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
  • 6820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 8RHUeRX  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 bW:!5"_{H  
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, IAyp2  
>@Kx>cg+  
l}P=/#</T  
|1Z)E+q*:  
  class filler 9j Gu}V o  
  { -F3-{E  
public : EiaW1Cs  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} wdoR%b{M  
} ; qxJ\ye+'*  
.X;K%J2  
J9 I:Q<;  
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: *=xr-!MEk  
 _','9|  
4 H&#q>  
DW3G  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); og>uj>H&  
4I(Xy]wm  
O&hTNIfi  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 e~(5%CO>#j  
-7|H}!DFT  
$Z>'Jp  
o;R I*I  
二. 战前分析 .eC1qWZJpd  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 UL9n-M =  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 [.}oyz; }N  
;O #>Y  
\^1E4C\":  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @KUWxFak  
  /* --------------------------------------------- */ EBmt9S  
vector < int *> vp( 10 ); d0 /#nz  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Z #m+ObHK1  
/* --------------------------------------------- */ (Awm9|.{+  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); G]aOHJ:.  
/* --------------------------------------------- */ kvj#c  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); U`s{Jm  
  /* --------------------------------------------- */ 3=;<$+I6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); R/a*LSe@&  
/* --------------------------------------------- */ >KKMcTOYY  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); t ZB<on<.)  
( uidNq  
)=-szJjXZ  
q" 5(H5  
看了之后,我们可以思考一些问题: "J3x_~,[4m  
1._1, _2是什么? J|rq*XD}q  
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。 8Cv?Z.x5  
2._1 = 1是在做什么? Z5]>pJFq,  
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。 l9H!au=  
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。 7cMv/g^ h@  
rQ snhv  
An/|+r\  
三. 动工 >c}u>]D  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: AkiDL=;w  
;xn0;V'=  
J4U1t2@)9  
[opGZ`>)j"  
template < typename T > ;]:@n;c\  
class assignment caX< n>  
  { h!9ei6  
T value; _u9Jxw?F@Y  
public : PeEj&4k  
assignment( const T & v) : value(v) {} 6D_D';o  
template < typename T2 > | VDV<g5h  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } IO:G1;[/2L  
} ; FML(4BY,  
Wh{tZ~c  
(&x['IR  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 bi;1s'Y<D  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment g< .qUBPKX  
13/]DF,S"^  
P{^6v=8)  
C+&l< fM&  
  class holder Eu04e N  
  { seeB S/%  
public : ZqO^f*F>h  
template < typename T > 18:%~>.!  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 0+b1vhQ  
  { #C@FYO f*  
  return assignment < T > (t); ,5<Cd,`*  
} .(2ik5A%9  
} ; 3"\lu?-E  
Pj% |\kbNs  
V Jll  
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: \Y}8S/]  
mpJ#:}n  
  static holder _1; x ]ot 2  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 @"H >niG  
"" ZQ/t\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Aq7osU1B  
而不用手动写一个函数对象。 @7n"yp*"  
j"Pv0tehw  
h@@=M  
sCHJ&>m5-  
四. 问题分析 NQ2E  
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。 ;,e2egC'  
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。 BIL Lq8)  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 jWfa;&Ra  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 u\JNr}bL  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Nda *L|  
_zMW=nypdx  
五. 问题1:一致性 .#pU=v#/[  
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?| UW EV^ &"x  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 t\ewHZG"  
Owk|@6!  
struct holder SasJic2M  
  { )53y AyP  
  // du^J2m{f  
  template < typename T > 65^9  
T &   operator ()( const T & r) const _:27]K:  
  { x-3\Ls[I  
  return (T & )r; <2qr}K{'A  
} Hj,A5#|=J  
} ; 6)Lk-D  
:9 ^* ^T  
这样的话assignment也必须相应改动: kMd.h[X~  
wj0\$NQ=x  
template < typename Left, typename Right > 6!FQzFCZq  
class assignment VP]%Hni]  
  { I~XSn>-H  
Left l; S{m% H{A!  
Right r; *;*r 8[U}q  
public : PwLZkr@4^  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -3Vx76Y  
template < typename T2 > 4{`{WI{  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } U/NoP4~{  
} ; ~qOa\#x_  
}vM("v|M  
同时,holder的operator=也需要改动: @;RXLq/8  
V~5jfcd  
template < typename T > OI*Xt`  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const vRO _Q?  
