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
  • 4249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 Uy.ihh$I-  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 D&@Iuo  
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, uQ&> Wk  
S{3c}>n  
z4~p(tl  
7<Qmpcp =  
  class filler wFMw&=j  
  { 4*D"*kR;  
public : 'F#dv[N  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} V/:2xT  
} ; 9 r&JsCc  
];jp)P2o  
O"/Sv'|H#  
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: IT)3Et@Y  
,p#r; O<O  
o@7U4#E  
c%bzrYQvA;  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); !Qf*d;wxn(  
a4gX@&it_k  
ksCF"o /@V  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 HOF=qE*p  
=LODX29  
I!Z"X&  
i(OeE"YA  
二. 战前分析 #@xB ?u-0q  
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。 G%, RD}D  
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 z [ 'G"yCi  
$PI9vyS  
2wDDVUwyB  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); + ~5P7dh6  
  /* --------------------------------------------- */ n I&p.i6  
vector < int *> vp( 10 ); OScqf]H  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); s2GF*{  
/* --------------------------------------------- */ (KwC,0p  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); aL`wz !  
/* --------------------------------------------- */ "<{|ni}  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,p OGT71  
  /* --------------------------------------------- */ TVx `&C+  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); "wuO[c&%/  
/* --------------------------------------------- */ jd,i=P%  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); %q~q,=H$]  
fm`V2'Rm  
+iFt)  
| oK9o6m4  
看了之后,我们可以思考一些问题: ~;a \S3  
1._1, _2是什么? HsUh5;  
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。 @K+gh#  
2._1 = 1是在做什么? .)_2AoT7[  
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。 ~#jiX6<I  
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。 7Xu#|k  
xb<|m2<)H  
1DhC,)+D}q  
三. 动工 d6 ef)mw  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: vV*J;%MO  
)XGz#C_P  
Lt=32SvTn  
q\x.e.@  
template < typename T > Rw%?@X3m]  
class assignment #{{p4/:  
  { u '/)l}  
T value; O,|NOz  
public : aK95&Jyw&  
assignment( const T & v) : value(v) {} hc+B+-,  
template < typename T2 > N%xCyZ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ,ofE*Wt  
} ; -egnMc67  
DyCzRkH  
R y#C#0  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ,z>-_HOnw  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ZQ+DAX*MS  
fZ5 UFq_~s  
k&%i+5X  
IQ~qiFCf  
  class holder 9#@s(s  
  { bT&{8a  
public : `=P_ed%&'  
template < typename T > R:YVmqd  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const FZ ?eX`,  
  { BZHoRd{EH  
  return assignment < T > (t); Zfcf?&><  
} i9XpP(mf  
} ; Q,^/Lm|]k  
kx?Yin8K  
MO0NNVVi%U  
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: `D |/g;  
77yYdil^W+  
  static holder _1; b<~-s sL7a  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 bTmhz  
nEd "~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ThgJ '  
而不用手动写一个函数对象。 G^#>HE|  
W h9L!5  
;"x+V gS'  
S-88m/"]s  
四. 问题分析 qbfX(`nS  
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。 q%e'WMG~n  
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。 (C#0 ML  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 >MN"87U6  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ?%UiW7}j';  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 JJ ?'<)EF  
e4SS'0|  
五. 问题1:一致性 xxvt<J  
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?| 4S ~kNp$  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 o]Ne|PEpO  
Y;_F,4H  
struct holder rFpYlMct  
  { @4T   
  // (k #xF"yI  
  template < typename T > #f24a?n|  
T &   operator ()( const T & r) const T`fT[BaY  
  { #eOHe4Vt  
  return (T & )r; ,^8':X"A{!  
} \f? K74  
} ; `| ?<KF164  
<I34@;R c  
这样的话assignment也必须相应改动: [B;okW  
W j^@Zq#  
template < typename Left, typename Right > /~w*)e)  
class assignment r^}0 qO,XM  
  { B os`+Y  
Left l; .Iqqjk  
Right r; {%u^O/M  
public : j67ppt  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ah,f~.X_|  
template < typename T2 > ' Xj^cX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } d=qVIpZ  
} ; V&:x+swt  
/qy6YF8;y  
同时,holder的operator=也需要改动: m\XsU?SuX  
!>> A@3  
template < typename T > %K|f,w=m  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const M' z.d  
  { L<@*6QH  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  5)'Y\~2  
} ajk}&`Wj"  
B2Y.1mXq  
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。 O[t?*m1/  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 GkI'.  
