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
  • 5248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 JF{yhx,+ p  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ~)J]`el,Q  
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, R"@J*\;$T  
^n! j"  
U|tUX)9O  
i;:gBNmo=  
  class filler f@JMDJ  
  { !~sgFR8W  
public : q{4W@Um-  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Oz8"s4Y7  
} ; =[A5qwyv  
K|n%8hRy  
k OYF]^uJ  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: RLy2d'DS  
U&F1}P$fb  
=f48[=  
d7, ZpHt  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ^a>3U l{  
6yn34'yw  
T"h@-UcTl  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 %E<.\\^%  
2EO WbN}M  
4KbOyTQ  
s R~D3-  
二. 战前分析 tO?NbWcp  
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。 &# [w*t(A  
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 o7 :~C]  
@=i- *U  
gKPqWh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); bQ%6z}r  
  /* --------------------------------------------- */  f$7Xh~  
vector < int *> vp( 10 ); Np2I*l6W  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); 2SjH7 '  
/* --------------------------------------------- */ &*Sgyk o`  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); !O*'mX  
/* --------------------------------------------- */ u"$=:GK  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); X  jPPgI  
  /* --------------------------------------------- */ Xu.Wdl/{Ra  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); E =*82Y=B  
/* --------------------------------------------- */ <w,NMu"  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); kv!QO^;^Y  
j ."L=  
b(E}W2-t  
Ru&>8Ln0  
看了之后,我们可以思考一些问题: o [ Je  
1._1, _2是什么? )7aUDsu>4  
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。 (^{tu89ab  
2._1 = 1是在做什么? k4C3SI*`4  
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。 bHKTCPf  
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。 I>bO<T`  
S^8C\ E  
'!hA!eo>J  
三. 动工 `i2:@?Kl9  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ia9=&Hy])  
t6,bA1*5y  
+GYO<N7  
Yy 8? X9r.  
template < typename T > `iQ])C^d  
class assignment sQ}E4Iq1#S  
  { w=QlQ\  
T value; MwuRxeRO-  
public : 69"4/n7B?  
assignment( const T & v) : value(v) {} +QW| 8b  
template < typename T2 > De-hHY{>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } w-j^jU><3  
} ; ?Tlt(%f  
tH)fu%:p  
Oxp!G7qfo  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 5Ic'6AIz  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment v[2N-  
M*-]<!))7  
YlhyZ&a,  
1a]P+-@u[  
  class holder ;Tec)Fl  
  {  ?8/T#ox  
public : W; zzc1v  
template < typename T > fq[1|Q  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const =T-jG_.H  
  { H[Q3M~_E  
  return assignment < T > (t); h J H  
} UrmnHc>}c  
} ; ]~@uStHn  
;L@p|]fu  
RI3GAd  
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: <'N~|B/yZ  
!"LFeqI$lr  
  static holder _1; D=jtXQF  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 |Kq<}R  
3De(:c)@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); bs_< UE  
而不用手动写一个函数对象。 O9P4r*prA  
v hGX&   
C({r1l4[D  
v:gdG|n"  
四. 问题分析 &U_T1-UR2  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 2@Zw#2|]  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 Od+nBJ   
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 NpH:5hi  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 GQ0(lS  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 +TC##}Zmb  
8K9RA<  
五. 问题1:一致性 E^B3MyS^^  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| s[;1?+EI  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 tkP& =$  
|,T"_R_K  
struct holder ]$!7;P  
  { 5^N y6t  
  // u/apnAW@M  
  template < typename T > p{x6BVw?>  
T &   operator ()( const T & r) const TMD*-wYr  
  { ^[VEr"X  
  return (T & )r; kvN<o-B  
} w>4( hGO  
} ; 3$3%W<&^  
BKK@_B"  
这样的话assignment也必须相应改动: }O\g<ke:u  
5R6QZVc  
template < typename Left, typename Right > XO5E-Nh  
class assignment qga\icQr  
  { Ckhw d  
Left l; xLP8*lvy  
Right r; L7"<a2J  
public : Of#"nu  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} s$~H{za  
template < typename T2 > 1 J[z ![Tf  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } g&\;62lV%  
} ; L+G i  
v}<z_i5/C.  