  { wAW5 Z0D  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); =C.$ UX  
} D}X\Ca"h  
"#\ ;H$+  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 w+CA1q<  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 lU8`F(Mn  
/I0%Z+`=  
return l(rhs) = r; :6\qpex  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 :20W\P<O!A  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Ciz X<Cr}  
B&uz;L3  
template < typename Tp > s-T\r"d=j  
class constant_t 0:Ol7  
  { )P|),S,;Z  
  const Tp t; [u*5z.^  
public : .0]<k,JZZ  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} "a U aotx  
template < typename T > Y/zj[>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 65Yv4pNL  
  { C>*u()q>4h  
  return t; ?<'}r7D   
} #4 pB@_  
} ; hQDXlFHT  
r\V ={p  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 OpYY{f  
下面就可以修改holder的operator=了 AkQ ~k0i}b  
!d0kV,F:  
template < typename T > %OOl'o"V{s  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const `RL"AH:+  
  { j#q-^h3H  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Z>5b;8  
} [3|P7?W/  
03#lX(MB  
同时也要修改assignment的operator() ut7zVp<"  
X_\otV h(D  
template < typename T2 > '16b2n+F@#  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } '$%l7  
现在代码看起来就很一致了。 ,1o FPa{?  
OYTkV}tG  
六. 问题2:链式操作 %Y*Ndt4  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 wcY? rE9  
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。 JrRH\+4K  
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。 j HJ`,#  
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。 L0WN\|D  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct b!5~7Ub.No  
UrEs4R1#  
template < typename T > 2!=f hN  
struct result_1 *YuF0Yt  
  { 9m~p0ILh  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; *wB1,U{  
} ; 5taT5?n2  
e h?zNu2=  
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: P?of<i2E  
ExL0?FemWV  
template < typename T > L>4"(  
struct   ref -4{<=y?"a  
  { LuvY<~u  
typedef T & reference; (V67`Z )  
} ; .jjG(L  
template < typename T > H ]Z$OpI  
struct   ref < T &> tG22#F`  
  { t=W}SH  
typedef T & reference; mSl.mi(JiZ  
} ; ;,:`1UI  
+*/Zu`kzX  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: z/@slT  
9Y_HyOZ*GX  
template < typename T > 9N 3o-=  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const p]2128kqx  
  { >V8-i`  
  return l(t) = r(t); )cMh0SGcM1  
} jLHkOk5{:  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 Sk\K4  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 :emiQ  
Iom'Y@x  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 30T)!y  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: nazZ*lC  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 Gm^U;u}=f  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 EaY?aAuS:  
最后的布局是: Zw S F^  
                Add U$D65B4=  
              /   \ N]=q|D  
            Divide   5 8\A#CQ5b  
            /   \ ^KT Y?  
          _1     3 scz&h#0V  
似乎一切都解决了?不。 [MM~H0=s  
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。 !Pfr,a  
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。 7CURhDdk  
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: ^ EQ<SCh  
?Z[[2\DR  
template < typename Right > B7E:{9l~s{  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const wc^tgE  
Right & rt) const h(u8&MHx  
  {  B Qxs~  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ag;pN*z  
} .2Elr(&*h  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 b&N'C9/8  
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。 9x9T<cx  
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。 u(F_oZ~  
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。 9ZsVy  
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。 w4{<n /"  
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? paE[rS\  
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: 3J|F?M"N7  
}?_?V&K|  
template < class Action > 4-y :/8  
class picker : public Action By",rD- r  
  { :v&$o'Sak  
public : SBk4_J/_  
picker( const Action & act) : Action(act) {} u$Jz~:=,  
  // all the operator overloaded .|>3k'<l  
} ; ep)n_!$OH"  
`V)8 QRN(  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Em !/a$  
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: ' ;FnIZ  
|tMWCA  
template < typename Right > E`usknf>l  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Vl=l?A8  
  { a;qryUyG  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); =M [bnq*\  
} PQSP&  
jB Z&Ad@e  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 4=.89T#<  
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。 G3vxjD<DMW  
&P}_bx  
template < typename T >   struct picker_maker oC: {aK6\  
  { G+"t/?/  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 5o'FS{6U  
} ; 7<#U(,YEA  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > ;oKZ!ND  
  { qJa H ,  
typedef picker < T > result; { VfXsI  
} ; r|fL&dtr  
Zd}9O jz5  
下面总的结构就有了: RSyUaA  
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。 y@:h4u"3  
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。 ^?7-r6  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 +-U- D?-  
至此链式操作完美实现。  Rn(ec  
s_OF(o  
~IfJwBn-i  
七. 问题3 tGh~!|P  
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。 Ms5ap<q#  
HI R~"It$  
template < typename T1, typename T2 > bz2ztH9 n  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const i$:*Pb3mV  
  { v6M6>&RR|  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); L:pYn_  
} ]7F=u!/`<C  
Ng2@z<>.  
