV"X0&  
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) OM@z5UP  
下面是修改过的unary_op $ao7pvU6  
f{{J_""?&  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > C!Fi &~  
class unary_op Bc<pD?uOK  
  { ?0 7}\N0~  
Left l; q 'uGB fE.  
  LO38}w<k  
public : Rq|]KAN  
x l=i_  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} NA#,q 8  
ZRFHs>0  
template < typename T > 1_M}Dc+J  
  struct result_1 [4;G^{ bX  
  { 6DC+8I<  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; =pnQ?2Og  
} ; x,GLGGi}_x  
s Dsq:z  
template < typename T1, typename T2 > 7{NH;U t  
  struct result_2 C87 9eeJ  
  { @r\{iSg&g.  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q/qig5Ou  
} ; h)z2#qfc  
#E_<}o  
template < typename T1, typename T2 > 0*AXd=)"*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9 {IDw   
  { q&LCMnv"P  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); *lQa^F  
} CKC5S^Mx  
A5sz[k  
template < typename T > J58S8:c  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^RYq !l$  
  { P4 #j;k4P  
  return OpClass::execute(lt(t)); KD- -w(4  
} `A8ErfA  
sR)jZpmC(  
} ; 9d!mGnl  
nt%p@e!,  
Hv%$6,/*v  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug }$(\,SzW  
好啦,现在才真正完美了。 #IU^(W  
现在在picker里面就可以这么添加了: y8} /e@&  
c Ze59  
template < typename Right > Xc L%0%`  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const aF>&X-2  
  { 9VSi2p*  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 'p[B`Ft3F  
} \[ 4y  
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。 S7~HBgS<  
^Ww5@  
S,vdd7Y  
$  k_6  
@\W-=YKLg  
十. bind NnaO!QW%  
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。 K@ a#^lmd  
先来分析一下一段例子 R'fEw3^  
Ns5P,[pBOZ  
-x|!?u5F  
int foo( int x, int y) { return x - y;} V~do6[(  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 tjx|;m7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 Z EvK  
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。 )g KC}_h=  
我们来写个简单的。 )RQQhB  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: pX1Us+%  
对于函数对象类的版本: )c532 y  
J5Ti@(G5V  
template < typename Func > FOjX,@x&  
struct functor_trait t=fP^bJ  
  { :@-.whj  
typedef typename Func::result_type result_type; %.HLO.A  
} ; 5Sb-Bn  
对于无参数函数的版本: ]ZNFrpq  
Q8$;##hzt  
template < typename Ret > {uJ"%  
struct functor_trait < Ret ( * )() > SIc~cZ!Yu  
  { _/Ay$l;F  
typedef Ret result_type; `g0^ W/ j  
} ; k(_OhV_  
对于单参数函数的版本: DhD##5a  
d]N_<@tx9  
template < typename Ret, typename V1 > }c>vk  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > >P//]nn  
  { 7U2B=]<e-  
typedef Ret result_type; |I{3~+E h  
} ; {CNJlr@z  
对于双参数函数的版本: '%o^#gJp  
[8%q@6[  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > 7zIfsb  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > eBY/Y6R  
  { y9w,Su2  
typedef Ret result_type; }w8yYI  
} ; zL'S5'<F|  
等等。。。 N>1d]DrQR  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy Bx6,U4o*  
'`f+QP=`  
template < typename Func > C &y 2I  
struct func_return c;zk{dP   
  { |nGv:= H@  
template < typename T > Ex skd}  
  struct result_1 .L]5,#2([  
  { [(&aVHUj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; qk(bA/+e  
} ; !!w(`kmn1  
9vSKIq  
template < typename T1, typename T2 > /XU=l0u  
  struct result_2 r3KNRr@  
  { dczSW ]%  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0j 8`M"6  
} ; afzx?ekdF  
} ; xvomn`X1  
Hi*|f!,H?  