同时,holder的operator=也需要改动: 0zk054F'  
Yc5<Y-W  
template < typename T > }tJMnq/m($  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ]d*O>Pm  
  { !iAZEOkRR  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Uv(}x 7e)  
} O O-Obg^  
]''tuo2g8  
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。 OqX+ R4S  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 tPDB'S:&3  
.UU)   
return l(rhs) = r; m|[cEZxHB  
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。 *7qa]i^]  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 0Qg%48u  
=nCV. Wf  
template < typename Tp > ~]BR(n  
class constant_t fN 1:'d  
  { qJ$S3B  
  const Tp t; R(2MI}T  
public : BbI),iP  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {XW>3 "  
template < typename T > E8o9ufj3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const Si|8xq$E;  
  { k,y#|bf,Y  
  return t; >Lz2zlZI  
} ?hW(5]p|  
} ; `U;V-  
B,Jn.YX  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 'IER9%V$  
下面就可以修改holder的operator=了 ;8gODj:dO  
7RgnL<t~:8  
template < typename T > ^Cg@'R9  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 7wqD_Xr  
  { h#8 {fr)6  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Pv@;)s(-  
} Vb2")+*:  
Bc#6mO-  
同时也要修改assignment的operator() S*rcXG6Q^  
#p=Wt&2  
template < typename T2 > ,0$b8lb;x/  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ,]?l(H $x'  
现在代码看起来就很一致了。 Rh7=,=u  
Sq 2yQSd  
六. 问题2:链式操作 T0}P 'q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 L^nS%lm  
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。 ::8E?c  
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。 \y/+H  
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。 .]Z,O>N  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct yDw^xGws  
_d<\@Tkw  
template < typename T > @aGS~^U h  
struct result_1 >l5JwwG  
  { SHPZXJ{  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; >JhIRf  
} ; k4nA+k<WI`  
fmq^AnKd  
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: %K]nX#.B&  
dzMI5fA<_  
template < typename T > ~ .Eln+N  
struct   ref ?jzadCel  
  { @)8C  
typedef T & reference; c[0$8F>  
} ; ]H<C Rw  
template < typename T > ]# T9v06w  
struct   ref < T &> _'oy C(:}  
  { Sq==)$G  
typedef T & reference; `P4qEsZE>`  
} ; B[MZ Pv)  
|wj/lX7y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ^q$vyY   
M>k7 '@G  
template < typename T > ,K6]Q|U@r  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ^ihXM]1{G  
  { ArU>./)Q  
  return l(t) = r(t); P-`^I`r  
} ig/716r|  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 I_ .;nU1xA  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 o6K BJx  
(A &@ <  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 [%nG_np  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: o-Idr{  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Nmsb  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 J0p,P.G  
最后的布局是: cmN0ya  
                Add Azz]TO  
              /   \ e?lqs,m@"  
            Divide   5 ,em6wIq,  
            /   \ O x$|ZEh  
          _1     3 r rwsj`  
似乎一切都解决了?不。 r IK|}5  
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。 kdYl>M  
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。 YJ16vb9  
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: M*S5&xpX  
56_KB.Ww~  
template < typename Right > {M~!?# <K  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const /l$noaskX  
Right & rt) const #=.h:_9  
  { 8rpN2M 3h  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); B=c^ma  
} VD3[ko  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ;W*$<~_  
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。 !3&vgvr  
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。 ? sewU9*  
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。 .yP 3}Nl  
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。 }b^lg&$(  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? t@HE.h  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: )w` Nkx  
X0$_KPn  
template < class Action > zn~m;0Xi  
class picker : public Action HYH!;  
  { M1M]]fT0ME  
public : si;]C~X*  
picker( const Action & act) : Action(act) {} mDmWTq\  
  // all the operator overloaded ;hZ@C!S:  
} ; db XG?K][  
QE}@|H9xs  
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。 XN0Y#l  
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: WE7l[<b  
}Tef;8d  
template < typename Right > z} \9/`  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const *j* WE\  
  { #?=cg]v_  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); D/Wuan?yPN  
} YBO53S]=  
tVcs r  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ({9!P30:  
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。 >?'FH +2K  
v8IL[g6"  
template < typename T >   struct picker_maker 1m)/_y~1 k  
  { / fq6-;co+  
typedef picker < constant_t < T >   > result; l!=WqIZ  
} ; M5V1j(URE  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > zef,*dQY   
  { Mt Z(\&~  
typedef picker < T > result; _2Z3?/Y  
} ; jb2:O,+!  
