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
  • 7585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 A-a17}fta  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 H ~[LJ5x  
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, ,G[r+4|h  
JFG",09]  
E[jXUOu-  
-}Cc"qm  
  class filler =de<WoKnu2  
  { %XJQ0CE<(  
public : +X:J]- 1)  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 9Hf*cQ  
} ; h_&4p= SQ  
Sc&)~h}YF  
x?,~TC4  
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: xdd:yrC   
FOCoiocPi  
8pYyG |\  
Lw>-7)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); LkJ$aW/  
T&1-eq>l  
]u rK$   
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 2#z=z d  
Qm.z@DwFM{  
9v~1We;{$  
[O=W>l  
二. 战前分析 X_D6eYF  
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。 >9-Dd)<  
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 0jBKCu  
MWBXs7 5I  
9c#lLKrzG  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); RK?jtb=&A  
  /* --------------------------------------------- */ c}\ ' x5:o  
vector < int *> vp( 10 ); U? 8i'5)  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Dba+z-3Nzy  
/* --------------------------------------------- */ H}vn$$ O  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 8NnhT E  
/* --------------------------------------------- */ z>6.[Z(T  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); c  Qld$  
  /* --------------------------------------------- */ 1'NhjL  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); o g_Ri$x8  
/* --------------------------------------------- */ z{%oJ_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); y k?SD1hj  
z4CJn[m9  
BSN6|W  
aT&t_^[]   
看了之后,我们可以思考一些问题: 49o\^<4b  
1._1, _2是什么? _zdNLwE[  
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。 Q}=fVY  
2._1 = 1是在做什么? s4 (Wp3>3i  
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。 ,1,&b_  
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。 <z,+Eg  
J;S-+  
(FuEd11R  
三. 动工 W+KF2(lB  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: +|6`E3j%  
8pqs?L@W  
Gc wt7~  
9 +}cE**=d  
template < typename T > ri:,q/-  
class assignment '}_=kp'X  
  { _0K.Fk*(!  
T value; f6Ml[!aU  
public : =tq1ogE  
assignment( const T & v) : value(v) {} ThtMRB)9  
template < typename T2 > 6_WmCtvF  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Z%#^xCz;w>  
} ; jDkm:X}:  
{t&*>ma6)  
L ${m/@9  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 :WVSJ,. !  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment OZ=Cp$  
DE%fF,Hk3  
VrVDm*AGQ  
x.ba|:5  
  class holder hqL+_| DW  
  { 8yn4}`Nc@  
public : /N>} 4Ay  
template < typename T > {#N%Bq}  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const }B`Ku5 M  
  { *,17x`1e  
  return assignment < T > (t); P7Xg{L&@.  
} "v5ElYG  
} ; e^zHw^js  
(Ux [[  
[,rn3CA  
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: i0\)%H:z  
?IILt=)<  
  static holder _1; mg`j[<wp  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ;`+`#h3-V  
m^Glc?g<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Ls1B \Aw_  
而不用手动写一个函数对象。 q(gjT^aN  
j1A|D   
L/yaVU{aEb  
:> SLQ[1  
四. 问题分析 `^x9(i/NE  
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。 H'Nq#K  
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。 1 DqX:WM6  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 h/HH Kn  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 >k;p.Pay%  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ~g7m3  
<[ZI.+_Wt  
五. 问题1:一致性 KzNm^^#/$A  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| { D+Ym%n  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 w.z<60%},0  
~@D/A/|  
struct holder pM9yOY  
  { 2e59Ez%k6  
  // Plfdr~$  
  template < typename T > JaI Kjn  
T &   operator ()( const T & r) const aBxiK[[`  
  { ]ENK8bW  
  return (T & )r; {~_ Y _-  
} Bd&`Xfebj  
} ; WI&lj<*  
gw+eM,Yp  
这样的话assignment也必须相应改动: gfN2/TDC]P  
!zR)D|w&  
template < typename Left, typename Right > w#9_eq|3  
class assignment 2)9r'ai?a  
  { oQ\&}@(V  
Left l; G>K@AW #  
Right r; )c+k_;t'+  
public : DW>ES/B8$(  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Z7z]2v3}c  
template < typename T2 > 8I.VJ3Q  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } JYJU&u  
} ; id?E)Jy  
OhFW*v  
同时,holder的operator=也需要改动: <*wM=aq  
8{ gXToK  
template < typename T > psUE!~9,  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const A[)C:q,  
  { %j5ywr:  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); m*Cu-6&qd  
} o2naVxetE  
QIK 9  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 `N'V#)Pi  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 (`c G  
:h*a rT4{  
return l(rhs) = r; Jzex]_:1~  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 3{ "O,h  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: .3X Y&6  
I 8z G~L%"  
template < typename Tp > d:rGyA]  
class constant_t T$mbk3P  
  { n_23EcSy  
  const Tp t; cG_Vc[  
public : q.W>4 k  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} p$XKlg&  
template < typename T > ?lKhzH.T  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const i\Wdo/c-H  
  { nB] Ia?  