XdCP!iq*8  
return l(rhs) = r; n({%|O<|  
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。 b.RU%Y#>\  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: /Tm+&Jd  
?[zw5fUDS  
template < typename Tp > AF"7 _  
class constant_t 6_KvS  
  { UzaAL9k  
  const Tp t; TU^ZvAO&  
public : 4z( B`t~7  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} xRacgny:I  
template < typename T > \XV8t|*  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const FqA4 O U  
  { %AA&n*m  
  return t; ]b%U9hmL^f  
} }W}(k2r  
} ; l$\2|D  
v:4j 3J$z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 IxCesh  
下面就可以修改holder的operator=了 d-1D:Hs?  
Z3{1`"\<K  
template < typename T > NT 5=%X]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const I*.nwV<  
  { :Q("  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Ue 9Y+'-x  
} iKrk?B<  
we`BqZV  
同时也要修改assignment的operator() #W)m({}  
?g4Rk9<!i  
template < typename T2 > V/2NIh  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9&f+I@K  
现在代码看起来就很一致了。 CdRJ@Lf  
S!u8JG1  
六. 问题2:链式操作 6WZffB{-TK  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 -V6caVlg  
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。 ca7Y+9< ;  
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。 EQ~<NzRp=  
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。 %50)?J=zB  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct K0j%\]\Tp  
}8tF.QjR|  
template < typename T > wW*7  
struct result_1 7ihcjyXB  
  { mTtaqo_Bh  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; s,#We} bv  
} ; 9zqo!&  
n46!H0mJ  
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: H~s8M  
<L4$f(2  
template < typename T > IxuK<Oe:O  
struct   ref rIFW1`N}i  
  { o!+%|V8Y  
typedef T & reference; D(']k?  
} ; 7 nnF!9JOv  
template < typename T > *:xOenI  
struct   ref < T &> 8]`#ax 5  
  { |D-[M_T5  
typedef T & reference; RR[zvH} E  
} ; */IiL%g4u  
T}^3Re`i  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ]$L5}pE3  
1qNO$M  
template < typename T > N gF7$@S  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const e7"T37  
  { X$6NJ(2G  
  return l(t) = r(t); 2T+-[}*  
} e,}h^^"  
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。 `OMX 9i  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 b;jdk w|  
$k0(iFzR1  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 H; \C7w|  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: q,)V0Ffe[|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 a-|pSe*rx  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 k/{WlLN  
最后的布局是: \7b, Mz!  
                Add gC2}?nq*  
              /   \ 3E;@.jD  
            Divide   5 KHZ[drb6$  
            /   \ .kU^)H" l  
          _1     3 (CIcM3|9C  
似乎一切都解决了?不。 Wrb[\ ?-  
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。 iS+"Jsz  
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。 .kFO@:  
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: 7s6+I_n  
Ed u(dZbKg  
template < typename Right > { DP9^hg  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const sPZwA0%  
Right & rt) const nC,QvV  
  { Hj r'C?[  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 1Z c=QJw@  
} ^,I2 @OS  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 'k\j[fk/K  
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。 FhY#3-jH  
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。 R&(OWF;~,  
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。 WcqR; Nm  
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。 $Ah p4oiE  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? KJQ8Yhq  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: &Iy5@8  
9pnOAM}  
template < class Action > %Ve@DF8G  
class picker : public Action FtyT:=Kpc  
  { |#o' =whTl  
public : VB*c1i  
picker( const Action & act) : Action(act) {} }UsH#!9.  
  // all the operator overloaded %pq.fZ I   
} ; G?$o+Y'F  
xP'0a  
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。 Ty&1R?  
