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
  • 5748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 ^QK`z@B  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ("$/sT  
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,  N5 ME_)  
nzq   
e~r/!B5X  
xL}i9ozZ  
  class filler Ayz*2 N`%  
  { LUOjaX  
public : <r%K i`u(p  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ( }-*irSsj  
} ; ;kFD769DLw  
]e>qvSuYh  
!3Q0Ahf  
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: 222 Y?3>@D  
F%OP,>zl  
,OE&e* 1  
*a9cBl'_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); P/%7kD@5;  
_NDQ2O  
z@*E=B1L  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 f|[7LIdh-  
IH|zNg{\Y  
'aSsyD!?<  
$)lkiA&;  
二. 战前分析 $?= $F  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 TdhfX{nk  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 2Q^ q$@L  
ah>c)1DA*H  
i3-5~@M  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); XlppA3JON|  
  /* --------------------------------------------- */ #s)f3HU>  
vector < int *> vp( 10 ); Y}~sTuWU  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); N$fP\h^AR  
/* --------------------------------------------- */ 5100fX}  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); x:SjdT  
/* --------------------------------------------- */ <=(K'eqC^  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); r!r08y f  
  /* --------------------------------------------- */ ym;]3<I?I[  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); JrP`u4f_  
/* --------------------------------------------- */ A95f!a  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); qe]D4K8`Q3  
B'Yx/c&n  
RdCGK?s  
u>XXKlW:  
看了之后,我们可以思考一些问题: ,NO[Piok  
1._1, _2是什么? }7PJr/IuF  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 ,!= sGUQ)  
2._1 = 1是在做什么? %bcf% 7  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ZCCCuB  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Xo PJ?6 3  
GT6; I7  
<spG]Xa<  
三. 动工 qq)5)S  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 8mX!mYO3c  
|nMjv]#  
5Tn<  
,xwiJfG; ]  
template < typename T > FSuC)Xg  
class assignment ,='Ihi  
  { Q Xd`P4a  
T value; *q}yfa35eR  
public : ^-%'ItVO  
assignment( const T & v) : value(v) {} Tv%7=P;r  
template < typename T2 > l;M,=ctB(  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } h;=~%2Y  
} ; \Z.r Pq  
7mtx^  
d=1\=d/K  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 W @"Rdc-  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment RHsVG &<j  
<Zva  
 l!1_~!{y  
k$=L&id  
  class holder uQG|r)  
  { BOpZ8p'eH1  
public : ru:"c^W:[  
template < typename T > 1 -Z&/3T]  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const P`rfDQoZ  
  { ?;#Q3Y+  
  return assignment < T > (t); Sr+hB>{  
} UV(`.  
} ; rDl/R^w"  
+B{u,xgg  
4EYD5  
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: a3n Wt  
0 Rb3| te  
  static holder _1; D)MFii1J~  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 V;^-EWNj  
OcB&6!1u  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 0L;,\&*u  
而不用手动写一个函数对象。 @Ez>?#z  
&wQ<sVQ0$  
r@JMf)a]  
PY|zN|  
四. 问题分析 R(t%/Hvs$  
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。 <\nM5-wR  
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。 FM%WMyb[  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 a|TUH+|  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ZXLAX9|  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 MoxWnJy}  
Q>[{9bI4QP  
五. 问题1:一致性 0~<?*{~  
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?| I!b"Rv=Nf-  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 ke@OG! M/  
iwIn3R,  
struct holder |`yU \  
  { 3N]ushMO  
  // W +Piqf*  
  template < typename T > zvN7aG  
T &   operator ()( const T & r) const O-0 5.  
