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
  • 6191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 O1l4gduN|i  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 qQ2  
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, |% la  
eYnLZ&H5O  
k4]R]=Fh.  
+5N^TnBtBL  
  class filler KzxW?Ji$S  
  { mkKRC;  
public : rjhs ?  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 'Y,+D`&i)  
} ; )< X=z  
PxdJOtI"  
?w c3 +?\J  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: rPrEEWS0)  
iT)2 ?I6!  
WW,r9D:/  
\" 5F;J  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); s\F EA"w/  
z+5u/t  
qP%Smfp6  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 4n `[SN  
vV\/pu8  
NzwGc+\7}  
W0p#Y h:{_  
二. 战前分析 >@q2FSMf  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 ;[;S_|vZ=)  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 &kmd<  
>TH-Q[  
c +"O\j'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); {VrAh*#h  
  /* --------------------------------------------- */ #b<lt'gC  
vector < int *> vp( 10 ); T-<>)N5y  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); uv_P{%TK  
/* --------------------------------------------- */ s%0[DO3NV  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); g,{Ei]$>I  
/* --------------------------------------------- */ : .UX[!^  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); k;AV;KWI'  
  /* --------------------------------------------- */ U)T/.L{0i  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ^*4(JR   
/* --------------------------------------------- */ 7J)a"d^e  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); Nys'4kx7  
J$eZLj  
^$Me#ls!  
oPCIlH  
看了之后,我们可以思考一些问题: P+_\}u;  
1._1, _2是什么? ijR*5#5h  
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。 bb0{-T)1  
2._1 = 1是在做什么? ?U2g8D nFY  
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。 ~Krg8s!F&  
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。 WZDokSR  
Z_hBd['!  
A~ %g"  
三. 动工 :\ON+LQr  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: XEe+&VQmY  
k(w9vt0?  
RvgAI`T7$  
q>Ar.5&M_  
template < typename T > `G:qtHn"Q<  
class assignment !:!@dC%8_  
  { ~O7cUsAi'  
T value; LRLhS<9  
public : uDMUy"8&!  
assignment( const T & v) : value(v) {} z; z'`A  
template < typename T2 > &_Xv:?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } "KQ\F0/  
} ; 3GuMiht5  
!x!L&p  
_dRn0<#1(k  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。  Lqf#,J  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 83O^e&Bt  
pCud` :o"  
ZLFdnC@  
J{'zkR?Lr  
  class holder $=6kh+n@  
  { EJSgTtp 2  
public : ^FpiQF  
template < typename T > =[CS2VQ'  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const hH@o|!y  
  { Y9c9/_CSj  
  return assignment < T > (t); IWbp^l+!t  
} k)4lX|}Vm  
} ; y<gYf -E+  
c)P%O  
e"&9G}.f  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ]|\>O5eeu  
ct4)faM  
  static holder _1; /%@RO^P  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @ #O|  
8Jly! =Qm5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +cplM5X  
而不用手动写一个函数对象。 L"zgBB?K6  
e]y=]}A3{  
8G^B%h]  
qI/r_  
四. 问题分析 :."n@sA@  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 l Ib>t  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ^`PSlT3<F  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 2/<WWfX'  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ;V(}F!U\z  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 'Q;?_,`  
8"I5v(TV  
五. 问题1:一致性 (;S]{z%  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| C Wl95g  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 9#$V1(}?  