-DnK )u\@  
下面总的结构就有了: zOOX>3^  
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。 <.B s`P  
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。 M::iU_  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 9F](%/  
至此链式操作完美实现。 TH!8G,(w  
NLl~/smMS  
,no:6&#  
七. 问题3 +CT$/k  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 Snu;5:R  
Ag6 (  
template < typename T1, typename T2 > eeZysCy+DY  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const af(JoX*U  
  { YMTA`T(+  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); b2e  a0  
} B,833Azi  
A*~1Uz\t  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Dj+Osh  
\2xBOe-a]  
template < typename T1, typename T2 > N{t :%[  
struct result_2 `Qf :PX3  
  { Z D%_PgiT  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; !nq\x8nU  
} ; gj,J3x4TK/  
^&H=dYcV>/  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? t1{}-JlA  
这个差事就留给了holder自己。 Z3>xpw G  
    !(K{*7|h  
tC:,!4 P$  
template < int Order > oB R(7U ~0  
class holder; D!a5#+\C  
template <> _-J@$d%  
class holder < 1 > t=rAc yNM  
  { JlQT5k  
public : m`IQ+, e  
template < typename T > t} i97;  
  struct result_1 2^#UO=ct  
  { B8AzN9v&"N  
  typedef T & result; G=HxD4l  
} ; Df~p 'N-$  
template < typename T1, typename T2 > (TNY2Ke2 8  
  struct result_2 ]esLAo  
  { Rgfhs[Z  
  typedef T1 & result; !NLvo_[Y  
} ; ,/`E|eG1G  
template < typename T > <yI,cM<c  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Va Yu%  
  { G7A bhb,  
  return (T & )r; O+p-1 C$\  
} 3U"')  
template < typename T1, typename T2 > Eu/y">;v#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const xGEmrE<;  
  { n_aNs]C9R  
  return (T1 & )r1; 3zTE4pHzu+  
} 3V Mh)  
} ; ,0uo&/Y4L  
4:Xj-l^D  
template <> Wx?&igh  
class holder < 2 > {jM<t  
  { i<wU.JX&h  
public : Wda\a.bXT  
template < typename T > .D,?u"fk|  
  struct result_1 4l ZJb  
  { Km9}^*Mo%  
  typedef T & result; mvTyx7 h=  
} ; z/0yO@_D/q  
template < typename T1, typename T2 > }or2 $\>m  
  struct result_2 J7ktfyQ0W  
  { r'd:SaU+  
  typedef T2 & result; $35,\ZO>  
} ; r2SJp@f  
template < typename T > nEd M_JPv  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0n*rs=\VG  
  { 9eGCBVW:*  
  return (T & )r; =s0g2Zv"\  
} b ~/Wnp5  
template < typename T1, typename T2 > 8K.s@<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const jy!f{dsC  
  { x[PEn  
  return (T2 & )r2; 2 {mY:\  
} np-T&Pz2  
} ; #.)xm(Ys  
(|<h^] y3  
P?q G  
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> >。 n5egKAgA  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: .'5'0lR5  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: %Lp2jyv.  
0{0;1.ZP  
return l(i, j) = r(i, j); ka2F !   
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) k;;nE o~6  
C~ZE95g  
  return ( int & )i; #D`S  
  return ( int & )j; U_ x0KIm  
最后执行i = j; k40Ep(M}  
可见,参数被正确的选择了。 rDIhpT)a  
@A [)hk&(R  
a9#W9eP  
u?q&K|  
"H5&3sF2  
八. 中期总结 7o;x (9  
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: Az9X#h.vf  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 UvPp~N 7,  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 uQ:Qb|  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor PM~bM3Ei  
!Z U_,[  
$42Au2Jg  
X$Q2m{dR  
D3%l4.h  
)UR1E?'  
