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
  • 5615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 B&`#`]  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 )"wWV{k  
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, )<t5' +d%  
,;hI yT  
0vt?yD  
LZ}C{M{=5A  
  class filler Hq3"OMGq  
  { PiP\T.XANa  
public : -6(C ^X%  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} E9YR *P4$  
} ; p,Qr9p3y  
}RDGk+x7|  
^ ,d!K2`  
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: 3g`uLA X>u  
VkZrb2]v  
(Xi?Y/  
xJ:15eDC  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); CMI%jyiX  
~q5"'  
P=OHiG\z  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 odD^xg"L  
#qtAFIm'  
$0~H~ -  
!-_0I:m  
二. 战前分析 ^y]CHr  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 K*xqQ]&  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 [I^>ji0V  
%O#)=M~  
N.vt5WP  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); yZj:Kp+7  
  /* --------------------------------------------- */ 6sJN@dFA  
vector < int *> vp( 10 ); BqC!78Y/e  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); !`LaX!bmp  
/* --------------------------------------------- */ 4C\>JGZvq  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); BT.;l I  
/* --------------------------------------------- */ Ri=>evx  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); /g BB  
  /* --------------------------------------------- */ B2w\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); B"rnSui  
/* --------------------------------------------- */ Ue^2H[zs-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ViIt 'WX  
O$%M.C'  
CZe0kH^:{  
<5X?6*Qvr  
看了之后,我们可以思考一些问题: l=,\ h&  
1._1, _2是什么? 'Alt+O_  
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-vOG lR  
2._1 = 1是在做什么? @ *P$4c  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 {>PN}fk2QP  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Q\|72NWS  
v10p]=HmO  
Y /$`vgqs  
三. 动工 (N{Rda*8  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: v6(Yz[  
Ysbd4 rN  
o=@ 0Bd8  
RZ 4xR  
template < typename T > ?0 93'lA  
class assignment __o`+^FS  
  { Z^5j.d{e$  
T value; E^B*:w3  
public : #2l6'gWE0  
assignment( const T & v) : value(v) {} V; 0{o  
template < typename T2 > y"q7Gx*^j  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } WwG +Xa  
} ; &U q++f6  
<{ !^  
e[_W( v  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 #!V [(/  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment .I\)1kjX  
*%< Ku&C  
b*$/(2"m  
SxV(.i'  
  class holder vQf'lEFk  
  { j$r.&,m  
public : $jMU| {  
template < typename T > #;cDPBv*wS  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const GBOz,_pw  
  { ;4. D%  
  return assignment < T > (t); ^ei[#I  
} k#"Pv"  
} ; +LddW0h+=8  
E-h`lDoJ  
Q)N$h07R  
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: . 2_t/2  
#k? Rl  
  static holder _1; <jd S0YT  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 2{naSiaq  
?3 J  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^aVoH/q*C  
而不用手动写一个函数对象。 Y ON@G5^  
lSP{9L6  
L'=e /&  
.&2pZ  
四. 问题分析 1lRqjnzve&  
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。 Ycb<'M*jE  
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。 i[FcY2  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 !fdni}f)  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 QrDrd A  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 g;en_~g3j  
A(AyLxB47*  
五. 问题1:一致性 #$V`%2>  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| g3{)AX[Uy  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 #|^7{TN   
&H\$O.?f  
struct holder  N3^pFy`  
  { SxXh N  
  // HN>eS Y+  
  template < typename T > |7WzTz  
T &   operator ()( const T & r) const Y1AbG1n|  
  { Ne/jvWWN  
  return (T & )r; #f]R:Ix>  
} 6Nx TW  
} ; #FF5xe  
]!H*oP8a*  
这样的话assignment也必须相应改动: E*Vx^k$  
IDBhhv3ak  
template < typename Left, typename Right > S4<@ji  
class assignment aA%$<ItH  
  { FsZM_0>/s  
Left l; XboOvdt^|  
Right r; |w[}\#2  
public : W"Dj+/uS  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} mh44  
template < typename T2 > d T/*O8  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } qM@][]j:  
} ; BieII$\P%P  
g2C-)*'{yh  
同时,holder的operator=也需要改动: 3@$h/xMJ  
WlP@Tm5g/  
template < typename T > 0]8+rWp|Nz  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const M@!Gk  
  { b7v] g]*  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); f&`v-kiAn=  
} i#lvt#2J0  
8q7KqYu  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 D]y6*Ha  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 psRm*,*O  
oiO3]P]P  
return l(rhs) = r; #CV(F$\1{  
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。 Djf2ir'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: )2YU|  
ScGmft3A  
template < typename Tp > .j88=t0  
class constant_t nS?HH6H  
  {  aSHZR  
  const Tp t; l0D.7>aj  