  return t; s`;f2B/|  
} :kG)sw7  
} ; x-;`-Uo%  
3i=Iu0  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 |8U;m:AS  
下面就可以修改holder的operator=了 B<,YPS8w  
qINTCm j  
template < typename T > bK*~ol  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ^RNOcM|  
  { S|AjL Ng#  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); kO_5|6  
} L l}yJ#3,  
ppN} k)m  
同时也要修改assignment的operator() KY.ZT2k  
<[i}n55  
template < typename T2 > n>FY?  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } e|lD:_1i  
现在代码看起来就很一致了。 c^9tYNn  
#ekM"p  
六. 问题2:链式操作 ea9oakF  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 d5!!Ut  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 J ^ G  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 Apfnx7Fv  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 S v`qB'e2  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct MbA\pG'T  
H"Dn]$Q\Z  
template < typename T > PJ\0JR7a  
struct result_1 :Li/=>R^  
  { {vVTv SC  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; r:g9Z_  
} ; +ts0^;QO2{  
ue{xnjw>U  
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: ,={t8lN  
{' 5qv@3  
template < typename T > wT_h!W  
struct   ref $kPHxD!"  
  { a9Y5  
typedef T & reference; @_yoX(.E&  
} ; n7! H:{L  
template < typename T > FHg0E++?  
struct   ref < T &> WNy3@+@GZ  
  { 46No%cSiG  
typedef T & reference; A)NkT`<)  
} ; L%h/OD  
i.y)mcB4  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: l=={pb  
>)**khuP7  
template < typename T > EL D!{bMT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const w0J|u'H  
  { \".^K5Pm  
  return l(t) = r(t); E>uVofhml  
} ,r^"#C0J}  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 57I}RMT"  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 8P: spD0  
#&8rcu;/  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 7Y( 5]A9=  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Ng=ONh  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 \RG!@$i  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。  9A$m$  
最后的布局是: Wf26  
                Add |ys0`Vb=$  
              /   \ s0"e'  
            Divide   5 u{e-G&]^;  
            /   \ \>Zvev!s  
          _1     3 o l ({AYB  
似乎一切都解决了?不。 sen=0SB/  
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。 zI;0&  
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。 WF2-$`x  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ~r*P]*51x  
U1R4x!ym4  
template < typename Right > E6MA?Ax&=  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 5.0e~zlM -  
Right & rt) const SNpi=K!yn  
  { +j/~Af p5f  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 3HC  
} CA s>AXbs  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 H=^K@Ti:  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 <V&5P3)d9  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 'MxSd(T =  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 Gc,_v3\  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 K|r Lkl9  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? L ^`}J7r  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: 1DJekiWf  
obH; g*  
template < class Action > 47>>4_Hz  
class picker : public Action aaW]J mRb  
  { ~$,qgf  
public : =H`Q~ Xx  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ml!5:r>  
  // all the operator overloaded <[~,uR7  
} ; 5K%W a]W  
{MBTP;{*~  
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。 }"s;\?a  
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: MgMD\  
lS5ny  
template < typename Right > <i. a pBH  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const L"(4R^]  
  { {]N3f[w  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); L,_.$1d  
} 5Rv+zQ#GR  
y/_XgPfWU  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Dl\`  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 b1?xeG#  
=d`5f@'rl  
template < typename T >   struct picker_maker +0$/y]k  
  { r%]Qlt ~K  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Jh/ E@}'  
} ; ^s:y/Kd  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > v3[@1FQ"  
  { TLa]O1=Bf.  