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: YSGE@  
_Sd^/jGpU  
template < typename Right > ben-<3r  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const |OCiq|#  
  { f> Jj5he/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {7m2vv?Z  
} h#4n  
{rMf/RAE  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 2{=D)aC$f  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 B1|nT?}J(  
xK_UkB-$i  
template < typename T >   struct picker_maker PI%l  
  { 9k71h`5  
typedef picker < constant_t < T >   > result; `{{6vb^g  
} ; UZs '[pm)  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > cJ$jU{}  
  { 9*s8%pL  
typedef picker < T > result; | CFG<]  
} ; n~yHt/T  
cy,6^d  
下面总的结构就有了: n(Nu  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 TfZM0Wz  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 4_-&PZ,d  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 3LfF{ED@  
至此链式操作完美实现。 Hb*Z_s  
qc,EazmU  
`&c[ s%0  
七. 问题3 XlF,_  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 vaF1e:(  
H.l0kBeG  
template < typename T1, typename T2 > Q +l{> sL  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (v?@evQ  
  { E va&/o?P|  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); aB~k8]q.  
}  m,+PYq  
=I'iD0eR  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: I>.pkf<V  
"vybVWEE  
template < typename T1, typename T2 > &M@ .d$<C  
struct result_2 |GQq:MB;z  
  { !b!An; ',  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; BTr oe=R  
} ; bTeuOpp  
( ww4(  
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? KB~[nZs7  
这个差事就留给了holder自己。 'vVt^h2  
    }\<=B%{  
*3Lo[GE>  
template < int Order > x/{-U05  
class holder; -5og)ZGVUA  
template <> 5: gpynE|  
class holder < 1 > 2&S^\kf  
  { qfT9g>EF  
public : c}OveR$'&  
template < typename T > [F*yh9%\  
  struct result_1 y]{b4e  
  { ?yAb=zI1b  
  typedef T & result; A*0X ~6W  
} ; K3:z5j.X  
template < typename T1, typename T2 > 4S 4MQ  
  struct result_2 3"Oipt+  
  { STu(I\9  
  typedef T1 & result; R-pON4D"*  
} ; 1d49&-N  
template < typename T > L>/$l(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const SPb`Q"  
  { g~21|Sa$[  
  return (T & )r; pSQ2wjps  
} 5u9lKno  
template < typename T1, typename T2 > c(Y~5A{TXO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *j83E[(]  
  { :1f,%Z$,q  
  return (T1 & )r1; 4IZAJqw(*  
} ~ a 2A"#f  
} ; ]v:,<=S  
%9zpPr WF  
template <> DmgDhNXKq  
class holder < 2 > lv] U)p  
  { $Xo_8SX,  
public : FP{=b/  
template < typename T > MbYgGE,LA  
  struct result_1 4V[(RXc/  
  { 4mW$+lzn  
  typedef T & result; ;FwUUKj  
} ; pR0 !bgC  
template < typename T1, typename T2 > _^{RtP#=  
  struct result_2 )2EvZn  
  { ;/Y#ph[  
  typedef T2 & result; <^;~8:0]  
} ; - TH(Z(pB  
template < typename T > B7C<;`5TiD  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 0K"+u9D^  
  { L8.A|  
  return (T & )r; )$Ib6tYY  
} ]Y$Wv9 S6  
template < typename T1, typename T2 > nO`[C=|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^WWr8-  
  { s +S6'g--  
  return (T2 & )r2; W)Y-^i5  
} of7'?]w  
} ; &Pv$nMB$I  
^K[xVB(&  
]Y?ZUSCJ  
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> >。 -|#/KKF  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: JK{2 hr_a  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: hQ:wW}HWW  
BHz_1+d  
return l(i, j) = r(i, j); <au_S\n  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) hUi5~;Q5Fi  
c9uu4%KG6<  
  return ( int & )i; L1` ^M  
  return ( int & )j; [Ti ' X#  
最后执行i = j; 3k_\ xQ  
可见,参数被正确的选择了。 ffB<qf)?G  
oVUsI,8  
qe1>UfY  
,?K5/3ss  
Vx[Q=raS  
八. 中期总结 Z< C39s  
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: jl;N Fk%  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 l8Yr]oNkz  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 FLsJ<C~/~  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor a]V#mF |{  
`mZ1!I-T  
5' t9/8i  
^|U5@u_  
Wvd-be  
dEf5x_TGm  
九. 简化 ~nj+" d]  
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。 ,{"K^  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 .,thdqOO  
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: vcy(!r  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 bjj F{T  
  +-*/&|^等 U b\&k[F  
2. 返回引用。 +=L+35M  
  =,各种复合赋值等 9*"K+t:  
3. 返回固定类型。 Q.8^F  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) mT j  
4. 原样返回。 qncZpXw^  
  operator, us8ce+  
5. 返回解引用的类型。 H- WNu+  
  operator*(单目) l)KN5V  
6. 返回地址。 dj,lbUL  
  operator&(单目) 3uvl'1(%J  
7. 下表访问返回类型。 rP6k}  
  operator[] geM`O|Np  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 )zP"Uuu  
  operator<<和operator>> L^s?EqLXS  
RHu,t5,  
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。 z&qOu8Jh  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: Ra~:O\Z  
;%>X+/.y0  
template < typename Left > &7,/^ >">  
struct value_return M-!#-l  
  { Z +<Y.*6  
template < typename T > FNl^ lj`Y  
  struct result_1 rhQO#_`  
  { gs@^u#O  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; z;0]T=g  
} ; [ifQLsHA  
OWN|W,  
template < typename T1, typename T2 > %z @T /  
  struct result_2 "VsS-b^P  
  { HqOnZ>D  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Oh}@c~7;  
} ; el^<M,7!  