public : Xki/5roCQ|  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} @{I55EQ]  
template < typename T > Zy*}C,Z  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const AaTtY d  
  { od^ha  
  return t; N0 ?O*a  
} u6r-{[W}  
} ; 5tq$SF42X  
}f&7<E  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 w5n>hz_5  
下面就可以修改holder的operator=了 NlcWnSv  
AU'{aC+p  
template < typename T > |xKB><  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^;@Bz~Z  
  { k}T~N.0  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ui 2RTAb  
} 3&' STPpW  
g X(QRQ  
同时也要修改assignment的operator()  iI ^{OD  
*c3 o&-ke9  
template < typename T2 > z%g<&Cq  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } fs)O7x-B(  
现在代码看起来就很一致了。 \17)=W  
-;~_]t^a  
六. 问题2:链式操作 R2J3R5 S=[  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 0e7v ?UT  
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。 D3^v[>E2  
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。 UT{N ly8u  
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。 1}ToR=  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct *n[Fl  
hR`dRbBi%  
template < typename T > lJYv2EZ  
struct result_1 ,~4(td+R7  
  { *v5y]E%aW  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; w^p2XlQ<  
} ; u8,T>VNVw  
 E;|\?>  
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: S7SPc   
\@F{Q-  
template < typename T > _9gn;F  
struct   ref (f.A5~e  
  { ^al SyJ`  
typedef T & reference; EwOTG Y{0p  
} ; vcSS+  
template < typename T > 'V>+G>U  
struct   ref < T &> #F6ak,9S4  
  { =VSieh  
typedef T & reference; :m~lgb<  
} ; dJ;;l7":~  
@v'<~9vG  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: $N ]P#g?Q  
~G$OY9UC  
template < typename T > 9"aTF,'F/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const @6tx5D?  
  { i@;a%$5  
  return l(t) = r(t); v|'N|k l  
} ZEMo`O  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 x$p\ocA  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 jGWLYI=V2  
Umd!j,  
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 y7Ub~q U  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: -|T^  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Af%?WZlOq  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 FP Mk&  
最后的布局是: ;K_B,@:'  
                Add ditzl(L   
              /   \ x?F{=\z/o  
            Divide   5 p?h;Sv/  
            /   \ t2gjhn^p  
          _1     3 zJy{Ry[Sb  
似乎一切都解决了?不。 %)e+w+  
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。 2u:j6ic  
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。 Ue7W&N^E  
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: g\Z k*5(  
aD^MoB3  
template < typename Right > @88 efF  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const SM<kE<q#  
Right & rt) const C G7 LF  
  { ",+uvJT1O  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 93dotuF  
} S .jjB  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 !< )_ F  
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。 GwycSb1  
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。 K|/a]I":  
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。 SrtmpQ  
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。 4s8E:I=K  
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? mc=*wr$  
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: buFtLPe  
/%c^ i!=f"  
template < class Action > +NY4j-O  
class picker : public Action ]3,0 8JW=  
  { )X/Faje  
public : f#t^<`7  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ^m=%Ctu#  
  // all the operator overloaded >KPJ74R  
} ; ]4yvTP3[Rm  
O+$70   
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 MocH>^,  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: &1{k^>oz  
l1[IXw?  
template < typename Right > ("6W.i>  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const H-W) Tq_?-  
  { m0"\3@kB  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 6T s`5$e  
} "=(;l3-o  
{Jc!T:vJ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > /z5lxS@#  
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。 #V 6 -*  
 m5pVt 4  
template < typename T >   struct picker_maker w-$w  
  { k ))*z FV  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ;`B35K  
} ; 4:']'E  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > xNkY'4%  
  { \7/_+)0}'  
typedef picker < T > result; G= cxc_9  
} ; { 1%ZyY  
>B  
下面总的结构就有了: d@tr]v5 B  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 `[CJtd2\  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 <3 }l8Z  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 AF$o >f  
至此链式操作完美实现。 ^Q>*f/.KN  
JWL J<z  
xW =$j|  
七. 问题3 Ol[gck|~  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 o }A #-   
ea0tx3'  
template < typename T1, typename T2 > zIFL?8!H9{  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N -]PK%*  
  { PuaosMn(9  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); D 8Rmxq!  