九. 简化 4-y6MH  
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。 6RH/V:YY  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Z,0O/RFJ.q  
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: 5Xwk*@t2a  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 `6rrXU6|  
  +-*/&|^等 {B@*DQv  
2. 返回引用。 ob0~VEH-  
  =,各种复合赋值等 >W8bWQ^fK  
3. 返回固定类型。 HjV\lcK:v  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) dKU5;  
4. 原样返回。 8dc538:q}  
  operator, XDHLEG-u(  
5. 返回解引用的类型。 ha_@Yqgh  
  operator*(单目)  \C|;F  
6. 返回地址。 Qqp)@uM^  
  operator&(单目) 2[.5oz`  
7. 下表访问返回类型。 --Oprl  
  operator[] ?#4+r_dP  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0HjJaML  
  operator<<和operator>> N].4"0Jv-D  
jUYF.K&  
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。 ?hKm&B;d  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: =h(7rU"Yz  
w-lrnjs  
template < typename Left > _]P a>8X*  
struct value_return 77``8,  
  { /;DjJpwf0  
template < typename T > o5>/}wIf  
  struct result_1 L5/mO6;k  
  { rWJ*e Y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; B-$+UE>%  
} ; \F[n`C"Is  
NP "ylMr7P  
template < typename T1, typename T2 > 3Mw}R6g@#  
  struct result_2 $ cq!RgRn  
  { Q ]/B/  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Hv3W{|  
} ; z=B< `}@3  
} ; 2@fa rx:  
(X*9w##x(  
pOKeEW<q  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait *y{+W   
NK~PcdGl  
下面我们来剥离functor中的operator() +uELTHH=  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 7g5@vYS+  
oQ{cSThj  
return l(t) op r(t) # J]~  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) G,B?&gFX  
return op l(t) M"B@M5KT  
return op l(t1, t2) n%*tMr9s  
return l(t) op @/LiR>,  
return l(t1, t2) op zMr&1*CDX  
return l(t)[r(t)] AO $Wy@  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] [$;,Ua-mt  
};^}2Xo+  
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**3%cTb  
单目: return f(l(t), r(t)); \KCWYi]  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); %;tJQ%6-.S  
双目: return f(l(t)); ^@K WYAAW5  
return f(l(t1, t2)); "ct58Y@   
下面就是f的实现,以operator/为例 5*Btb#:  
6(>WGR  
struct meta_divide =D5wqCT(Q  
  { {U^j&E  
template < typename T1, typename T2 > fQO ""qh  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ~{$L9;x  
  { F*,5\s<  
  return t1 / t2; 94y9W#  
} B>,A(X&  
} ; *t]v}ZV*  
_CL{IY  
这个工作可以让宏来做: i\  "{#  
hVkO%]?  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ @<a|  
template < typename T1, typename T2 > \ /e(W8aszi  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; FllX za)  
以后可以直接用 UhdqY]  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) >MPa38  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 uRpBeH]Z"  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) 6#vI;d[^  
9$wAm89  
h9jc,X u5X  
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 Cdmy.gx^  
_N@(Y:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w,/6B&|  
class unary_op : public Rettype E<k ^S{  
  { {!r#f(?uT  
    Left l; Q vJZkGX  
public : Z0W0uP;J  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} C/)`<b(  
C99&L3bz^(  
template < typename T > xh r[ A  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const r>O|L%xpv  
      { *Dc@CmBr  
      return FuncType::execute(l(t)); b`zET^F  
    } fM2^MUp[=1  
x 'mF&^  
    template < typename T1, typename T2 > V)h y0_  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^vM_kAr A  
      { "&<~UiI  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); *uU4^E(  
    } d'OGVN  
} ; M $uf:+F  
(l_:XG)7~b  
NNp}|a9  
同样还可以申明一个binary_op . pP7"E4]  
GFt1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 32^#RlSu8  
class binary_op : public Rettype +A\V)  
  { \4QH/e  
    Left l; vpV$$=Qwp  
Right r; zi.mq&,]R  
public : LihdZ )  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} t R ;{.  
R{`gR"*  
template < typename T > NWaO_sm  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3HKxYvc C  
      { .)t (:)*b  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6klD22b2$  
    } 9 rS, ?  
)# PtV~64  
    template < typename T1, typename T2 > +o u Y  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q1]Wo9j  
      { jzMg'z/@J  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); xEC 2@J  
    } gmDR{loX  
} ; Xb0!( (A  
;j!UY.i  
70=(. [^+  
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 5W{hH\E _5  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 ~QCA -Yud  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `0z/BCNB  
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。 <p/MyqZf  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9t0Cj/w}  
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。。。 O:,=xIXR  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 MH FaSl  
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) _aY.  