  { (4z_2a(Dl,  
  return (T & )r; #++:`Z  
} zM8 jjB  
} ; Zk7!CJVM  
4]}d'x&  
这样的话assignment也必须相应改动: pv4#`.m  
J<NpA(@^  
template < typename Left, typename Right > l_((3e[)  
class assignment nYC.zc*ox  
  { @@a#DjE%/  
Left l; f:nXE&X[  
Right r; Tb^1#O  
public : 9k4z__Ke  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2./ z6jXW_  
template < typename T2 > ?&6|imPE  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } lX.1B&T9Lr  
} ;  vWW Q/^  
uR=*q a  
同时,holder的operator=也需要改动: ]=3hH+1 a  
&]f8Xd  
template < typename T > )#Ecm<.^  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const sw$JY}Q8x  
  { :\mdVS!o  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); /2r&ga&  
} 8eCh5*_$  
H>\l E2  
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。 ,LOx!  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 -R$Q`Xw  
zzC{I@b  
return l(rhs) = r; ?iaO+G&|  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 #BEXj<m+J  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: %}  
4X:mb}(  
template < typename Tp > #VZ-gy4$\B  
class constant_t C:!&g~{cKi  
  { \*fXPJ4  
  const Tp t; }PMlG  
public : <0/)v J- 9  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} dphWxB  
template < typename T > _Fkb$NJ"]Q  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const j;_E0j#  
  { Rs'mk6+  
  return t; !( _qM  
} >'3nsR  
} ; \  6Y%z  
O/l/$pe  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 xM&`>`;^e  
下面就可以修改holder的operator=了 `j6O  
Qoz4(~I  
template < typename T > ;MO,HdP;  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 4f213h  
  { 4?`*# DPl  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ;A?86o'?  
} oPxh+|0?  
}F_=.w0  
同时也要修改assignment的operator() |pT[ZT|}G  
@ &GA0;q0t  
template < typename T2 > JGlp7wro  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 1mv8[^pF  
现在代码看起来就很一致了。 \NL*$SnxP  
wem hP8!gc  
六. 问题2:链式操作 G'iE`4`2  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 .A7ON1lc^C  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 .V{y9e+  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 .|LY /q\A  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 ZGS4P0$  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct |zp}u(N  
GS,}]c=  
template < typename T > 9!Bz)dJ 3  
struct result_1 JIMi~mEiN  
  { U;]h/3P  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; p v*f]Yzx  
} ; i7O8f^|  
hhJ>>G4R2  
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: 97^)B4  
B|kIiL63 D  
template < typename T > sWMY Lo  
struct   ref 5"7lWX  
  { M^y5 Dep  
typedef T & reference; e~G um  
} ; Nj}-"R\u  
template < typename T > >'{'v[qR[G  
struct   ref < T &> s,8g^aF4  
  { ga|-~~  
typedef T & reference; L@~0`z:>iP  
} ; ?_@Mg\Hc  
I*= =I4qx  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: g$9s} \6B  
ds'7zxy/  
template < typename T > QzD8 jk#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const MMyJAGh ^G  
  { e`t-:~'  
  return l(t) = r(t); ka| 8 _C^z  
} DZU} p  
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。 +#7)'c  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 O`'r:&#W  
K7] +. f  
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 )C#b83  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Jrw R:_+|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ~d&W;mef-  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 gP>`DPgb^  
最后的布局是: +IbQVU~/  
                Add J+f*D+x1  
              /   \ {h}e 9  
            Divide   5 \t%rIr  
            /   \ zr1A4%S"  
          _1     3 :eW`El  
似乎一切都解决了?不。 VK]sK e  
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。 </) HcRj'e  
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。 K|sx"u|?  
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: Cc>+OUL  
vFl06N2  
template < typename Right > TCetd#;R  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const pJ3Yjm[l  
Right & rt) const :B5M#D!dO  
  { J=AF`[  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *BAR`+;U  
} _*LgpZ-2(  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Z-rHYfa4  
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。 /}#@uC  
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。 ~)IiF.I b  
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。 pn-`QB:{h  
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。 f,'9Bj. ~  
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? hSF4-Vvb  
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: 2(K@V6j$M  
pF}WMt  
template < class Action > Mib<1ZM  
class picker : public Action ~mK|~x01@  
  { TjLW<D(i>  
public : *_CzCl^   
picker( const Action & act) : Action(act) {} _"688u'88  
  // all the operator overloaded Rr6}$]1  
} ; Eu1t*>ZL  
/O&{fo  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ,7mB`0j>  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: _ 2E*  
4g^Xe-  
template < typename Right > |.Vs(0O  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const JJVdq-k+`  
  { ,)%$Zxng  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 5!*@gn  
} ~3,k8C"pRq  
n,8bQP=&  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Gx/kel[Y}  
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。 %+0V0.  