} PNgMLQI6  
ai4^NJn  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: a`*WpP\+  
:$aW@?zAY  
template < typename T1, typename T2 > [r8 d+  
struct result_2 MF}Lv1/[-J  
  { ?8@*q6~8  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; C4tl4df9  
} ; dA/o4co  
|vz;bJG  
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? zDyeAxh4  
这个差事就留给了holder自己。 xUi!|c  
    QJWES%m`  
9Oyi:2A  
template < int Order > ]4mj 1g&C  
class holder; - >I{ :#  
template <> I%919  
class holder < 1 > 3 ?F@jEQk  
  { >-lL -%N_  
public : Qu FCc1Q  
template < typename T > X.l"f'`l  
  struct result_1 ~q(C j"7  
  { xm5FQ) T  
  typedef T & result; 0t?<6-3`/  
} ; K=TW}ZO  
template < typename T1, typename T2 > i%PHYSJ.  
  struct result_2 YBIe'(p  
  { MIF[u:&  
  typedef T1 & result; Az9J{)  
} ; &6=ZT:.6Te  
template < typename T > #0^3Wm`X;  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const }#*zjMOz  
  { Z'dI!8(Nf  
  return (T & )r; r/sRXM:3cZ  
} Ko|xEz=  
template < typename T1, typename T2 > OW}j4-~wL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const oy bzD  
  { 1r& ?J.z25  
  return (T1 & )r1; 3dDQz#  
} t0H=NUP8  
} ; irb.F>(x  
b[o"Uq@8?  
template <> )|R0_9CLV  
class holder < 2 > s*/ G- lY  
  { 36WzFq#  
public : '3UIriY6  
template < typename T > dzNaow*0&V  
  struct result_1 PB<Sc>{U  
  { #'Y6UGJ\n  
  typedef T & result; LY!3u0PnlT  
} ; ; 9&.QR(  
template < typename T1, typename T2 > T.P Z}4  
  struct result_2 T>Rf?%o  
  { +Y9D!=_lj  
  typedef T2 & result; -_*XhD  
} ; B m@oB2x)  
template < typename T > TgE.=`"7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const f9XO9N,hE:  
  { :G=1$gb  
  return (T & )r; rn[}{1I33Q  
} 1\J1yOL  
template < typename T1, typename T2 > }:l%,DBw  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const r]//Q6|S  
  { ySK Yqt z  
  return (T2 & )r2; pF*~)e  
} pkV\D  
} ; :mV7)oWH  
_E<O+leWf  
X1V}%@3:  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 l)PFzIz=V  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: vua1iN1  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: aco}pXz  
l^y?L4hg)  
return l(i, j) = r(i, j); <_{4-Q>S3#  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) ~v(M6dz~vk  
3g#=sd!0O@  
  return ( int & )i; =']};  
  return ( int & )j; O{cGk: y  
最后执行i = j; q{Ta?|x#  
可见,参数被正确的选择了。 :f !=_^}  
@uM3iO7&  
k#:@fH4{PA  
Hs`#{W{.  