typedef picker < T > result; o*S"KX $  
} ; Tl("IhkC  
>bo'Y9C  
下面总的结构就有了: OjE` 1h\  
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 Iv o"|%  
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。 Vm1-C<V9  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4@  3[  
至此链式操作完美实现。 % ZU/x d  
0#p/A^\#7M  
Wd,a?31|  
七. 问题3 2tQ`/!m>v$  
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。 )6X.Nfkb^k  
-7qIToO.  
template < typename T1, typename T2 > fz_nsVD  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const <yUstz,Xu^  
  { v $({C  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); KA s1(oG  
} afG{lWE)  
~.g3ukt  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: fPa9ofU/kr  
?}QH=&=^  
template < typename T1, typename T2 > DvXHK  
struct result_2 gXFWxT8S  
  { io2)1cE&f  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; R!\EK H  
} ; :Ixx<9c.  
2h=%K/hhY  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? HfNDD| Zz  
这个差事就留给了holder自己。 ^ZRYRA  
    W6c]-pc  
k=ytuV\  
template < int Order > S::=85[>z  
class holder; G@ \Pi#1  
template <> 32)tJ|m  
class holder < 1 > J4$! 68  
  { .^(/n9|o-  
public : YPDf Y<?v  
template < typename T > v6(E3)J7  
  struct result_1 256LHY|6  
  { ~l[r a  
  typedef T & result; uq3{h B#  
} ; QP@<)`1t9  
template < typename T1, typename T2 > iI1n2>V3y  
  struct result_2 /u<nLj1  
  { *~XA'Vw!  
  typedef T1 & result; Kb ;dKQ  
} ; $D1w5o-  
template < typename T > RBKOM$7  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const m!n/U-^  
  { W~n.Xeu{C  
  return (T & )r; p/6zEZ*  
} p zw8T  
template < typename T1, typename T2 > c7uG9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const k`KGB  
  { <!d"E@%v@  
  return (T1 & )r1; "8f?h%t  
} v5}X+'  
} ; {lG@hN'  
E$s/]wnr[  
template <> kh$_!BT  
class holder < 2 > #Il_J\#  
  { PG%0yv%  
public : Qq& W3  
template < typename T > w0m^ &,;#  
  struct result_1 @exey  
  { oih5B<&f#  
  typedef T & result; {^)70Vz>PE  
} ; Pn.bVV:  
template < typename T1, typename T2 > TA18 gq  
  struct result_2 LwqC ~N  
  { -;(Q1)&  
  typedef T2 & result; jR ~DToQ  
} ; !v|ISyK  
template < typename T > IE~%=/|  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const F t&+vS  
  { RrrK*Fk8=  
  return (T & )r; unl1*4e+  
} K]oM8H1  
template < typename T1, typename T2 > ^y.nDs%ZT7  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C2U~=q>>  
  { rt-\g1x  
  return (T2 & )r2; &$FvWFRh#  
} nv0@xnbz  
} ; q(o/yx{bm  
e9pOisZ;8  
l*aj#%ha  
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> >。 yGBQ0o7E  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: x+5p1sv6  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: o?Nu:&yE  
+Lm4kA+aE5  
return l(i, j) = r(i, j); l U]un&[N  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _m E^rT  
9W7#u}Z  
  return ( int & )i; 0*%&>  
  return ( int & )j; t !`Jse>  
最后执行i = j; y7\"[<E`(V  
可见,参数被正确的选择了。 Fqq6^um  
OWjJxORB  
. v)mZp  
0BPMmk  
IakKi4(  
八. 中期总结 `g ''rfk}  
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: 9<E g}Ic  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 mdih-u(T|  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ITJ q  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor !cW[G/W8  
k_|^kdWJ  
-cF'2Sfr  
W_M'.1 t  
zoDZZ%{  
[U =Uo*  
九. 简化 l.)}t)my}  
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。 o}Cq.[G4k  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 b;mSQ4+  
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: iTo k[uJ}  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 `s#Hq\C  
  +-*/&|^等 m`? MV\^  
2. 返回引用。 A1Y7;-D  
  =,各种复合赋值等 <G8w[hs  
3. 返回固定类型。 %GEJnJ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Rf %HIAVE  
4. 原样返回。 hjx)D  
  operator, H4-qB Z'  
5. 返回解引用的类型。 Yepe=s+9  
  operator*(单目) er.L7  
6. 返回地址。 al9.}  
  operator&(单目) \(UKd v  
7. 下表访问返回类型。 L #[]I,  
  operator[] X<OSN&d  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #.B"q:CW*P  
  operator<<和operator>> j5$BK[p.  