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: HV!m8k=6  
JPc+rfF  
template < typename T1, typename T2 > $%CF8\0  
struct result_2 sV{,S>s   
  { Sw8]EH6  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; r6MMCJ|G  
} ; 3G)#5 Lf<  
7u S~MW  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? ?GoR^p #p  
这个差事就留给了holder自己。 RXpw!  
    rb2S7k0{  
Jr ,;>   
template < int Order > D3Ig>gKo?m  
class holder; ug!s7fo^  
template <> J6s`'gFns  
class holder < 1 > qo90t{|c  
  { 'KS,'%  
public : nQX:T;WL@  
template < typename T > uD$u2  
  struct result_1 /ivJsPH  
  { Pmr5S4Ka  
  typedef T & result; B:;pvW]  
} ; 8>2.UrC  
template < typename T1, typename T2 > j9x<Y]  
  struct result_2 nzuX&bSw  
  { 1MP~dRZ$  
  typedef T1 & result; L%*!`TN  
} ; av}k)ZT_  
template < typename T > w;[NH/A^a  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const fNli  
  { \}u Y'F  
  return (T & )r; 7 S#J>*  
} UqFO|r"M  
template < typename T1, typename T2 > ^pAAzr"hv  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E"\<s3  
  { 53;}Nt#R  
  return (T1 & )r1; xjuN-  
} d6?j`~[7#-  
} ; ]_mb7X>  
f}#~-.NGs  
template <> c@!_ /0  
class holder < 2 > $Uq|w[LA  
  { -[4T  
public : jiV<+T?  
template < typename T > ^EtMxF@D  
  struct result_1 k2omJ$?v  
  { ITE{@1  
  typedef T & result; Xk~D$~4<  
} ; Gv!2f  
template < typename T1, typename T2 > ~NrG` D}  
  struct result_2 EnKR%Ctw  
  { iW]j9}t  
  typedef T2 & result; v}}F,c(f  
} ; 7Utn\l  
template < typename T > U8s2|G;K  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const !=*g@mgF  
  { T] f ;km  
  return (T & )r; Ex Y]Sdx  
} MnsJEvn/  
template < typename T1, typename T2 > 0rQMLx  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const E<{ R.r  
  { .;y.]Z/;  
  return (T2 & )r2; Z, zWuE3  
} #vz7y(v  
} ; e8>})  
qTRsZz@  
,8S/t+H  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 -/wtI   
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: tVYF{3BhA  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: :;RMo2Tl  
`&r+F/Ap2  
return l(i, j) = r(i, j); #`qx<y*S  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) dc+>m,3$  
!fV+z%:  
  return ( int & )i; Avge eJi  
  return ( int & )j; j"t(0 m  
最后执行i = j; WrnrFz  
可见,参数被正确的选择了。 ^H p; .f.  