} ; t!ZFpMv]n  
q<fj1t1w  
p7*7V.>X  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait =Y3d~~  
,*p(q/kJh~  
下面我们来剥离functor中的operator() !<-+}X+o8$  
首先operator里面的代码全是下面的形式: x||b :2  
lnxA/[`a  
return l(t) op r(t) Oo\~' I  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) giN(wPgYP  
return op l(t) LR17ilaa'  
return op l(t1, t2) +hWeN&A  
return l(t) op [9p@uRE  
return l(t1, t2) op mL, {ZL ^  
return l(t)[r(t)] l4^8$@;s  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "yXqf%CGE  
Y}x_ud,  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: zWdz9;=_  
单目: return f(l(t), r(t)); Pb :6nH=  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =gB{(  
双目: return f(l(t)); 5_L43-  
return f(l(t1, t2)); L\<J|87p?  
下面就是f的实现,以operator/为例 Y7yzM1?t  
-1!s8G  
struct meta_divide AWmJm)   
  { qSVg.<+  
template < typename T1, typename T2 > `,wX&@sN  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) l %xeM !}  
  { 495(V(+5  
  return t1 / t2; h"N#/zQ  
} Qnp.Na[JV  
} ; piiO5fK|  
X`daaG_l  
这个工作可以让宏来做: j)O8&[y=  
;77q~_g$  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ A'? W5~F  
template < typename T1, typename T2 > \ D-5~CK4`  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ~/R}K g(  
以后可以直接用 nx4E}8!Lh  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) t== a(e  
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 y\[GS2nTX  
(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。。。) S>?B)  
*WXqN!:  
YWa9|&m1  
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 Jb z>j\  
$Jj0%?;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > T b]'  b  
class unary_op : public Rettype Rv+p4RgA  
  { ?x =Sm|Ej  
    Left l; Fd0\T#k  
public : ^TY8,qDA  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} X1h*.reFAL  
v{>9&o.J  
template < typename T > $S!WW|9j.  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #*K!@X  
      { 1^=[k  
      return FuncType::execute(l(t)); 4=n%<U`Z/  
    } 27jZ~Bp$  
0 :1ldU 4  
    template < typename T1, typename T2 > _:;j)J0  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d`Em) 3v  
      { b(gcnSzM2  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Fqp~1>wi  
    } \A3yM{G~+  
} ; 8 uhB&qxB  
WN?meZ/N/  
i(>v~T,(  
同样还可以申明一个binary_op Z$a4@W9o  
z15QFVm  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > O0<GFL$)&  
class binary_op : public Rettype QJ-?6 7_i  
  { ! J@pox-t  
    Left l; `<l|XPv  
Right r; ,TxZ:f`"  
public : uv dx>5]  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} O/R>&8R$  
y0XI?Wr  
template < typename T > } "ts  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1&}^{ Ys  
      { V 5ihplAk  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 6hm6h7$F1  
    } _A/ ]m4  
k-vxKrjZ/  
    template < typename T1, typename T2 > ;R?9|:7  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const QCWk[Gx  
      { cM'5m  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); =8fZG t  
    } @'!61'}f  
} ; M+TF0c  
~d?\rj3=  
4==Lt Ep  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 \ow0Y >  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 +nslS:(  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) KGX?\#-  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 U!x\oLP  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! QcQ|,lA.HI  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ;EfMTI}6K  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Rx=pk  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) FR@ dBcJUU  
下面是修改过的unary_op 7u^6`P  
Gu_Rf&:  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > \ o&i63u  
class unary_op 1P\_3.V{  
  { Z;mDMvIu (  
Left l; ZvO:!u0+"  
  uQ.VW/>  
public : BPd]L=,/  
MY[" zv  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Fk,3th  
<cz~q=%v2&  
template < typename T > wB( igPi  
  struct result_1 l9.wMs*`X  
  { ),6Z1 K1  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; =kLg)a |  
} ; Swua dN  
;"nEEe]?  