Dwuao`~Xm  
template < typename T >   struct picker_maker }`^D O Ar  
  { X &s"}Hf  
typedef picker < constant_t < T >   > result; y';"tDFb  
} ; l7vxTj@(-  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > VL2+"<  
  { G7uYkJO  
typedef picker < T > result; %E*Q0/  
} ; Zj5B}[,l\  
g=L80$1  
下面总的结构就有了: ()o[(Hx+ph  
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。 w~wg[d  
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。 \ _l4li  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 L. DD  
至此链式操作完美实现。 jHQnD]Hr  
~Y3X*  
`Y_G*b.Rm  
七. 问题3 r}i}4K[1  
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。 S?<hs,  
=>htX(k}  
template < typename T1, typename T2 > r<c&;*  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $L"h|>b\o  
  { X;7hy0Y  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); (d>}Fp  
} _bn "c@s  
Z~1uyr(  
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: ToX--w4  
vo>i36  
template < typename T1, typename T2 > LDh,!5G-M  
struct result_2 &>P<Zw-  
  { 3*=_vl3  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; w0^}c8%WR  
} ; $0XR<D  
6_g:2=6S  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? SFR<T  
这个差事就留给了holder自己。 #\Zr$?t|V  
    vEw8<<cgg  
'Y0h w  
template < int Order > DR7JEE  
class holder; ?&?5x%|.<  
template <> s;cGf+  
class holder < 1 > >Og|*g  
  { V{UY_ e8W  
public : _p^$.\k"  
template < typename T > H3L uRGe&2  
  struct result_1 ZI.Czzx\=  
  {  JKV&c= I  
  typedef T & result; i>O8q%BnJ  
} ; 8]D0)  
template < typename T1, typename T2 > M+*K-zt0  
  struct result_2 ![9$ru  
  { V1haAP[#  
  typedef T1 & result; ^.9Df A0  
} ; ]>B4  
template < typename T > S)?N6sz%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (hEg&@  
  { G=]ox*BY  
  return (T & )r; b]  
} l <p(zLR  
template < typename T1, typename T2 > bYO['ORr @  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k~F;G=P  
  { zf>*\pZE  
  return (T1 & )r1; g(9kc<`3'D  
} `<{LW>Lb  
} ; P\WFm   
!_FTy^@c2  
template <> {Fqwr>e  
class holder < 2 > K|Eelhm  
  { zhJ0to[%?  
public : ZZL@UO>:  
template < typename T > <<b]v I  
  struct result_1 tW a'[2L  
  { a?yU;IKJ  
  typedef T & result; ]&N>F8.L+  
} ; qV;I<AM  
template < typename T1, typename T2 > Npi) R)  
  struct result_2 `5e{ec c7  
  { s/B_  
  typedef T2 & result;  i CLH  
} ; P*H0Hwn;  
template < typename T > :%Oz:YxC/  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const :t<S  
  { &_u.q/~   
  return (T & )r; ^`B;SSV  
} ^/6P~iK'  
template < typename T1, typename T2 > :Nv7Wt!  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Xhq6l3M  
  { UhrRB  
  return (T2 & )r2; }Z{FPW.QK  
} #lg R"%  
} ; 7BL)FJ]UR]  
e#,(a  
a+cDH  
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> >。 r @m]#4  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: L~^5Ez6U  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: &x[7?Y L  
KPI96P  
return l(i, j) = r(i, j); 1]eRragm"  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) s5rD+g]E`  
\1LfDlQk)  
  return ( int & )i; GGhk~H4OP  
  return ( int & )j; aWlIq(dU  
最后执行i = j; TYb$+uY  
可见,参数被正确的选择了。 b,YNCb]H  
KbtV>  
! xG*W6IT  
I8j:{*h  
PkI+z_  
八. 中期总结 Ei):\,Nv  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: YcX\t6VK  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 * 70 ZAo4  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 {x.0Yh7  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor RG""/x ;  
8\!E )M|4  
&=BzsBh  
4|E^ #C  
bY=[ USgps  
p/?o^_s  
九. 简化 eF22 ~P  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 C_kuW+H  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 %ACW"2#(  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: a \1QnCy  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 T"W<l4i-  
  +-*/&|^等 =uH2+9.  