@N>\|!1CC  
4qb/da E:Z  
Q,,e+exbb5  
G)AqbY  
八. 中期总结 MD}w Y><C  
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: f&N gS+<K$  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 -V*R\,>  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 9@SC}AF.  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor afCW(zH p  
/H[=5  
Hck]aKI+  
G*?8MTP8![  
\0^Kram>  
b <tNk]7  
九. 简化 S*,17+6dV  
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。 sf:,qD=z  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 3H'sHuK"X  
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: ]}>2D,;  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 6B8VfQ9[  
  +-*/&|^等 z 4e7PW|  
2. 返回引用。 =Pyj%4Rs  
  =,各种复合赋值等 $f$SNx)),  
3. 返回固定类型。 f%A;`4 `q  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) #>a\>iKQ2q  
4. 原样返回。 bt@< ut\  
  operator, $H2u.U<ip  
5. 返回解引用的类型。 *l(7D(#  
  operator*(单目) y B81f  
6. 返回地址。 ~T"Rw2v b  
  operator&(单目) H9Gh>u]}  
7. 下表访问返回类型。 RF?`vRZOe  
  operator[] D5gFXEeh  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 s-NX o  
  operator<<和operator>> mtpeRVcF  
.97])E[U  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 ^7`BP%6  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: [>vLf2OID  
&Gc9VF]o  
template < typename Left > I:-Wy"i  
struct value_return P7ao5NP  
  { 3 #n_?-  
template < typename T > _f7 9wx\B  
  struct result_1 ,=uD^n:  
  { W Tcw4  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ;_XFo&@  
} ; K,tQ!kk  
FBG4pb9=~  
template < typename T1, typename T2 > B5`EoZ  
  struct result_2 `C,n0'PL.  
  { x[| }.Ew  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; b3P+H r  
} ; Yz9owe8}[  
} ; k x8G  
`](e:be}  
NYhB'C2  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 3h]g}&k  
mupT<_Y  
下面我们来剥离functor中的operator() ~EW(Gs!=C  
首先operator里面的代码全是下面的形式: YByLoM*  
Q1lyj7c#x  
return l(t) op r(t) M+oHtX$  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) XjBW9a  
return op l(t) ,S\CC{!  
return op l(t1, t2) S0$8@"~=  
return l(t) op 9FF0%*tGo  
return l(t1, t2) op s$IDLs,WM  
return l(t)[r(t)] B  5L2<  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] "mo?* a$Sk  
>e lJkq|  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: )J=!L\  
单目: return f(l(t), r(t)); D2 #ZpFp"h  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); V(}:=eK  
双目: return f(l(t)); oE6tauQn  
return f(l(t1, t2)); k``_EiV4t  
下面就是f的实现,以operator/为例 yER(6V'\iQ  
>k|5Okq g  
struct meta_divide ]43/`FX  
  { -+-?w|}qV  
template < typename T1, typename T2 > YH$-g  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 53_Hl]#qZ  
  { ~"gA,e-)  
  return t1 / t2; rV.}PtcFY  
} :S]%6gb8G  
} ; c&6 I[ R  
e b"VE%+Hu  
这个工作可以让宏来做: -au^;CM  
xl{=Y< ;  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ]dVGUG8  
template < typename T1, typename T2 > \ 4>YR{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; cs48*+m  
以后可以直接用 _r#Z}HK  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) qyb?49I  
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 H;mSkRD3N  
(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。。。) VD AaYDi  
I]|Pq  
/*~EO{o  
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 $B+8Of  
PJ')R:e,  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > |*Yr<zt  
class unary_op : public Rettype H.P_]3f  
  { a"1t-x  
    Left l; #&+{mCjs  
public : T}Tp$.gB  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 3=#<X-);  
E#RDqL*J  
template < typename T > sQ3 [<  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %jJG>T  
      { y G~?MEh{  
      return FuncType::execute(l(t)); _{ue8kGt  
    } ,O5NLg-  
E*& vy  
    template < typename T1, typename T2 > Ha#= (9.  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const d2FswF$C  
      { -12UN(&&Z  
      return FuncType::execute(l(t1, t2));  ,i NXK  
    } @ )F)S 7  
} ; eSn+B;  
1y &\5kB  
@3i\%R)n;  
同样还可以申明一个binary_op bG"~"ipn%  
2y\E[jA  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _rMg}F"  
class binary_op : public Rettype E)&I@m  
  { AOZP*\k  
    Left l; Y;eZ9|Ht9  
Right r; [|wZ77\  
public : sfH_5 #w  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Sz $~P9  
n6=By|jRh  
template < typename T > Wb,KjtX  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ";lVa'HMZ  
      { <\ y@*fg+  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &, vcJ{.  