o dQ&0d  
struct holder :?of./Df|  
  { WaZ@  
  // Fq\`1Ee{  
  template < typename T > %:8q7PN|  
T &   operator ()( const T & r) const Fn0LE~O}-8  
  { )T~ +>+t  
  return (T & )r; MxvxY,~{0  
} +sq, !6#G  
} ; >C d&K9H  
]Pl6:FB8%@  
这样的话assignment也必须相应改动: p]IhQnj2  
'rx,f  
template < typename Left, typename Right > ^Y*.Ktp,o  
class assignment ~}9H<K3V  
  { Jj _+YfIM  
Left l; p 7E{es|J  
Right r; n[p9$W`  
public : [Kj#KJxy  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} W&q5cz  
template < typename T2 > ^xu)~:} i  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } JdNPfkOF  
} ; _( A +_|  
B qiq  
同时,holder的operator=也需要改动: Ta5iY }  
O5n] 4)<  
template < typename T > ra#)*fG,~  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const RBojT   
  { vBQ?S2f  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); yDBgSO{d  
} {_gj>n(1  
G5@fqh6ws  
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。 q9Opa2  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Fm+)mmJP  
'C4Ll2  
return l(rhs) = r; U=?"j-wN  
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。 $">NW& i(  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: {qdhp_~^l  
-VT?/=Y s  
template < typename Tp > 38S&7>0@|q  
class constant_t *:\9 T#h  
  { `pS)q x.a  
  const Tp t; BGYm]b\j[  
public : K`83C`w.  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} xB]v  
template < typename T > &ZFAUE,[  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const /M c"K  
  { ~G^doj3|+  
  return t; >" 8j{ s  
} D`@U[`Sw  
} ; g<5Pc,  
> <[.  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 r*xw\  
下面就可以修改holder的operator=了 /XK`v=~(l{  
w!k4&Rb3  
template < typename T > J0 z0%p   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ">^]^wa08  
  { S#z8H+'  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 2gI_*fG1  
} E|#R0n*  
Ln -?/[E  
同时也要修改assignment的operator() r:Tb{cA  
M!i5StGC  
template < typename T2 >  b- /x  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } $ T_EsnN  
现在代码看起来就很一致了。 7VBw@Rh  
;5_S  
六. 问题2:链式操作 'a[|}nJ3  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 uk/+ i`=  
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。 6)YNjh.{ *  
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。 z=pV{ '  
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。 #al^Uqd  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Wm&f+{LO+K  
 aj B  
template < typename T > ;z=C]kI6M  
struct result_1 *0zH5c  
  { Y%9F  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; <TuSU[]  
} ; ea+rjvm  
QYGxr+D  
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: *s4!;2ZhsU  
=^M t#h."  
template < typename T > j06oAer 9  
struct   ref iR OM?/$  
  { !r <|F  
typedef T & reference; Qq`\C0RZ  
} ; /Q_\h+ `  
template < typename T > N^N?!I  
struct   ref < T &> a~"X.xT\R  
  { 0-HE, lv  
typedef T & reference; { "c,P:S]  
} ; 8hp]+k_y  
YTh4&wm  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: eP?|U.on  
mjHY-lK  
template < typename T > AUV$ S2  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ^w\uOd`  
  { d(Ou\7  
  return l(t) = r(t); UQ~rVUo.c  
} OK}"|:hrd  
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。 F# wa)XH  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 5al{[mi  
=SnR9In  
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 &O)mPnx`  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: `pUArqf  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 C%>7mz-v5  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 M(jH"u&f  
最后的布局是: 4UkLvL1x  
                Add /B7 GH5  
              /   \ dp+Y?ufr  
            Divide   5 mY( _-[W  
            /   \ ]H[\~J  
          _1     3 N-]n>E  
似乎一切都解决了?不。 N';lc:Ah~  
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。 B)dynGF8i  
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。 2ZeL  
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 ]eF3a.G  
iH=@``Z  
template < typename Right > -;*Z!|e9  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const Mw. +0R!T  
Right & rt) const w%\;|y4+  
  { swA"_A8>u  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `-\ "p;Hp0  
} {IvCe0`  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Wg1WY}zG  
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。 Y<XDR:]A,  
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。 |9 3%,  
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。 wP9C\W;  
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。 '=@x2`U/  
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? 9E+lriyY  
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: uzsN#'7=  
;4IP7$3G  
template < class Action > c[$oR,2b13  
class picker : public Action L)5nb-qp  
  { * ?+!(E  
public : \^cn}db)  
picker( const Action & act) : Action(act) {} WXL.D_=+  
  // all the operator overloaded nLg7A3[1v  
} ; 4J1Q])G9  
fZO /HzX  
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。 *79<ypKG$  
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: `h'^S,'*  
(I5ra_FVs  
template < typename Right > =l+p nG  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Yt^+31/%  
  { 6z*L9Vy($  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); qC &<U  
} $7,dKC &  
3a0C<hW  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ;xc  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 6eD[)_?]y  
4$"Lf'sH6  
template < typename T >   struct picker_maker PhS"tOGtX  
  { dEiX! k$#  
typedef picker < constant_t < T >   > result; {65X37W  
} ; o6R(BMwGa  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ^5+-7+-S  
  { d?mdw ?|  
typedef picker < T > result; j; C(:6#J  
} ; ,3j*D+  
THJ+OnP  
下面总的结构就有了: _xUXt)k  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 4\?B ,!  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 :U s-^zVr  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Ow I?(ruL'  
至此链式操作完美实现。 9[! Hz)|X  
fomkwN  
v\c3=DbO  
七. 问题3 gyK"#-/_d  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 K*<n<;W  
9=SZL~#CE  
template < typename T1, typename T2 > [xC (t]S-  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const L{ -w9(S`i  
  { <5q}j-Q  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); PD?H5W3@  
} lV?SvXe  
lFcCWy  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: KlPH.R3MPO  
jc<3\ 7  
template < typename T1, typename T2 > weOMYJO;8  
struct result_2 cg~FW2Q  
  { U uys G\  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ;,1i,?  