!_z<W~t"  
八. 中期总结 9s6>9hMb)  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: a2=uM}Hsp  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 K-Dk2(x  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 sa gBmA~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor < J<;?%]  
0m YZ7S5g  
o`T<}z26  
yw Q!9 \  
#b"5L2D`y'  
sHPwW5j/o'  
九. 简化 NZ+?Ydr8k  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 'oHOFH9:{b  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 voej ~z+  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: CWe>jlUQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 Zc\h15+P  
  +-*/&|^等 0O['-x  
2. 返回引用。 !%RJC,X  
  =,各种复合赋值等 <.7I8B7  
3. 返回固定类型。 x [{q&N!"`  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) vu'!-K=0  
4. 原样返回。 SL\y\G aV  
  operator, ?ZuD _L-i  
5. 返回解引用的类型。 HHIUl,P  
  operator*(单目) <j1d~XU}  
6. 返回地址。 77&^$JpM  
  operator&(单目) 400Tw`AiJ  
7. 下表访问返回类型。 G0; EbJ/&  
  operator[] WP@JrnxO\`  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 < ;,S"e  
  operator<<和operator>> Th;gps%b  
Z/6'kE{l  
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。 K'{W9~9Lq  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: LnI{S{]wDh  
~q]|pD"\K|  
template < typename Left > :a f;yu  
struct value_return "U5Ln2X{J  
  { hNq8 uyKx  
template < typename T > 5Ckk5b  
  struct result_1 .iP G/e  
  { %X9:R'~sP  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; MNf@HG  
} ;  fBWJ%W  
5Du>-.r  
template < typename T1, typename T2 > K7[AiU_I  
  struct result_2 X@h^T> ["  
  { LcpyW=)}"V  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; \A3>c|  
} ; /!{A=N  
} ; (9YYv+GGd*  
|<$<L`xoe  
O2'bNR  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait rz[uuY7  
EDgob^>  
下面我们来剥离functor中的operator() 8W1K3[Jj<  
首先operator里面的代码全是下面的形式: .y;\puNq  
9OQ0Yc!3  
return l(t) op r(t) BudWbZ5>Ep  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) we H@S  
return op l(t) A}#]g>L  
return op l(t1, t2) |?fW!y  
return l(t) op CNpe8M=/3  
return l(t1, t2) op HV$9b~(  
return l(t)[r(t)] z7@(uIl=X  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Ah"'hFY  
4*D fI  
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: Kixr6\  
单目: return f(l(t), r(t)); N&x WHFn]C  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); B::4Qme  
双目: return f(l(t)); LpiHoavv  
return f(l(t1, t2)); 7$1fy0f[l  
下面就是f的实现,以operator/为例 #E$Z[G]  
_']%qd"%  
struct meta_divide 35%[D Ukb  
  { N)vk0IM!  
template < typename T1, typename T2 > }o!#_N0T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Xew1LPI  
  { 9Ew:.&d  
  return t1 / t2; Rekb?|{z  
} /+x#V!zM  
} ; wzDk{4U  
c+Q.?vJ  
这个工作可以让宏来做: t4jd KYA  
j5,^9'  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ dK J@{d  
template < typename T1, typename T2 > \ t> x-1vf%  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; wZo.ynXT  
以后可以直接用 ~<2 IIR$H  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) hr_9;,EPh  
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 OD?y  
(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。。。) l}Q"Nb)  
O:5Rp_?^  
uXG`6|?  
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 tL={y*  
'#,e @v  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > PkPDVv  
class unary_op : public Rettype &*G5J7%w  
  { J8u{K.( *7  
    Left l; B.}_],  
public : bVa+kYE  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} XSm"I[.g  
wQD0 vsD  
template < typename T > 9lZAa8Rxi  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const nOAJ9  
      { fr}1_0DDz  
      return FuncType::execute(l(t)); ,?xLT2>J_  
    } )h>\05|T  
Z>(r9 R3{  
    template < typename T1, typename T2 > z.2r@Psk  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (|0.m8D~D  
      { BR& Aq  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); hzT{3YtY2  
    } Snc; p  
} ; 9 3W  
.N~PHyXZR  
.>mH]/]m  
同样还可以申明一个binary_op ]>R`;"(  
JmU<y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > g.B%#bfg  
class binary_op : public Rettype j4~7akG  
  { m,W) N9 M  
    Left l; >lD;0EN  
Right r; (O)\#%,@R  
public : Q0zW ]a  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} {fGd:2dh  
\H Wcd|  
template < typename T > EJf#f  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :]P~.PD5,  
      { _BZ1Vnv  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); mu6039qy  
    } s<[A0=LH  
,O:EX0  
    template < typename T1, typename T2 > :a_BD  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?z2jk  
      { ?QCmSK=L  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); w)+wj[6 E  
    } =N YgGEFq.  