    } ,oe <  
u]wZQl#-  
    template < typename T1, typename T2 > .8g)av+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Eh`7X=Z7E  
      { Ufj`euY  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); ,^r9n[M4M  
    } ;]puq  
} ; L&8~f]  
*-WpZGh  
OdbEq?3S/?  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 g9pZ\$J&  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 h f)?1z4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 3Aip}<1  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 *"2+B&Y  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Tb}4wLu  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 Rh2+=N<X  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 OKZV{Gja  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) 234p9A@  
下面是修改过的unary_op LrfVh-}|:Y  
1nM  #kJ"  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > <{p4V|:  
class unary_op 68|E9^`l  
  { S\EyCi+  
Left l; f%JIp#B  
  ITQA0PI SL  
public : w(Ovr`o?9t  
)}R0Y=e  
unary_op( const Left & l) : l(l) {}  ~NgA  
Ib!RD/  
template < typename T > + J{IRyBc  
  struct result_1 n80?N}  
  { JG. y,<xW  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; )m+W j  
} ; F;EwQjTF  
P:S.~Jq  
template < typename T1, typename T2 > uc{Ihw  
  struct result_2 g/_5unI}u  
  { ~At7 +F[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XW H5d-  
} ; QZwNw;$k*  
/N+dQe  
template < typename T1, typename T2 > G Vr1`l  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TqQB@-!  
  { /HEw-M9z  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); s[*rzoA  
} .sW|Id )  
Es`Px_k  
template < typename T > DK~xrU'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~Cttzn]pR  
  { (x|T+c"bAX  
  return OpClass::execute(lt(t)); G>=*yqo  
} octL"t8w  
bs&43Ae  
} ; }K>d+6qk5  
\K{ z  
iMh#TUlQEQ  
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 tjS@meT  
好啦,现在才真正完美了。 GA )`-*.R  
现在在picker里面就可以这么添加了: C =xa5Y  
P;no?  
template < typename Right > ;1=1:S8  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const xa*hi87L*  
  { r<EY]f^`u  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); T{^rt3a  
} ]0OR_'?,  
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。 2'Uu:Y^  
J{<X 7uB  
Hio0HL-  
S+6.ZZ9c  
M0"_^?  
十. bind y<3-?}.aZ  
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。 e{H=dIa+  
先来分析一下一段例子 Zl!kJ:0  
RBd7YWo\|j  
8W7J3{d  
int foo( int x, int y) { return x - y;} I][*j  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 rbQR,Nf2x  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 8] ikygt"  
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。 0ksa  
我们来写个简单的。 ]HdCt3X  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 0Qd:`HF[  
对于函数对象类的版本: >{Tm##@,k  
)jC%a6G!  
template < typename Func > 0g\(+Qg^  
struct functor_trait GF WA>5n'  
  { '2O\_Uz  
typedef typename Func::result_type result_type; p8Q1-T3v  
} ; b[7 ]F  
对于无参数函数的版本: `-&K~^-cH  
Df#l8YK#  
template < typename Ret > I0a<%;JJW  
struct functor_trait < Ret ( * )() > =mGez )T5\  
  { \Roz$t-R|f  
typedef Ret result_type; x`?3C"N:<  
} ; 4fzZ;2sl}  
对于单参数函数的版本: FC*[*  
wAd9  
template < typename Ret, typename V1 > ipILG4  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > j7c3(*Pl  
  { wPl%20t  
typedef Ret result_type; pmilrZmm]  
} ; \;-|-8Q  
对于双参数函数的版本: 4X$Qu6#i  
-^57oU  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > qw8Rlws%  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > n(|^SH4$b  
  { %IRi1EmN8  
typedef Ret result_type; \4#W xZ  
} ; 4&f3%eTi  
等等。。。 Lp7SLkwh3M  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy m`_ONm'T&  
4aY|TN/|  
template < typename Func > C $JmzrE  
struct func_return "nWw;-V}}  
  { ERt{H3eCcJ  
template < typename T > #,.Hr#3nI  
  struct result_1 N?>vd*  
  { `@ FYkH  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; )0R'(#  
} ; 2|bn(QYz  
nvUc\7(%NW  
template < typename T1, typename T2 > ``Un&-Ms  
  struct result_2 ^BL"wk  
  { !3v1bGk  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; l0hlM#  
} ; 9$m|'$p3sG  
} ; C/&-l{7  
6i*sm.SDw  
4,0{7MLgK  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ;Q&5,< N)j  
FkRo _?  