} ; k|V{jB G"@  
580t@?  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? =h)H`  
这个差事就留给了holder自己。 Fmu R(f=  
    <O WPG,  
BSz\9 eT  
template < int Order > 4*3vZ6lhu  
class holder; #/:[ho{JQ  
template <> Rl~Tw9  
class holder < 1 >  xOT3>$  
  { +Il=gL1  
public : (Gc5l MiX3  
template < typename T > 5?O"N  
  struct result_1 dw-r}Qioe  
  { F8/@/B  
  typedef T & result; `y\:3bQ4  
} ; 4u&doSXR  
template < typename T1, typename T2 > 4aRYz\yT=  
  struct result_2 Rg6>6.fk*  
  { 1pK7EK3R  
  typedef T1 & result; nxt1Y04,H  
} ; cZYX[.oIB  
template < typename T > #k6;~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const X[w9~t$\  
  { ZFzOW  
  return (T & )r; Czp:y8YX-  
} uxcj3xE#d  
template < typename T1, typename T2 > !qR(Rn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0KZ 3h|4lP  
  { ?tcbiXRG+  
  return (T1 & )r1; /sai}r 1  
} j\a?n4g -  
} ; ZjcJYtD  
S("bN{7nE  
template <> & mWq'h  
class holder < 2 > YS]RG/'  
  { DlP}Fp{  
public : k5($b{  
template < typename T > *<@  
  struct result_1 `/U:u9H9v  
  { f,1rmX1  
  typedef T & result; 5Z:HCp-aG  
} ; ZoUfQ!2*  
template < typename T1, typename T2 > #GF1MFkoS  
  struct result_2 >M!>Hl/  
  { JG_7G=~  
  typedef T2 & result; ^uj+d"a)  
} ; ':,LZ A8A  
template < typename T > @l?%]%v|  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 34U~7P r9  
  { >#ou8}0  
  return (T & )r; K5KN}sRs"  
} 6k[u0b`  
template < typename T1, typename T2 > NOx| #  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const TwH(47|?Nt  
  { ,9rT|:N  
  return (T2 & )r2; ?Cws25G  
} $5A XE;~{  
} ; vfjIpg%i  
p+t8*lkq  
{T IGPK  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 i~2>kxf;K1  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: t@Jo ?0s  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ``SjALf  
\yxr@z1_b  
return l(i, j) = r(i, j);  lG{J  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) I;7{b\t Q  
Rpr# ,|  
  return ( int & )i; 'e&4#VLH^  
  return ( int & )j; FLWz7Rj  
最后执行i = j; gW, ET  
可见,参数被正确的选择了。 BoXCc"q[  
}bHpFe  
d/^^8XUK  
<7zpHSFBq  
V_~wWuZ-  
八. 中期总结 r*g _  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ;)kBJ @  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 RI`A<*>w  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ^R\blJQ<^  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |QY+vO7fxj  
&M2x`  
RBb@@k[v  
saZ ;ixV  
Y7p#K<y]9  
0I k@d'7  
九. 简化 D|S)/o6  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 6R<%. -qr  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 A +p}oY '  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: P8EGd}2{8  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 & #|vGhA  
  +-*/&|^等 &Jn%2[;  
2. 返回引用。 ]_Qc}pMF&  
  =,各种复合赋值等 V>%%2"&C  
3. 返回固定类型。 "Vh(%N`6  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) LU]~d< i99  
4. 原样返回。 hImCy9i}  
  operator, v`fUAm/  
5. 返回解引用的类型。 r[lHYO  
  operator*(单目) GwvxX&P  
6. 返回地址。 J h"]iN  
  operator&(单目) <HD/&4$[  
7. 下表访问返回类型。 K{iYp4pU  
  operator[] c:iMbJOn#  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 v6r w.  
  operator<<和operator>> <s:Xj  
HP8pEo0Y  
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。 O+yR+aXr'8  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: X4TUi8ht!]  