*!e(A ]&  
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。 <-Bx&Q  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: &<'n^n  
a?5[k}\  
template < typename Left > Z(0@1l`Z-`  
struct value_return `BFIC7a  
  { ~:Uw g+]j  
template < typename T > hPhZUL%  
  struct result_1 6 &U+6gb  
  { ZUXr!v/R:1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; #%3rTU  
} ; W1aa:hEf  
C.  MoKa3  
template < typename T1, typename T2 > vC;]jJb:  
  struct result_2 'BMy8  
  { %WFu<^jm  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; S*)1|~pRvQ  
} ; n}-3o]ku  
} ; Ok-.}q>\Mv  
;(6g\'m  
Rs& @4_D  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 9?T{}| ?  
^D67y%  
下面我们来剥离functor中的operator() BfTcI)  
首先operator里面的代码全是下面的形式: /nx'Z0&+X  
*v%rMU7,  
return l(t) op r(t) L *[K>iW  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) wRNroQ  
return op l(t) =dP{Gh  
return op l(t1, t2) ?ne_m:J[  
return l(t) op 2LY=D L7  
return l(t1, t2) op !{^\1QK  
return l(t)[r(t)] oSb, :^Wl  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] <msxHw  
ni&*E~a  
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: !7B\Xl'S  
单目: return f(l(t), r(t)); )o _j]K+xI  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); {[Q0qi =  
双目: return f(l(t)); @{ ;XZb^  
return f(l(t1, t2)); :B *}^g  
下面就是f的实现,以operator/为例 uUR~&8ERX  
^ ?hA@{T/1  
struct meta_divide %%%fL;-y  
  { uv{P,]lK  
template < typename T1, typename T2 > Jc4L5*Xn/  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) {y kYW%3s  
  { XV>JD/K2  
  return t1 / t2; YOyX[&oi  
} 5 +9 Ze9  
} ; :bU(S<%M  
Ac k}QzXO  
这个工作可以让宏来做: f5RE9%.#~  
u?+bW-D'd  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ F r?z"  
template < typename T1, typename T2 > \ e59dVFug.U  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; P3tx|:gV  
以后可以直接用 G1T^a>tj4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) Q'apG)0I  
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 !v#xb3"/  
(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。。。) fg%&N2/(.B  
1r[@(c0  
)QKf7 [:  
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 {C*\O)Gep  
u9-nt}hGYM  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6&v? )o  
class unary_op : public Rettype }`_@'4:t  
  { -PB[-CX  
    Left l; [^H"FA[  
public : w&&2H8  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} '$|UwT`s  
}WFf''Z-  
template < typename T > "T/>d%O1b  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %6j)=IOts  
      { Q<tu)Qo  
      return FuncType::execute(l(t)); 4NEq$t$Jn  
    } Z*{] ,  
ye 6H*K  
    template < typename T1, typename T2 > YL^=t^ !4  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 6w3R'\9  
      { pz^<\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); XP[uF ;w  
    } K5Wg"^AHY/  
} ; I lR\  #  
u}hF8eD  
,M !tm7  
同样还可以申明一个binary_op <M?:  
|Q~cX!;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > -OZ 5vH0  
class binary_op : public Rettype ^:, l\Y  
  { RH0>ZZR  
    Left l; c2l_$p  
Right r; _hf4A8ak  
public : mbl]>JsQD  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} y2HxP_s?P?  