下面是修改过的unary_op ydup)[n  
<5k&)EoT  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > !xymoiArp  
class unary_op -!~vA+jw1  
  { + ~~ Z0.[  
Left l; Z'e\_C  
  }_]As}E  
public : w?S8@|MK  
1@@y]s_.a  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +dM.-wW  
O{nC^`X  
template < typename T > >Zo-wYG  
  struct result_1 zsQF,7/}B  
  { T\fudmj&  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; RQ|?Ce",  
} ; NA\x<  
W8VO)3nmD  
template < typename T1, typename T2 > 'QR4~`6I  
  struct result_2 s.KOBNCFa  
  { /cYk+c  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; @2?=3Wf  
} ; r_q~'r35_  
m|mG;8}pI  
template < typename T1, typename T2 > umryA{Ps  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \QiqcD9Y  
  { H6{Rd+\Z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Txu>/1N,  
} qhnapZJ  
&*jixqzvn  
template < typename T > 6# R;HbkO  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 418gcg6)  
  { eWw y28t  
  return OpClass::execute(lt(t)); [&Lxz~W][  
} `u$24h'!  
i6FP[6H1  
} ; f)WPOTEY  
yG4MUf6  
TZkTz P[  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug X!m;uJZp  
好啦,现在才真正完美了。 IN>TsTo  
现在在picker里面就可以这么添加了: L^&do98  
0 oQ/J:  
template < typename Right > CO7CNN  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ID&zY;f  
  { gl Li  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); (Y&R0jt  
} IK85D>00T  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 L-SdQTx_  
%N!h38N2  
aL{EkiR  
U24V55ZnI  
omr:C8T>  
十. bind k#BU7Exij  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 p {w}  
先来分析一下一段例子 Ed4_<:  
v!iWzN  
?NQD#  
int foo( int x, int y) { return x - y;} sY&r bJ(P  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ?|\0)wrRf  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 CdE2w?1  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 [Q7`RB  
我们来写个简单的。 u)wu=z8  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: @:I \\S@bN  
对于函数对象类的版本: i_'|:Uy*F  
Uzy ;#q  
template < typename Func > uHTKo(NG  
struct functor_trait \z<ws&z3`$  
  { + ?[ ACZF  
typedef typename Func::result_type result_type; 3ZLr"O1l)  
} ; # r2$ZCo3o  
对于无参数函数的版本: x A@|I#  
9N`+ O  
template < typename Ret > Tey,N^=ek  
struct functor_trait < Ret ( * )() > q=(M!9cE  
  { `kI?Af*;v  
typedef Ret result_type; bL6L-S  
} ; ]=O{7#  
对于单参数函数的版本: ot&j HS'  
yL^M~lws  
template < typename Ret, typename V1 > hlY S=cgY=  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Nn~tb2\vk  
  { P*?d6v,r  
typedef Ret result_type; g wZ+GA  
} ; g^Ugl=f,  
对于双参数函数的版本: {m1t~ S   
v]UU&Jq8U  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Off: ~  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > w yuJSB  
  { 8,Q. t7v  
typedef Ret result_type; d|D'&&&c  
} ; nA{ncTg1\  
等等。。。 81%qM7v9H  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 4okHAv8;  
>vNk kxWyQ  
template < typename Func > 8 RzF].)  
struct func_return $Sc08ro  
  { %Hh &u .  