4e(@b3y  
template < typename Left > Uag1vW,c  
struct value_return oacY-&  
  { ( u _ sz  
template < typename T > AE$)RhY`  
  struct result_1 upJishy&I  
  {  [ ~E}x  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; t EeMl =u  
} ; +`+a9+=  
D3Mce|t^  
template < typename T1, typename T2 > aT0 y  
  struct result_2 k"U4E J{  
  { 3ZVfZf  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4rx|6NV6  
} ; {L0w& ~$Fy  
} ; ERZ[t\g)  
qvscf_%FM  
:K~7BJ(HO  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait WZMsmhU@T  
:JS} (  
下面我们来剥离functor中的operator() *vb)d0}P  
首先operator里面的代码全是下面的形式: @Q^;qMy  
@4|/| !  
return l(t) op r(t) pr?/rXw  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ^\I$tnY`  
return op l(t) ?{2-,M0  
return op l(t1, t2) ALv\"uUNu+  
return l(t) op -1o1k-8d  
return l(t1, t2) op Mc8^{br61  
return l(t)[r(t)] 83h3C EQ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] $@x kKe"  
oHYD6 qJX{  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: pg<>Ow5,~l  
单目: return f(l(t), r(t)); ,..b)H5n  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); [q@%)F  
双目: return f(l(t)); #7>CLjI  
return f(l(t1, t2)); bcYz?o6  
下面就是f的实现,以operator/为例 3)ip@29F  
|j+~Td3})&  
struct meta_divide o i?ak  
  { M~6I-HexT|  
template < typename T1, typename T2 > /<C=9?Ok  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) IlrmXSr  
  { ' 4"L;){:L  
  return t1 / t2; O^GXFz^  
} 7'I7   
} ; Xx^c?6YM  
9+:Trc\%N  
这个工作可以让宏来做: Wama>dy%  
*" )[Srbg  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 87Kx7CKF"  
template < typename T1, typename T2 > \ m "DMa  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; wnX6XyUH  
以后可以直接用 .DQ]q o]OG  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Ojs\2('u  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 L:<'TXsRA  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) ke0W?  
)&9RoW()?  
 #59zv=  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 j;3o9!.s:  
j7d;1 zB+G  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > F)@<ZE  
class unary_op : public Rettype \9p;md`  
  { 6yb<4@LOb  
    Left l; 3XRG"  
public : D6t]E)FH  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} RBXoU'.  
!=we7vK}  
template < typename T > kD>vQ?  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [wR8q,2  
      { >W<5$.G  
      return FuncType::execute(l(t)); J 0 P  
    } PG!vn@b6  
_X[c19q  
    template < typename T1, typename T2 > *pMA V [^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m+g>s&1H  
      { epF>z   
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); d1-p];&  
    } 93\,m+-  
} ; | QA8"&r  
cF2/}m]  
H #BgE29  
同样还可以申明一个binary_op =X*E(.6Ip  
Fo#*_y5\  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > b~gF,^w  
class binary_op : public Rettype ^Ram8fW  
  { w(D9'  
    Left l; {@A2jk\  
Right r; Oq5k4  
public : 5 %Gf?LyO  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v,0DGR~  
#"_MY-  
template < typename T > i1 &'Zh  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const N,|oV|i  
      { U4gwxK  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); EMG*8HRI>r  
    } yH^*Fp8V  
R 6Em^A/>  
    template < typename T1, typename T2 > fm0 (  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xhi?b|  
      { ks D1NB;9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); gL`SZr9  
    } 0^[6  
} ; *$VurqLn  
6ZBD$1$A!  