template < typename T1, typename T2 > HnqZ7%jeN  
  struct result_2 /(nA)V( :  
  {  U\~[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type;  OkO"t  
} ; fwQ%mU+  
)V}u1C-N  
template < typename T1, typename T2 > #UJ@P Dwil  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const m%E7V{t  
  { ,O(XNA(C  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); U%45qCU  
} 8`qw1dF  
%GS)9{T&  
template < typename T > WiviH#hF  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8LwbOR"  
  { Ec6{?\  
  return OpClass::execute(lt(t)); 1.H"$D>TC  
}  Phgn|  
Qzh:*O  
} ; D_9/|:N:  
M=N`&m\  
t@v>eb  
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 %9NGVC  
好啦,现在才真正完美了。 g}qK$>EPS  
现在在picker里面就可以这么添加了: vFCp= 8h  
I"JT3[*s  
template < typename Right > ESASsRzk  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const $@&bK2@.(  
  { ($W9 ?  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); f3l >26  
} XLbrE|0A?  
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。 bt&vik _  
Hab9~v ]  
xG}eiUbM`  
+ic~Sar  
*} w.xt  
十. bind SKfv.9  
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。 iKS9Xss8  
先来分析一下一段例子 U.6hLFcE  
9 [I ro  
#t(?8!F  
int foo( int x, int y) { return x - y;} uV 6f~cQ  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 cW GU?cv}  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 3iEcLhe"4  
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。 BS|-E6E<  
我们来写个简单的。 dadMwe_l0  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: nC&rQQFF  
对于函数对象类的版本: @xkM|N?  
_mkI;<d]$T  
template < typename Func > 6 3u'-Z"4  
struct functor_trait )sS< %Xf  
  { O: BP35z_F  
typedef typename Func::result_type result_type; [7s5Vt|  
} ; ;Ok11wOw  
对于无参数函数的版本: ?<LG(WY  
n'h )(^  
template < typename Ret > w\2[dd  
struct functor_trait < Ret ( * )() > r 2H'r ,N  
  { ;5%&q6&a  
typedef Ret result_type; UZAWh R  
} ; Dk"M8_-_  
对于单参数函数的版本: 1[Mr2@  
s{: Mu~v  
template < typename Ret, typename V1 > g*tLqV  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > mmKrmM*1  
  { I] "$h]T  
typedef Ret result_type; RY~)MS _C  
} ; B6pz1P?e}  
对于双参数函数的版本: Sl_zO?/PF  
B]qh22Yib  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > mpF_+Mn  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > *nC,= 2  
  { h?1pGz)[C  
typedef Ret result_type; lb6s3b  
} ; oF6MV&q/  
等等。。。 D&^:hs@  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy RYhdf  
Em]T.'y  
template < typename Func > !KlSw,&=.6  
struct func_return x> q3w# B  
  { 0Its;|  
template < typename T > +8Px` v1L  
  struct result_1 q7PRJX  
  { Z{CL!  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &T|-K\*  
} ; z g j35  
z$V8<&q  
template < typename T1, typename T2 > O``MUb b  
  struct result_2 =!c+|X`  
  { J-ZM1HoB  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; cU6#^PFu  
} ; G7202(w <  
} ; SWGa%6|  
j`GbI0,bT  
C/vLEpP{(/  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 jlP7'xt1%  
9M=K@a  
template < typename Func, typename aPicker > \O?B9_  
class binder_1 stG&(M  
  { &sgwY  
Func fn; *u>\&`h=  
aPicker pk; 3.H-G~  
public : S- \lN|  
8JrGZ8Q4RM  
template < typename T > !491 \W0ZH  
  struct result_1 W9Lg}[>:)  
  { //,'oh~W  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~.lH)  
} ; Z4-dF;7  
DmrfD28j~F  
template < typename T1, typename T2 > kC5,yj  
  struct result_2 bLzuaNa'  
  { |K-lg rA  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; y m{/0&7  