} ;  9R9__w;  
"+=Pp  
6g5PM4\  
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 QWrIa1.JC  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 j$3rJA%rN  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) %KGq*|GUu  
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。 yJ!OsD  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  !M  
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。。。 Ye9Y^+-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 x(L(l=^"  
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) s|Z:}W?{  
下面是修改过的unary_op &&[zT/]P  
ojHhT\M`  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > K&=D-50%  
class unary_op `/#f?Hk=  
  { zVSx$6eiU  
Left l;  n;wwMMBM  
  0,HqE='w  
public : $}t=RW  
4&Byl85q  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} |xn#\epy@  
\tY"BC4.  
template < typename T > {fZb@7?GF  
  struct result_1 ]kx-,M(  
  { (a[.vw^g  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; |,b2b2v ?  
} ; xq}-m!nX  
11@]d ]v ,  
template < typename T1, typename T2 > Yu'a<5f  
  struct result_2 *h$&0w y  
  { k<H%vg>{~s  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; !xu9+{-  
} ; %SAw;ZtQ:  
F/>*If s  
template < typename T1, typename T2 > H+ lX-,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gH[,Xx?BN!  
  { kY"KD22a  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); l<(cd,  
} CK0l9#g  
Zb(E:~h\  
template < typename T > LXj5R99S  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const VPt9QL(  
  { yEq#Dr  
  return OpClass::execute(lt(t)); !^e =P%S  
} U&UKUACn"  
!SO8O  
} ; ` J]xP$)  
WF2NG;f=  
rAb&I"\ZY  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug >O#grDXb  
好啦,现在才真正完美了。 SHV4!xP-V  
现在在picker里面就可以这么添加了: !4WEk  
T dk ,&8  
template < typename Right > 5{K}?*3hJ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const *FK`&(B+}  
  { 0w %[  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); :]PM_V|  
} Dw_D+7>(v  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Iy';x  
<xo-Fv  
*/z??fI27  
Dzl;-]S  
o%`Xa#*Ly  
十. bind +pf5\#l?  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 d;7 uFh|o  
先来分析一下一段例子 )}MHx`KT2  
WA6!+Gy  
O/Rhf[7v*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} KL [ek  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 5|I55CTx  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 t 9^A(Vh"-  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 uLQ  
我们来写个简单的。 cK@jmGj+  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: xyA-P& N  
对于函数对象类的版本: /6K Il  
krB'9r<wa`  
template < typename Func > 3GH(wSv9\  
struct functor_trait k`\R+WK$  
  { ]ikomCg   
typedef typename Func::result_type result_type; -r<#rITH"  
} ; 4-R^/A0  
对于无参数函数的版本: [q*%U4qGO  
JWv{=_2w  
template < typename Ret > J~#$J&iKh  
struct functor_trait < Ret ( * )() > >?lOE -}^  
  { qQ0C?  
typedef Ret result_type; uuNR?1fS  
} ; ua5?(,E`']  
对于单参数函数的版本: a|4~NL  
C3'rtY.  
template < typename Ret, typename V1 > R@iUCT^$  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > XL$* _c <)  
  { aG+j9Q_  
typedef Ret result_type; ?4 S+edX  
} ; #]]Su91BA  
对于双参数函数的版本: ]y@F8$D!  
&fOdlQ?  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > FT.,%2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > |Ic`,>XM  
  { | ?yo 3  
typedef Ret result_type; &a,OfSz  
} ; 5 2_#  
等等。。。 a4 MZ;5  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 0aI;\D*Ts  
/) 4GSC}Gg  
template < typename Func > $((6=39s  
struct func_return (ljF{)Ml+=  
  { ] )DX%$f  
template < typename T > CO:u1?  
  struct result_1 23!;}zHp  
  { o|BP$P8V  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; MJ`3ta  
} ; kc `V4b%  
uC3:7  
template < typename T1, typename T2 > SOZPZUUEJ  
  struct result_2 9BEFr/.  
  { '8Ztj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (ll*OVL  
} ; iRV~Il#~!  
} ; FR[ B v  
uX/$CM  
;%C'FV e]  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 v``-F(i$  
>EsziRm  
template < typename Func, typename aPicker > MPgS!V1  
class binder_1 Yc r3HLJy  
  { {c?JuV4q?  