7W"menw  
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 w3>|mDA}I  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 vvxj{fxb)  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ;>N ~ ,Q  
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。 z3]U% y(,  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! B5G$o{WM  
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。。。 v%5(-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 (#]KjpIK  
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) k 9rnT)YU  
下面是修改过的unary_op $nn5;11@gY  
D,a%Je-r,  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > IJ; *N  
class unary_op =Qrz|$_rv  
  { OB22P%  
Left l; 5b p"dIe  
  Qs:r@"hE  
public : s 'x mv{|  
A]$+ `uS\  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} k#xpY!'7  
T"U t).  
template < typename T > 8BDL{?Mu  
  struct result_1 GwBQ p Njy  
  { |T*qAJ8c  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; mC`! \"w  
} ; q;.]e#wvh  
G>QTPXcD  
template < typename T1, typename T2 > sfE8b/Z8  
  struct result_2 Q%^bA,$&D  
  { 6l'y  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; h>0<@UP  
} ; ->=++  
J-F_XKqH  
template < typename T1, typename T2 > Hw&M2a  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +;;%Atgn  
  { }8 _9V|E  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); J_ |x^  
} yan[{h]EZ  
_#m qg]W'  
template < typename T > R"`{E,yj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :'~ gLW>j  
  { "b4iOp&:=  
  return OpClass::execute(lt(t)); (L%q/$  
} u V7Hsg9l  
tYZGf xj  
} ; <9a_wGs  
/g'-*:a  
 <z2mNq  
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 E2'e}RQ  
好啦,现在才真正完美了。 X388Gs;e  
现在在picker里面就可以这么添加了:  twmJ  
n5*7~K "C  
template < typename Right > a <TL&  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const }TJ|d=  
  { -i5g 8t'  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 3z92Gy5cr  
} 2-!Mao"^  
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。 :iB%JY Ad  
k^c=y<I  
es+_]:7B9  
B@inH]wq  
wS*CcIwj  
十. bind N09+idg  
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。 Mk/!,N<h#  
先来分析一下一段例子 h./vTNMc  
)=nPM`Jn.  
!r obau7  
int foo( int x, int y) { return x - y;} /(ju  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 h^kNM8  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 GY]6#>D#7  
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。 }, &,Dt  
我们来写个简单的。 vx}Z  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Ej09RO"pB  
对于函数对象类的版本: 5|G3t`$pa  
#aY<J:Nx  
template < typename Func > .y9rM{h}b  
struct functor_trait fhIj+/{_O  
  { }lUpC}aq_  
typedef typename Func::result_type result_type; XqS*;Zj0  
} ; Ty0T7D   
对于无参数函数的版本: -u9yR"n\}  
8t: &#h  
template < typename Ret > 0$Y 9>)O  
struct functor_trait < Ret ( * )() > (L:Fb  
  { afiK!0col2  
typedef Ret result_type; vLFaZ^(  
} ; OMI!=Upz  
对于单参数函数的版本: y{Y+2}Dv/  
[Pwo,L,)  
template < typename Ret, typename V1 > dIa(</ }  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > m4U+,|Fa  
  { 7h9[-d6  
typedef Ret result_type; 4O_+4yS  
} ; 3r:)\E+Q_  
对于双参数函数的版本: ,9tbu!Pvq  
%_R|@cyD  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ^Xy$is3  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > <C"N X  
  { 6+nMH +[  
typedef Ret result_type; 8<wuH#2<y  
} ; dF11Rj,~ 8  
等等。。。 ^x"c0R^  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy <ivqe"m  
FWpN:|X BS  
template < typename Func > 4:eq{n  
struct func_return Y:!/4GF  
  { ]VG84bFm  
template < typename T > K1/gJ9+(\  
  struct result_1 {&}/p-S  
  { 4IP\iw#w  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; j)tC r Py  
} ; "K+N f  
h3]@M$Y[  
template < typename T1, typename T2 > +V);'"L  
  struct result_2 U]!.~ji3  
  { xe gL!  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !E {GcK  
} ; |Iok(0V  
} ; Ns|V7|n]  
0I>?_?~l6  
9p\Hx#^  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 g\\1C2jG  
' MS!ss=r  
template < typename Func, typename aPicker > 3Da,] w<  
class binder_1 s 9|a2/{  
  { @Tfwh/UN  
Func fn; | 2.e0Z]k  
aPicker pk; j`|^s}8t  
public : Ld}(*-1i  
Fi?Q 4b  
template < typename T > NM1cyZ  
  struct result_1 C*EhexK,}  
  { 2 ]DCF  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; FJd8s*  
} ; A |taP$ %  
{GQ Aa  
template < typename T1, typename T2 > 8>VI$   
  struct result_2 [Zt# c C+  
  { &J;H@d||  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Cb )=n6  
} ; hViprhC  
=|gJb|?w  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 3Zaq#uA  
N0K>lL=  
template < typename T > BA1MGh  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~.W=  
  { Wd^lt7(j  
  return fn(pk(t)); OC?Zw@  
} 18O@ 1M  
template < typename T1, typename T2 > T\2) $  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +24|_Lx0  
  { 3b|7[7}&  
  return fn(pk(t1, t2)); OK M\"A4  
} O$"bd~X  
} ; 49xp2{  
?z5ne??  
