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
  • 3018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 0;OZ|;Z  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 !\Cu J5U  
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, */@I$*  
:hWG:`  
_^ n>kLd$  
*xj2Z,u  
  class filler VP~%,=  
  { |942#rM  
public : ^q%f~m,O<  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} -r~9'aEs  
} ; <*/Z>Z_c2  
 b=Ektq  
@LS%uqs  
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: J*6B~)Sp@  
XgeUS;qtta  
7xWJw  
`fG<iBD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); :2wT)wz  
*1:kIi7_  
Q]RE,ZZ  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 DFRgn  
WYcZD_  
e(&u3 #7Nn  
)Q}Q -Zt  
二. 战前分析 R,OT\FQ<  
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。 \TDn q!)?  
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 }6{00er  
8f%OPcr&  
/V] i3ac  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); p=i6~   
  /* --------------------------------------------- */ Xw|-v$'y  
vector < int *> vp( 10 ); _,e4?grP#  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Z}SqiT  
/* --------------------------------------------- */ o,0 Z^"|  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); R'atg 9  
/* --------------------------------------------- */ fI=p^k:  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); G$CSZrP.  
  /* --------------------------------------------- */ \-[ >bsg  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); lKqFuLHwF  
/* --------------------------------------------- */ t.bM]QU!1  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ?hURNlR_Q  
*7L1SjZw  
~~t >;  
]xJ. OUJy  
看了之后,我们可以思考一些问题: "kIlxf3  
1._1, _2是什么? +<B"g{dLuX  
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。 4((p?jb C  
2._1 = 1是在做什么? :gRVa=}=  
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。 N\?__WlBK7  
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。 0Xn,q]@Z  
{CTJX2&  
^bdXzjf  
三. 动工 N{M25ucAHl  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: q,;wD1_wG  
3e\IRF xzb  
;.R) uCd{=  
?T|0"|\"'  
template < typename T > EyBTja(4  
class assignment /{I-gjovy  
  { + kF%>F]  
T value; X V)ctF4  
public : DC_k0VBn  
assignment( const T & v) : value(v) {} 45jImCm  
template < typename T2 > LA/Qm/T  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } QXy= |  
} ; ~9;udBfwF  
tk:G6Bkid  
0[7"Lhpd  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 XCXX(8To0=  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment hx:^xW@r4P  
QWC C  
Y\4B2:Qd9  
)N\B C  
  class holder =xSf-\F  
  { G}}Lp~  
public : +4[9Eb'k=  
template < typename T > ]-;JHB5A_:  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const zq3f@xOK  
  { 'jy e*  
  return assignment < T > (t); "Rtt~["%  
} [.C P,Ly  
} ; Ufor>  
#|=lU4Bf  
'S&Zq:  
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: {*  w _*  
ETdN<}m  
  static holder _1; :$P1ps3B  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 '0I>  
um( xZ6&m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Q `-Xx  
而不用手动写一个函数对象。 :C={Z}t/F  
B9c gVTLj  
~JS@$#  
/o}i,i$  
四. 问题分析 HTm`_}G9  
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。 xjrL@LO#  
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。 ::cI4D  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 L{&Yh|}  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 EDF0q i  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 Ya!PV&"Z  
.CW,Td3f!  
五. 问题1:一致性 _E/  
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?| Q DKY7"H  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 4<f^/!9w  
g\iSc~%?  
struct holder Lnq CHe  
  { .4<lw  
  // f<'D?d)L^  
  template < typename T > HJlxpX$_  
T &   operator ()( const T & r) const _|;{{8*?  
  { z 8#{=e  
  return (T & )r; 7>AM zNj  
} D^f;X.Qm  
} ; ,,7hVw  
> -(Zx  
这样的话assignment也必须相应改动: e ]{=#  
( iJ /  
template < typename Left, typename Right > ^7=h%{ >=  
class assignment E, oR.B  
  { ,VzbKx,  
Left l; Zv8_<>e  
Right r;  ?H_>?,^  
public : \pP1k.~UnC  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 4Bt)t#0  
template < typename T2 > T!^v^m@>y  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } \+x#aN\  
} ; &(|Ot`el]v  
NR%_&%qQA  
同时,holder的operator=也需要改动: S/YHT)0x[  
\zOsq5}  
template < typename T > !lM.1gTTC  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const [Ov/&jD"  
  { :0bjPQj  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); z$M-UxY  
} 4`Jf_C  
J]Rh+@r.  