2. 返回引用。 U:C:ugm  
  =,各种复合赋值等 twq~.:<o  
3. 返回固定类型。 a @2fJ}  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) robg1  
4. 原样返回。 ~}}<+JEEO  
  operator, dY S(}U  
5. 返回解引用的类型。 HDhISPg  
  operator*(单目) )ZpI%M?)  
6. 返回地址。 z6C(?R  
  operator&(单目) ERV]N:(  
7. 下表访问返回类型。 (Z(S?`')  
  operator[] ]`|$nU}v  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 :xPo*#[Z(A  
  operator<<和operator>> GDL/5m#  
w3(|A> s3  
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。 b4e~Z  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: SQ_?4 s::  
1N8] ~ j  
template < typename Left > LJGpa )(  
struct value_return :rVR{,pL  
  { /{i~-DVME  
template < typename T > E]OexRJ^i  
  struct result_1 M?eP1v:<+G  
  { ~R w1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; {r&mNbz  
} ; j2MA['{  
2{rWAPHgz  
template < typename T1, typename T2 > z3tx]Ade  
  struct result_2 h9H z6 >  
  { )=[\YfK  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Xfq`k/ W  
} ; lPR=C0h}@  
} ; gu(:'5cX  
[<R haZz  
XIl <rN@-  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait [`\VgKeu  
 TUcFx_  
下面我们来剥离functor中的operator() 8!{*!|Xd  
首先operator里面的代码全是下面的形式: |u>(~6  
"`49m7q1H  
return l(t) op r(t) `MOw\Z)..  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) _`udd)Y2  
return op l(t) fs 'SCwx  
return op l(t1, t2) !cyrt<  
return l(t) op 1!v{#w{u7  
return l(t1, t2) op 0Qt!w(  
return l(t)[r(t)] vhfjZ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] = j1Jl^[  
H0afu)$,  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: >3uNh:|>/  
单目: return f(l(t), r(t)); |U|>YA1[b  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 8Sr'  
双目: return f(l(t)); q5(t2nNb  
return f(l(t1, t2)); &>JP.//spi  
下面就是f的实现,以operator/为例 y8k8Hd1<f  
GmH DG-  
struct meta_divide h3?>jE=H  
  { >@2<^&K`  
template < typename T1, typename T2 > _i05' _  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) QHR,p/p  
  { "v1{  
  return t1 / t2; :wC\IwG~CE  
} >WSh)(Cg  
} ; yvYMk(LSF  
&i5@4,p y9  
这个工作可以让宏来做: U,=f};  
W+ S~__K  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ k*$WAOJEW  
template < typename T1, typename T2 > \ k1wIb']m]z  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; V`I4"}M1  
以后可以直接用 bb\XZ~)F  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 84reyA  
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 T<b* =i  
(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。。。) }LQV2 hKTG  
1ah,Zth2  
}Qe(6'l_  
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 f8=qnY2j  
_T~&kwe  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > (: k n)  
class unary_op : public Rettype L:mE)Xq2  
  { 2G!z/OAj  
    Left l; ZNk[Jn [.  
public : I.|b:c xN  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} H\E%.QIx  
*8;<w~  
template < typename T > |O'*CCrCL  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const FwHqID_!:l  
      { }NG P!  