template < typename T > 59"Nn\}3gE  
  struct result_1 S|z(  
  { ;'Z,[a  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; =l?"=HF  
} ; \6nQ-S_  
8 H$@Xts  
template < typename T1, typename T2 > oK(W)[u  
  struct result_2 VygXhh^7\  
  { GT1 X  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; q^T&A[hMPx  
} ; gn4g 43  
} ; qx#ghcU  
*n$m;yI  
 HC<BGIgL  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 F?+Uar|-a  
uV*f  
template < typename Func, typename aPicker > %'D:bi5  
class binder_1 JXI+k.fi  
  { $HR(|{piZ  
Func fn; 0 6G[^  
aPicker pk; F~uA-g  
public : v=yI#5  
W0r5D9k  
template < typename T > Br.$L  
  struct result_1 EcS-tE 4%  
  { <}x|@u  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; a\HtxR8L  
} ; xVwi }jtG|  
w!GU~0~3[  
template < typename T1, typename T2 > *M**h-p2'  
  struct result_2 RE*S7[ge  
  { +XaO?F[c  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1PT_1[eAR  
} ; s"^YW+HMb  
Fy+7{=?^F  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} A5>gLhl7  
nH3b<k;S  
template < typename T > *MyS7<  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %onAlf<$:^  
  { TQxc?o  
  return fn(pk(t)); iTBhLg,  
} Ul~}@^m]4}  
template < typename T1, typename T2 > URzE+8m^  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const J W yoh|  
  { `a1R "A  
  return fn(pk(t1, t2)); TYLl_nGr  
} ^ {]sD}Q"  
} ; '/"M02a  
9QM"JEu@  
|(8Hk@\CT>  
一目了然不是么? kpMM%"=V  
最后实现bind 4>tYMyLt0  
]e3}9.  
I`}vdX)  
template < typename Func, typename aPicker > (j8,n<o  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) qFsg&<  
  { OQb9ijLeK  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); j!8+|eA kk  
} aZ:?(u]  
Oj|p`Dzh  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ke6cZV5w  
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。 36Y[7 m=  
3*23+}^G  
十一. phoenix F>-@LOqHy  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: Xq)%w#l5?  
JGNxJ S<]  
for_each(v.begin(), v.end(), I!0 +RP(  
( qN,FX#DP  
do_ fvfVBk#  
[ "9T`3cM0  
  cout << _1 <<   " , " WsDe0F  
] G(3la3\(  
.while_( -- _1), DczF0Ow  
cout << var( " \n " ) :mHtK)z~  
) m-FDCiN>  
); :\;uJ5  
>"{zrwNq  
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: Nn7@+g)  
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 |(ju!&  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 (eE}W~Z  
那么我们就照着这个思路来实现吧: 54DR.>O  
Ca"+t lO  
v23Uh2[@Yy  
template < typename Cond, typename Actor > * CGdfdxW  
class do_while FAl6  
  { '*Mb .s"  
Cond cd; ~"0X,APR5  
Actor act; To? bp4  
public : Ui;s.f  
template < typename T > ^TuEp$Z=  
  struct result_1 (uc)^lfX  
  { Rw8m5U  
  typedef int result_type; fR;_6?p*B  
} ; <5vB{)Tq  
GlD'?Mk1  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} eH*b -H[  
~y^lNgujO  
template < typename T > <s3(   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ,WK$jHG]  
  { *9 wHH-#  
  do nQ3goVRFP  
    { ]arskmB]  
  act(t); ^i1:PlW]  
  } B;_3IHMO  
  while (cd(t));  IomJo  
  return   0 ; A6.'1OD  
} JAlsc]XtO9  
} ; umn^QZ,  
?M(Wx  
uNBhVsM6<  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). DK%eFCo<~  
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。 @ xr   
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。 2MeavTr  
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。 _8`;Xgp  
下面就是产生这个functor的类: K a|\gl;V  
+[`%b3Nk  
]zY'w,?D\F  
template < typename Actor > 1zW6Pb  
class do_while_actor ^SCWT\E  
  { ^4NH.q{  
Actor act; X  jN.X  
public : 5C?1`-&65V  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Hp AZ{P7  
_,~zy9{,  
template < typename Cond > J)NpG9iN  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; hDsORh!i  
} ; B35f 5m7r  
RfRaWbn  
L9)&9 /f  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 _"V0vV   
最后,是那个do_ SiT &p  
:[3\jLrc  
pC8i &_A  
class do_while_invoker )_?$B6hf,&  
  { D IN PAyY  
public : c qp#1oM4M  
template < typename Actor > rOT8!"  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 8{u 01\0}  
  { .5xM7,  
  return do_while_actor < Actor > (act); m Y0C7i  
} Efl+`6`J  
} do_; R&0l4g-4>  
jU$PO\UTk  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 6 -}gqkR  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 M-gjS6c\3  
最后来说说怎么处理break和continue DBRJtU!5x  
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。  .@Cshj  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八