};<?W){!H  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ZSyXzop  
|f!J-H)  
template < typename Func, typename aPicker > &0fV;%N  
class binder_1 # z7yoP  
  { :{B']~Xf  
Func fn; kk4+>mk  
aPicker pk; zQ<;3+*  
public : nHRk2l|  
4:pgZz!  
template < typename T > Dsb Tx.vA  
  struct result_1 #;?/fZjY  
  { [x]~G  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 'GiN^Y9dcc  
} ; Ajo IL  
oN%zpz;OR  
template < typename T1, typename T2 > 6a_U[-a9;  
  struct result_2 {<-wm-]mo  
  { E'5KJn;_7  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3d4A~!Iz  
} ; nwC*w`4  
J@}PySq  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ^ meU&  
96J]g*o(uU  
template < typename T > >yHtGIHe-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const po,U e>n/  
  { %[M0TE=J  
  return fn(pk(t)); hZ!kh3@:`  
} "?lz[K>  
template < typename T1, typename T2 > OE Xa}K#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const rm$dv%q  
  { R.F l5B  
  return fn(pk(t1, t2)); } #L_R  
} ,v#n\LD`  
} ; dUl"w`3  
kqxq'Aq)d  
@^  *62  
一目了然不是么? X%kJ3{  
最后实现bind sUK|*y  
|]k,0Y3v  
CDsl)  
template < typename Func, typename aPicker > noEl+5uY  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) N:'!0|6?x-  
  { C=v+e%)x@  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 1~3dX[&  
} :]CL}n$*  
Oh>hy Y)}  
2个以上参数的bind可以同理实现。 X(rXRP#  
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。 9F?-zn;2s  
>5"e<mwD7d  
十一. phoenix E)f9`][  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: gA}<Y  
kE8s])Z,+  
for_each(v.begin(), v.end(), UK1)U)*+  
( -3azA7tzz  
do_ WVK AA.  
[ 23`salLclG  
  cout << _1 <<   " , " r<Cr)%z!  
] AI#.+PrC{/  
.while_( -- _1), H$ g*  
cout << var( " \n " ) w/rJj*  
) Y4swMN8Bq  
); }Nwp{["}]L  
%7w8M{I R3  
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: vw(ecs^C  
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 \_6  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 75R#gQ]EV  
那么我们就照着这个思路来实现吧: !MOsP<2  
zUZET'Bm9  
5>daWmD  
template < typename Cond, typename Actor > T!>hPg  
class do_while )b>misb/  
  { tcsb]/my  
Cond cd; gsM^Pu09ud  
Actor act; |G$-5 7fk  
public : sP eTW*HeR  
template < typename T > Ip=QtNW3\  
  struct result_1 rqdN%=C  
  { vNuws_  
  typedef int result_type; ITTEUw~+o  
} ; I"x|U[*B  
/j4G}  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} Mx`';z8~  
aX6}:"R2C  
template < typename T > ;' vkF  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const GEh(pJ  
  { VKX|0~  
  do x=Oy 6"  
    { D1v0`od'  
  act(t); -PGxG 8S  
  } S-Vj$asv!  
  while (cd(t)); /F~/&p1<\k  
  return   0 ; x9a\~XL>a  
} i20y\V os?  
} ; knph549  
N[Ei%I  
g52)/HM  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). JJSE@$",\  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 C58o="L3S  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 6o\uv  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 q>>1?hzA  
下面就是产生这个functor的类: ~LV]cX2J(  
>dm9 YfQ  
ryh"/lu[B  
template < typename Actor > oVn&L*H   
class do_while_actor Wkjp:`(-$r  
  { .Wy'  
Actor act; PuGs%{$(h  
public : &Mudu/KTr  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} H)gc"aRe;Y  
E?P>s T3B  
template < typename Cond > 5V =mj+X?  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; <f8j^  
} ; KA?%1s(kJ  
Ry]9n.y  
./Ek+p*96H  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 6o3#<ap<  
最后,是那个do_ RO/(Ldh  
B>!mD{N  
JW^ ${4  
class do_while_invoker 7g+T  
  { 42"nbJ  
public : QkD ~  
template < typename Actor > 0!0e$!8l  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const /(hTk&  
  { ,f:K)^yD  
  return do_while_actor < Actor > (act); !3k-' ),z&  
} m[3c,Axl7  
} do_; 83/m^^F{]  
_u$DcA8B  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? "B (?|r%  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 &;P\e  
最后来说说怎么处理break和continue u^{p' a'  
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。 js <Up/1  
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