      return FuncType::execute(l(t)); <exyd6iI  
    } bwP@}(K  
?p 4iXHE  
    template < typename T1, typename T2 > \-{$IC-L  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?OoI6 3&  
      { #.fJ M:"tG  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); n5BD0q  
    } |22vNt_  
} ; p1i}fGS  
Ie=gI+2  
"AKr;|m  
同样还可以申明一个binary_op Lc[TIX  
(JnEso-V  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Fv$w:r]q6  
class binary_op : public Rettype gi5X ,:[  
  { @p^EXc*|  
    Left l; ~&F|g2:  
Right r; 4 x4[  
public : omy3<6  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} jOGiT|A  
hu"-dT;4]  
template < typename T > 5rCJIl.  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const be]/ROP>H  
      { s"w^E\ >6  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); KydAFxUb  
    } !Y7$cU &  
,WnZ^R/n  
    template < typename T1, typename T2 > kRbJK  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const )^4Ljb1  
      { L\c3D|  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); O\Z!7UQ$  
    } `v<S  
} ; n <> ^cD  
T<Qa`|5 >  
F:jtzy"  
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 C\ Yf]J  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 7^M$u\a)U  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) eX}aa0  
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。 t:P]bp^#  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 5A|d hw   
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。。。 f2SJ4"X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 0o6o<ggi  
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) iCh 8e>+  
下面是修改过的unary_op U#iW1jPE2  
y\-iGKz{0  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > 6|3 X*Orn  
class unary_op 2|B@s3a  
  { /%p ~  
Left l; D/4]r@M2c  
  OQ 4h8,  
public : `Eu,SvkFw  
Pw7uxN`  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} gE=9K @  
?P>4H0@I+  
template < typename T > d^!3&y&  
  struct result_1 ru`U/6 n  
  { 9h)8Mq+M  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; VQG$$McJ  
} ; B|$o.$5  
' ;nG4+K  
template < typename T1, typename T2 > mQ`2c:Rn&7  
  struct result_2 D2gyn-]\  
  { \awkt!Wa  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y hmveV  
} ; W$;qhB  
zOFHdd ,"g  
template < typename T1, typename T2 > }oSgx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T:2f*!r  
  { _29wQn@]  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); *vIP\NL?H  
} (aSuxl.Dq  
+c C. ZOS  
template < typename T > uWFyI"  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const f/IQ2yT-:D  
  { (3!6nQj-t  
  return OpClass::execute(lt(t)); Fo;:GX,b  
} jrz.n 4Y`  
WQiRbbX  
} ; pYr+n9)^  
&HAu;u@  
7I&o  
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 &ynAB)  
好啦,现在才真正完美了。 Kr1Y3[iNv  
现在在picker里面就可以这么添加了: =2QP7W3mg<  
 &.s.g\  
template < typename Right > In1n.oRFn^  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const }BL7P-km  
  { K\8zhY  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); '@M"#`#0  
} Q 3^h  
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。 wF%RM$  
"$o>_+U  
S^==$TT  
lA1  
Z[] 8X@IPe  
十. bind rWDD$4y  
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。 $ xHtI]T  
先来分析一下一段例子 ePJ_O~c  
xL i3|^q  
8-k`"QI=  
int foo( int x, int y) { return x - y;} L]!![v.VY  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 K*b* ]hf{  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 P:vp/x!  
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。 {7]maOg>7J  
我们来写个简单的。 {I $iD  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 1j op;{,^  
对于函数对象类的版本: [+R_3'aK  
`sso Wn4  
template < typename Func > _#&oQFdYR  
struct functor_trait oPni4^g i  
  { t^zE^:06  
typedef typename Func::result_type result_type; ry=8Oq&[~  
} ; .Tq8Qdl  
对于无参数函数的版本: _&9P&Zf4  
1;S?9N_B  
template < typename Ret > tD}-&"REP  
struct functor_trait < Ret ( * )() > ISFNP&& K  
  { u%yYLpaKf  
typedef Ret result_type; 9*K-d'm  
} ; An0N'yo"Z  
对于单参数函数的版本: Ay 4P_>^  
kp<Au)u  
template < typename Ret, typename V1 > s5mJ -  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 4;AQ12<[1  
  { ji\LC%U-  
typedef Ret result_type; fmQif]J;;  
} ; {6RA~  
对于双参数函数的版本: KU oAxA  
zx2`0%Q  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > _b-g^#L%  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > D86F5HT}}  
  { 4^:dmeMZ`  
typedef Ret result_type; 7 L ,`7k|  
} ; '<<@@.(f  
等等。。。 E#8|h(  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy }s@IQay+  
?6&G:Uz/  
template < typename Func > I(7iD. ^:  
struct func_return p!=8Pq.  
  { <X4f2z{T{@  
template < typename T > pKj:)6t"  
  struct result_1 *WJK&  
  { - ry  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; SSE,G!@  
} ; G;u~H<  
t g-(e=S4P  
template < typename T1, typename T2 > ~Y*.cGA  
  struct result_2 HDzeotD  
  { M!!vr8}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; .*oL@iX  
} ; ^b|? ?9&  
} ; 2W_[|.;'  
BxlhCu  
.6 0yQ[aE  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;'V[8`Z@  
 f-[.^/  
template < typename Func, typename aPicker > #4LTUVH  
class binder_1 :R:@V#Y  
  { w%)RX<h dI  
Func fn; )z z{~Cf  
aPicker pk; PZZPx<?N  
public : H\<0{#F  
Bd=K40Z:  
template < typename T > 04v ~ K  
  struct result_1 *& );-r`.  