} ; ~b[4'm@  
@(?4g-*E  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} M!l5,ycF  
D` X6'PP  
template < typename T > Kzu9Qm-+z^  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const R"o,m  
  { NXNon*"  
  return fn(pk(t)); b . j^US^  
} HXHPz 4  
template < typename T1, typename T2 > =eoxT  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const N6[^62  
  { .rm7Sd4K  
  return fn(pk(t1, t2)); Umt ia~x=&  
} kAliCD)  
} ; ')-(N um  
5; [|k$ v  
]+dl=SmF  
一目了然不是么? t g*[%Jf^  
最后实现bind ({VBp[Mh  
K-C,+eI  
-b}S3<15@  
template < typename Func, typename aPicker > I{I [N &N  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 2H+DT-hK  
  { 9p rsL#Fn  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); :+Ax3  
} 73ljW  
51ebE`  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "4hpU]4j  
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。 Q_.c~I}yV  
.l5" X>  
十一. phoenix y]_8. 0zM  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: yN<fmi};c  
VFSn!o:C  
for_each(v.begin(), v.end(), }a1Sfl@`3  
( z8 ;#H tr  
do_ -+>r4P  
[ /B\-DP3K  
  cout << _1 <<   " , " tB=D&L3  
] N pND/  
.while_( -- _1), Sw@,<4S  
cout << var( " \n " ) &E riskI  
) ,wi=!KzX  
); )$h9Y   
XJ~l5} y ]  
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: nSQ}yqM)  
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 sLi//P?:t  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 O\Mq<;|7m  
那么我们就照着这个思路来实现吧: s8d}HI  
('6g)@=\U  
&qP-x98E?  
template < typename Cond, typename Actor > tZ j,A%<  
class do_while :U.)YHY  
  { rL sK-qQ  
Cond cd; u<shhb-  
Actor act; [H%?jTQ  
public : LsQ8sFP_"  
template < typename T > * m&: Yje  
  struct result_1 mhLRi\[c )  
  { &f<1=2dm  
  typedef int result_type; EN)A"  
} ; 7$'mC9  
SKpPR;=q|:  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} $dp#nyP  
7(~H77  
template < typename T > kTZx-7~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 53t- 'K0l  
  { 8{<[fZyC  
  do [&qbc#L  
    { a950M7  
  act(t); iQ{&&>V%  
  } 4G8nebv  
  while (cd(t)); ivX37,B\bS  
  return   0 ; <j 9Mt=8M  
} ,ANK3n\  
} ; }t51U0b%  
XCIa2Syo  
+Sd,l>8\  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). G(0y|Eq  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 "c/s/$k//  
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。 Ryq"\Q>+  
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。  4SffP/  
下面就是产生这个functor的类: -yAnn  
f3TlJ!!U  
K>cz63}S  
template < typename Actor > R,+/A8[j  
class do_while_actor YZH#5]o8  
  { `<}V !Lo  
Actor act; $?)3&\)R  
public : WTD49_px  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 6Z7pztk  
N~$Zeq=  
template < typename Cond > ~kYqGH  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 2yQ}Lxr(  
} ; y2#>c*  
7 ZL#f![{  
{y^|ET7  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 )jk1S  
最后,是那个do_ .FKJ yzL  
xEiX<lguyN  
Sc'c$/  
class do_while_invoker pH\^1xj =  
  { zd9]qo  
public : inBPT~y  
template < typename Actor > 0Ox|^V  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ]`@]<6  
  { )t,{YGY#  
  return do_while_actor < Actor > (act); r6n5Jz  
} "@{4.v^}!  
} do_; /:y2Up-  
NYjS  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? IypWVr   
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Vj=Xcn#*8  
最后来说说怎么处理break和continue 3@yTzaq6  
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。 W ~Jzqp9g  
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八