!c4)pMd  
一目了然不是么? sP6 ):h  
最后实现bind ZTh?^}/  
Wkg*J3O  
SaR}\Up  
template < typename Func, typename aPicker > '0CXHjZN  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) VBbUl|X\  
  { ?#BZ `H  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); JNxW6 cK  
} 2AXF$YjY  
Th7wP:iDP  
2个以上参数的bind可以同理实现。 `jb0 +{08  
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。 ^ o $W  
[j:}=:feQ  
十一. phoenix ZRXI?Jr%  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: MfXt+c`r  
~A[YnJYA#  
for_each(v.begin(), v.end(), f.b8ZBNj>  
( IOsXPf9@  
do_ u Q:ut(  
[ VD9 q5tt7  
  cout << _1 <<   " , " q)K-vt)98  
] OH$ F >wO  
.while_( -- _1), eW%L$I  
cout << var( " \n " ) %;pD8WgJA  
) JHvFIo   
); j<l#qho{h  
8qFUYZtY  
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: 69[V <1  
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 -O~C m}e  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 A$9q!Ui#d  
那么我们就照着这个思路来实现吧: |u^)RB  
0(Y%,q  
wUru1_zjO  
template < typename Cond, typename Actor > Ud>`@2  
class do_while !sg%6H?}  
  { HCX!P4Hj  
Cond cd; j}|N^A_ S  
Actor act; UfK4eZx*`  
public : &Q'\WA'  
template < typename T > lQh E]m>+  
  struct result_1 =w',-+@  
  { I;Al? &uw  
  typedef int result_type; \yih 1Om>~  
} ; U9<_6Bsd  
b(q$j/~ zb  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} b:fxkQm  
y0scL7/  
template < typename T > I$aXnd6)  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9M1a*frxZ  
  { * T JBPM,  
  do H<V+d^qX\w  
    { }x:\69$  
  act(t); $!3gN%  
  } /\TQc-k?2  
  while (cd(t)); }7iUagN  
  return   0 ; 3xBN10R#  
} ..??O^   
} ; #C"7 l6'a  
f zLANya  
m5e\rMN~>\  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). - ,R0IGS  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 rumAo'T/%  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 >:.w7LQy/  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 rU; g0'4e  
下面就是产生这个functor的类: 8'3"uv  
bHO7* E  
&[NVP&9&U  
template < typename Actor > pt=7~+r  
class do_while_actor AiY|O S3R  
  { *GCA6X  
Actor act; |tG05+M  
public : |2qR^Hd&5  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} @ L\-ZWq  
5XzrS-I+X@  
template < typename Cond > 'GrRuT<  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?$<SCN =  
} ; d-hbvLn  
jVX._bEGX  
s0gJ 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。 <Cu'!h_nL  
最后,是那个do_ ;JAK[o8i  
i B%XBR  
NV:>a  
class do_while_invoker Mx^y>\X)v  
  { kX igX-  
public : b+W)2rFO  
template < typename Actor > ah 4kA LO  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const *]FgfttES  
  { 'n>K^rA  
  return do_while_actor < Actor > (act); P`}$-#DF  
} Pg7>ce  
} do_; e%pu.q\gK  
%'$f ?y  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? \^yXc*C  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 D=2~37CzQ1  
最后来说说怎么处理break和continue =nLO?qoe  
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。 \.5F](:  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八