=64r:E  
template < typename T > Eq% @"-m o  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const D,l,`jv*  
      { %9C@ Xl  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); zkM"cb13q/  
    } .uo.N   
C=Fzu&N}  
    template < typename T1, typename T2 > |C \}P  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 4 fV3Ear=j  
      { YO)$M-]>%J  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); AT Zhr. H  
    } $V>98M>j  
} ; !H][LXB~H  
^^` Jcd/  
wJb#g0  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 2Tav;LKX  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 pV p:@0h  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) `i~ Y Fr  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 .@ C{3$,VG  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! UUo;`rkT  
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。。。 Cm$1$?J  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 +#@"*yj3  
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{ j]{k  
下面是修改过的unary_op N<|$h5isq  
2g{)AtK$#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > vY|^/[x#B  
class unary_op z(uZF3  
  { #h!*dj"  
Left l; \/7i-B]G7  
   oz'\q0  
public : !M<{E*  
- "*r  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 23(=Xp3;>  
73A)lU.  
template < typename T > iJFs0?*  
  struct result_1 {Ee>n^1  
  { B-.v0R`5  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; X#a`K]!B  
} ; 57{oh")  
b<I9 MR  
template < typename T1, typename T2 > UnDgu4#R`A  
  struct result_2 DQ.v+C,  
  { /(I*,.d  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; r5&I? 0   
} ; \b'x t  
inPJ2uBD\^  
template < typename T1, typename T2 > ulHn#)  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8 S`9dSc  
  { .N4  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); .UCt|> $  
} egR9AEJvz  
O[17";P  
template < typename T > s}&bJ"!Z  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "i.r@<)S  
  { 9_ICNG%  
  return OpClass::execute(lt(t)); Thy=yz;p  
} $DFv30 f  
QlFZO4 P3|  
} ; +YOKA*  
qJ!Z~-hS  
39U5jj7i  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug \ A1uhHP!  
好啦,现在才真正完美了。 fHrt+_Zn|  
现在在picker里面就可以这么添加了: 6}~pq1IF{  
Y/TlE?  
template < typename Right > gsar[gZ  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const MJ<Jb,D1  
  { z><5R|Gf  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); o{v&.z  
} +1C3`0(  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 wyx(FinIH  
P27%xV-n>  
T[k4lM  
C;AA/4Ib  
_s,ao '/  
十. bind :_<_[Y]1  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 ukgAI<O%  
先来分析一下一段例子 zHWSE7!  
?B@;QjhjiJ  
zxb/  
int foo( int x, int y) { return x - y;} i[C~5}%  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 'PZ|:9FX!  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3  9DQ)cy  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 TjWE_Bq]g  
我们来写个简单的。 DVZdClAL  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现:  GJi~y  
对于函数对象类的版本: 05Fz@31~  
148V2H)  
template < typename Func > ?[TfpAtQ`  
struct functor_trait E! /[gZ  
  { QR?yG+VU  
typedef typename Func::result_type result_type; )CPM7>  
} ; JG`Q;K  
对于无参数函数的版本: <E;pgw!  
seFGJfN\?f  
template < typename Ret > =-cwXo{Q.O  
struct functor_trait < Ret ( * )() > l@j.hTO<  
  { D(W,yq~7uY  
typedef Ret result_type; `Ycf]2.,$  
} ; R9We/FhOY  
对于单参数函数的版本: FQ%c~N  
u*S=[dq  
template < typename Ret, typename V1 > qIUfPA=/_  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > %A1@&xrbl  
  { R;whW:Tx  
typedef Ret result_type; ))D:8l@  
} ; Z0!5d<  
对于双参数函数的版本: L(S'6z~_9  
z2gk[zY&  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Zv]x'3J#Y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > yfQ5:X  
  { z@|dzvjl Q  
typedef Ret result_type; 'z@0  
} ; Kr'f-{  
等等。。。 c'6g*%2k  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy hD,:w%M  
in <(g@Zg  
template < typename Func > $\o {_?}1  
struct func_return DDT_kK;  
  { xp'_%n~K@  
template < typename T > NvE}eA#  
  struct result_1 UEs7''6RM  
  { %t=kdc0=_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type;  ~fl@ 2  
} ; sKz`aqI  
>% p{38  
template < typename T1, typename T2 > !1T\cS#1%  
  struct result_2 hDP/JN8y  
  { d4:`@*  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; CQ7{1,?2  
} ; G2 ]H6G$M  
} ;  %R#L  
e:E0"<  
'oNO-)p\#!  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 DBLk!~IF  
8bK|:B#6,  
template < typename Func, typename aPicker > _$NIp `d  
class binder_1 q>f<u&  
  { (z7vl~D  
Func fn; rt3qdk5U  
aPicker pk; pA.J@,>`}  
public : >4Y3]6N0.F  
rD?L  
template < typename T > 2n><RZ/9  
  struct result_1 =@Dwlze  
  { I4;A8I  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3K&4i'}V  
} ; &wd;EGGT!q  
"q}FPJ^l_N  
template < typename T1, typename T2 > bawJ$_O_  
  struct result_2 "xcX' F^  
  { jdKOb  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; I jr\5FA[p  
} ; !g~1&Uw1  
5Dp#u  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} =4uSFK_L  
AL/?,%F  
template < typename T > qbrpP(.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const bQe^Px5 !.  