Func fn; lbdTQ6R  
aPicker pk; H9)m^ *  
public : "syh=BC v  
 p?D2)(  
template < typename T > <*!i$(gn  
  struct result_1 A - YBQPE  
  { *^\HU=&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; X~=xXN.  
} ; }R[#?ty;]  
$?G"GQ!.  
template < typename T1, typename T2 > g>rp@M  
  struct result_2 l%ayI  
  { $rF=_D6  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; eN? Y7  
} ; TL$EV>Nr  
D4Al3fe  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} `;|5  
^9OUzTF  
template < typename T > O,bkQY$v  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >T2LEW  
  { aI(7nJ=R  
  return fn(pk(t)); NcOPL\  
} o%{'UG  
template < typename T1, typename T2 > )n49lr6 X  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?bZovRx  
  { Wz4&7KYY  
  return fn(pk(t1, t2)); zya5Jb:Sg  
} \Ng\B.IQ  
} ; \<Sv3xy&O  
YJg,B\z}  
0~wF3BgV  
一目了然不是么? 9SlNq05G7  
最后实现bind w=]Ks'C]  
%W,D;?lEo>  
X"gCR n%tn  
template < typename Func, typename aPicker > A[IL H_w  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) NjPDX>R\K  
  { 8dD2  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); <!-sZ_qq  
} W?yd#j  
b*a2,MiM  
2个以上参数的bind可以同理实现。 |Fm6#1A@  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 BqDKT  
dkgSvi :!  
十一. phoenix YprH wL  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 5uq3\a  
fO'Wj`&a  
for_each(v.begin(), v.end(), 0]QRsVz+  
( ETp%s{8  
do_ y@2epY?{  
[ H>9CW<8  
  cout << _1 <<   " , " nJ4@I7Sk;  
] gBT2)2]  
.while_( -- _1), 7n]65].t  
cout << var( " \n " ) Uv YF[@  
) 7Dnp'*H  
); l`kWz5[~  
5aad$f  
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: k#[F`  
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 (b?{xf'G  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 +3s%E{  
那么我们就照着这个思路来实现吧: M(#m0x B  
u2oKH{/z  
ikWtC]y  
template < typename Cond, typename Actor > DeR='7n  
class do_while PH"hn]  
  { Vpy 2\wZWb  
Cond cd; DG4 d"Jy  
Actor act; #;n +YM">:  
public : G?f\>QSZ  
template < typename T > q$1PG+-  
  struct result_1 ]yjl~3  
  { 9/+Nj/  
  typedef int result_type; :o:e,WKxb  
} ; %WqNiF0-  
{`2R,Jb%S  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} E?(xb B  
o=FE5"t  
template < typename T > eC5$#,HiC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^pM+A6 XY  
  { +<,gB $j  
  do NmMIQ@K  
    { r{L4]|(utY  
  act(t); QwhRNnE=  
  } u%'\UmE w  
  while (cd(t)); .2J L$"  
  return   0 ; VMoSLFp^R  
} jx acg^c  
} ; v]__%_  
?+T^O?r|O  
>]o}}KF?  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). .0R v(Y  
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。 "[}O"LTQ  
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。 V\(:@0"  
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。 V]*b4nX7  
下面就是产生这个functor的类: fgihy  
FU=w(< R;  
Ra*e5  
template < typename Actor > kB5.(O  
class do_while_actor NrP0Ep%V  
  { p ?wI9GY  
Actor act; '`1CBU$  
public : (98Nzgxgx}  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} :eo  
[AV4m   
template < typename Cond > .9O$G2'oh  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 1-.~7yC  
} ; (C]o,7cYS  
UT}i0I9  
oD}uOC}FS{  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 E( us'9c   
最后,是那个do_ vkLC-Mzm<  
lO2[JP  
qRbf2;  
class do_while_invoker 5>AX*]c  
  { T{wuj[ Q#:  
public : e.c3nKXZ q  
template < typename Actor > KR7@[  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const K'#E3={tt  
  {  +H$!a  
  return do_while_actor < Actor > (act); =IAsH85Q  
} qY 4#V k  
} do_; $=?@*p  
1:Si,d,wh  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _G1gtu]  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 bI|2@H V2  
最后来说说怎么处理break和continue vM_:&j_?``  
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。 0a"igq9t  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五