template < typename Func, typename aPicker > wuqJr:q*#  
class binder_1 }#E[vRf  
  { N"y)Oca{  
Func fn; _{Hj^}+$  
aPicker pk; 4NIRmDEd  
public : S@ f9c  
{vO9p tR;  
template < typename T > RAK-UN  
  struct result_1 Pc o'l#:  
  { v6Vcjm  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; v]c6R-U  
} ; /^|Dbx!u  
R^e.s -  
template < typename T1, typename T2 > s|B3~Q]  
  struct result_2 &l[$*<P5V  
  { =6#Eh=7N  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; a -moI+y  
} ; F.v{-8GV  
1&o|TT/  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~F?u)~QZ #  
!7&5` q7  
template < typename T > O5t[  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const t@Nyr&|D  
  { FjI`uP  
  return fn(pk(t)); 1~QPG\cdIX  
} .q3/_*  
template < typename T1, typename T2 > wuJ4kW$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;{o|9x|  
  { 7 ^mL_SMj  
  return fn(pk(t1, t2)); FtC^5{V+V  
} r{%qf;  
} ; >u8gD6X  
*C=>X193U  
*U\`CXn;  
一目了然不是么? ;l-!)0 U  
最后实现bind R n*L  
!1Cy$}w  
rI-%be==  
template < typename Func, typename aPicker > `%Al>u5  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Q'mM3pq4r  
  { kd$D 3S ^{  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); az|N-?u  
} 5j-YM  
_Z,\Vw:\F  
2个以上参数的bind可以同理实现。 {3{"8-18  
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。 h.s+)fl\  
`P;s 8~  
十一. phoenix 7;(UF=4  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: \`\ZTZni  
B i<Q=x'Z;  
for_each(v.begin(), v.end(), gy9U2Wgf|  
( _1L![-ac  
do_ }:*]aL<7_  
[ x*&|0n.D  
  cout << _1 <<   " , " Ziu]'#  
] nSAdCJ;4  
.while_( -- _1), wtV#l4  
cout << var( " \n " ) X<; f  
)  A4<Uu~  
); m&?r%x  
A1?2*W  
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: ZH)="qx [  
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 zeC RK+-  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 u4%Pca9(=  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Y6L ~K?  
W$ 2C47i  
oW Nh@C  
template < typename Cond, typename Actor > I[##2  
class do_while :s6o"VkW  
  { r[Hc>wBv  
Cond cd; r7,t";?>  
Actor act; Ev(>z-{F  
public : @qlK6tE`  
template < typename T > \3aoM{ztD  
  struct result_1 #!KE\OI;@5  
  { YgV817OV  
  typedef int result_type; zXxT%ZcCj  
} ; )fSOi| |C  
r|PB*`  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} YLE!m?  
'9j="R;  
template < typename T > mh[75(  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Gc;{\VU  
  { 6N S201o  
  do s^uS1  
    { 25[I=ZdS  
  act(t); MsGM5(r:b  
  } C"T;Qp~B  
  while (cd(t)); Nyj( 0W  
  return   0 ; Y@ksQ_u  
} qd)/9*|Jl  
} ; krvp&+uX  
I\[_9  
|! E)GahM  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). :'l^kSP_*C  
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。 thM4vq   
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。 D"?fn<2  
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。 r^a7MHY1  
下面就是产生这个functor的类: $LFYoovX  
04l!:Tp,  
>P @H#=  
template < typename Actor > mFaZio0GK  
class do_while_actor D(RTVef  
  { c%G{#}^2  
Actor act; /M4{Wc  
public : T iiWp!mX  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} H>B&|BO_[  
{U m)15K  
template < typename Cond > !F1N~6f  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; (HE9V]  
} ; 5Qn '  
ssRbhlD/*1  
E:}r5S) 4  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 k$J zH$  
最后,是那个do_ [knN:{ l  
r^paD2&}  
~%=MpQ3  
class do_while_invoker 'JfdV%M  
  { lP@Ki5  
public : pd;br8yE$@  
template < typename Actor > 9Ujo/3,Ak  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const [8,yF D_U  
  { ^ ALly2  
  return do_while_actor < Actor > (act); 8'nVwb8I  
} giIWGa.a+  
} do_; ]d0tE?9  
Sf7\;^  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? a\E:sPM'>  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 | >27 B  
最后来说说怎么处理break和continue 1Z~)RJ<D  
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。 ~r`9+b[9{  
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