  { 4p;aS$Q  
  return fn(pk(t)); 5tJ,7Y'  
} kP#e((f,  
template < typename T1, typename T2 > A,su;Q h  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i'd2[A.7I  
  { KKA~#iCk  
  return fn(pk(t1, t2)); f~E*Zz`;  
} Vc^HVyAx@n  
} ; _0+0#! J!  
6s,uXn  
^@P1 JNe  
一目了然不是么? I8oo~2Q w  
最后实现bind f)]%.>  
AV 8n(  
"G >3QL+O|  
template < typename Func, typename aPicker > NmK8<9`u  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) wB'zuPAK6  
  { 6nhMP$h  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); U$oduY#  
} Bwr3jV?S  
Z\[N!Zt|  
2个以上参数的bind可以同理实现。 C]^H&  
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。 80A.<=(=.  
b o.(zAz  
十一. phoenix HM>lg`S  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧:  u66XN^  
Z*G(5SqUh"  
for_each(v.begin(), v.end(), r "$.4@gc  
( .xf<=ep  
do_ [c_|ob]  
[ R+g z<H.Q  
  cout << _1 <<   " , " f3`7tA  
] 2Q;9G6p  
.while_( -- _1), V"cKJ;s  
cout << var( " \n " ) XdH\OJ  
) Q{e\}wN  
); :Xc@3gF  
0G!]=  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: 9rh}1eo7  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor hdTzCfeZ5@  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 %;#^l+UB  
那么我们就照着这个思路来实现吧: cj11S>D  
MX@IHc  
>#ZUfm{k$  
template < typename Cond, typename Actor > ^ 9!!;)  
class do_while ;lYHQQd!,  
  { $d?.2Kg  
Cond cd; ;?C #IU  
Actor act; 9@Cv5L?p\  
public : bINvqv0v  
template < typename T > tabT0  
  struct result_1 P%K4[c W~  
  { Wg`R_>qQSm  
  typedef int result_type; oyo(1 >  
} ; [qsEUc+Z.'  
o\vBOp?hj  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \EseGgd21  
j,]Y$B  
template < typename T > RK w$-7O  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const UGK*Gy  
  { % `Z! 4L  
  do F R|&^j6  
    { ~  T>U  
  act(t); phO;c;y}  
  } E*i#?u  
  while (cd(t)); _X?^Cy  
  return   0 ; `est|C '+  
} e<r,&U$  
} ; F;^F+H  
e%W$*f  
yCCrK@{oo  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). U`hY{E;  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 F5S@I;   
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 4&l10fR5  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 !A48TgAeE  
下面就是产生这个functor的类: ]qhPd_$?D'  
Sna4wkbS  
}1IpON  
template < typename Actor > `({T]@]V  
class do_while_actor LR" 9D  
  { K\|FQ^#UYm  
Actor act; Ar~"R4!  
public : HaIM#R32T  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} qWw\_S  
n_'{^6*O  
template < typename Cond > \TU3rk&X  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Uix6GT;  
} ; Z0l+1iMx  
K _&4D'  
QY== GfHt  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Y3Q9=u*5  
最后,是那个do_ 4j)tfhwd8  
Y`?-VaY  
Agrk|wPK  
class do_while_invoker \6\<~UX^  
  { qP<Lr)nUH  
public : v0L\0&+  
template < typename Actor > s&j-\bOic9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const =hl}.p  
  { v$^Z6>vVI  
  return do_while_actor < Actor > (act); NO :a;  
} {T].]7Z  
} do_; D= 7c(  
>t7x>_~   
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? y+7PwBo%e  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 '(/7[tJ  
最后来说说怎么处理break和continue y r,=.?C-  
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。 {s;U~!3aY  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五