  { cyHbAtl  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; *9=}f;~  
} ; ]|w~{X!b4  
>Jn`RsuV  
template < typename T1, typename T2 > 4[;}/-  
  struct result_2 s!D2s2b9e  
  { sIaehe'B  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `}sFT:1&  
} ; G^SJhdO(Q  
\vV]fX   
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 4K`b?{){+a  
mA,{E-T  
template < typename T > BSd.7W;cS=  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const d*k5h<jM  
  { &c&TQkx  
  return fn(pk(t)); Ic!x y  
} j^U"GprA  
template < typename T1, typename T2 > p^ROt'eQ<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :ntAU2)H  
  { DyZ6&*s$  
  return fn(pk(t1, t2)); J n2QvUAZ&  
} :-hVbS0I  
} ; D[6sy`5l  
ZDI?"dt{  
XA.1Y)  
一目了然不是么? UM21Cfqex  
最后实现bind A8S9HXL  
0/7.RpX,.  
bi@'m?XwJ  
template < typename Func, typename aPicker > l>s@&%;Mg  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Q/j#Pst  
  { En&gI`3n  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); DOkuT/+  
} Rm$(X5x>o  
K~3Y8ca  
2个以上参数的bind可以同理实现。 yqtHlz%  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Jx`7W1%T  
2* T Ir  
十一. phoenix 6jm/y@|F!  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: P&tw!B  
3tkCmB  
for_each(v.begin(), v.end(), hPgYKa8u  
( f$dIPt(  
do_ {:n1|_r4Z  
[ fF9hL3h?)  
  cout << _1 <<   " , " z" ?WT$  
] 4_'BoU4  
.while_( -- _1), }rs>B,=*k  
cout << var( " \n " ) ty%,T.@e  
) mC(YO y  
); ,TB$D]u8  
mWn0"1C  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: Y!Io @{f  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor I};*O6D`  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ,zK E$  
那么我们就照着这个思路来实现吧: d(b~s2\i  
8=0I4\  
;$4&Qp:#  
template < typename Cond, typename Actor > K,U8vc  
class do_while &Ll&A@yU  
  { `YMd0*  
Cond cd; ?FR-a Xx  
Actor act; 0O]v|  
public : IAe/)  
template < typename T > I6@"y0I  
  struct result_1 88?O4)c  
  { %@TC- xx  
  typedef int result_type; DpT$19Q+  
} ; %p&y/^=0I  
wg\ p&avvb  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} n:k4t  
Q#K10*-O6  
template < typename T > qn |~YXn  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o?a3hD  
  { k{UeY[,jb  
  do kl9~obX 1  
    { G\V*j$}!  
  act(t); Jo~fri([%Q  
  } %&V%=-O_7  
  while (cd(t)); iy]?j$B$  
  return   0 ; +"k?G  
} fz2}M:u  
} ; Cz9MXb]B  
Nv6"c<(L=  
y%kZ##  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). |')PQ  
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。 4fjwC,,  
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。 !H9^j6|  
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。 'U0W   
下面就是产生这个functor的类: X|ZAC!J5>  
4i+%~X@p  
8]R{5RGy  
template < typename Actor > Fqgs S  
class do_while_actor O7uCTB+  
  { WY!4^<|w"  
Actor act; <1<xSr  
public : 7\R"RH-  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} NuD|%Ebs  
SO[ u4b_"h  
template < typename Cond > uKvdL "  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; J.M&Vj:  
} ; D3P/: 4  
af9KtX+  
AYN dV(  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 K :~tZ  
最后,是那个do_ b(Tvc  
 Y#~A":A  
p3{Ff5FZ  
class do_while_invoker gTU5r4xm~  
  { ; D/6e6  
public : e3~{l~ Rb  
template < typename Actor > xSSEDfq  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const i.`n^R;N  
  { y)CvlI  
  return do_while_actor < Actor > (act); u'>94Gm}  
} 7Zd g314  
} do_; N)R5#JX  
~!8j,Bqs+z  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ctLNzJes%  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。  ms&1P  
最后来说说怎么处理break和continue #9!7-!4pW  
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。 B%MdJ D>  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五