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。 ZQ-6n1O  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 m SO7r F  
^}J,;Zhu5  
return l(rhs) = r; .;(a;f+{;  
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。 #6pJw?[  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ,)VAKrSg  
{j4&'=C:  
template < typename Tp > G+I->n-s4  
class constant_t !:}m-iqQ1  
  { _c(h{dn  
  const Tp t; %:OX^ ^i;  
public : d\8j!F^=  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} TFz k5  
template < typename T > b%0@nu4  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const dh%DALZ8t  
  { V`1x![\  
  return t; HJd{j,M  
} QcjsQTAbk  
} ;  2 av=W  
7Rc>LI* '  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 6:Y2z!MLO  
下面就可以修改holder的operator=了 vjA!+_I6  
@twi<U_  
template < typename T > r >sXvzv  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const \c!e_rZ  
  { #CW{y?=  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); gN*b~&G  
} {xICR ~,*  
l j+p}dt  
同时也要修改assignment的operator() k"m+i  
t%@u)bp  
template < typename T2 > ~3%aEj  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } TKVS%//  
现在代码看起来就很一致了。 aEun *V^,  
]Z52L`k  
六. 问题2:链式操作 }VHvC"   
现在让我们来看看如何处理链式操作。 &MB1'~Q,hq  
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。 9Sl5jn  
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。 xmfZ5nVL  
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。 0;]VTz?P  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Tl+PRR6D*  
`P$X`;SwE  
template < typename T > 2+*o^`%4P  
struct result_1 05 .EI)7  
  { lwjA07 i  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 0WyOORuK  
} ; u<+"#.[2v~  
Ag&K@%|*  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: /_yAd,^-+  
h<n2pz}  
template < typename T > 5X uQQ!`  
struct   ref Yjl:i*u/  
  { 8A u W>7_  
typedef T & reference; }%^3  
} ; CioS}K  
template < typename T > \6pQ&an  
struct   ref < T &> Gh<#wa['}  
  { #F6M<V'  
typedef T & reference; BJ5^-|  
} ; ofsLx6Po  
b'vIX< g  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: _ D"S  
Vl'rO_?t  
template < typename T > /J(~NGT  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ;1>V7+/  
  { ZmJ<FF4  
  return l(t) = r(t); rqKK89fD'  
} ^b^buCYw  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 n]>L"D,  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 |3hNTH?  
#RKd >ig%  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Ds{DVdqA$c  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: LCe6](Z  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 FtDF}   
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 2tQ?=V(Di  
最后的布局是: _{GD\Ai_W  
                Add 9V;A +d,  
              /   \ E 0@u|  
            Divide   5 ]Y$jc  
            /   \ 8~O0P=  
          _1     3 B3I0H6O  
似乎一切都解决了?不。 O5:[]vIn  
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。 A+z}z@K  
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。 1DN  
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: jLw|F-v-l<  
-U;=]o1  
template < typename Right > ;qcOcm%  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const jHV) TBr  
Right & rt) const -a'D~EGB^  
  { Lzx/9PPYn  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); N9u {)u  
} _T;Kn'Gz(&  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Zm+GH^f'  
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。 98vn"=3  
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。 o)'06FF\$  
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。 :!FGvR6  
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。 @ *5+ZAF  
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? v"<M ~9T)  
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: H8m[:K]_H  
Ql,WKoj*  
template < class Action > <@y(ikp>  
class picker : public Action j9BcoEl:;  
  { 3ik~PgGoKQ  
public : }|nEbM]#  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Sae*VvT6  
  // all the operator overloaded N,*'")k9  
} ; <y#@v  G  
N37CAbw0  
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。 U? ;Q\=>  
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: #E#@6ZomT  
fVi[mH0=+  
template < typename Right > O8-Z >;  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const a%QgL&_5  
  { anORoK.  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .sb0|3&  
} M[e^Z}w.V  
g'EPdE  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > di<g"8  
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。 +;bZ(_ohG  
7 4hRG~  
template < typename T >   struct picker_maker 6t'.4SR  
  { 6B}V{2  
typedef picker < constant_t < T >   > result; G}aM~,v  
} ; X<f4X"y  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > n>)h9q S  
  { kZfj"+p_S  
typedef picker < T > result; c4bvJy8  
} ; .Vs|&c2im  
t&IWKu#  
下面总的结构就有了: >;}(? +|f  
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。 - <tTT  
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。 3w/z$bj  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Rk{vz|  
至此链式操作完美实现。 >xXq:4l>}  
9j5B(_J^  
XMaw:Fgr  
七. 问题3 z$VVt ?K  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 GY"c1 KE$  
:J+ANIRI  
template < typename T1, typename T2 > LCb0Kq}*/(  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const +^.xLTX`$  
  { Wxi;Tq9C@_  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 5H( ]"C  
} sGa "  
!|cM<}TF,  
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>}|  
B|=S-5pv*  
template < typename T1, typename T2 > ppeF,Q  
struct result_2 V2g"5nYT  
  { \\Z?v,XsS  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; SzG?m]  
} ; 46H@z=5  
sBNqg~HwB?  
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? }T53y6J#  
这个差事就留给了holder自己。 <d{>[R)  
    8sq0 BH  
8SCXA9}  
template < int Order > aaI5x  
class holder; YDgG2hT/2  
template <> cu#r#0U-  
class holder < 1 > CYM>4C~>JW  
  { e'fo^XQn[  
public : 6 I43a1[s  
template < typename T > GxE`z6%[  
  struct result_1 q^L"@Q5;  
  { +hs:W'`%  
  typedef T & result; +KIBbXF7  
} ; _9S"rH[  
template < typename T1, typename T2 > q~{O^,4S  
  struct result_2 *]DO3Zw'  
  { iZ( Jw Y  
  typedef T1 & result; 9|K :\!7  
} ; 0 Cyus  
template < typename T > Tq8U5#NF  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const uTy00`1  
  { tnq Zl S  
  return (T & )r; #=Whh 9-d  
} =n;LP#(h?  
template < typename T1, typename T2 > G%CS1#  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const +5%ncSJx  
  { <B+ WM  
  return (T1 & )r1; H<q z rO  
} tNAmA  
} ; >B.KI}dE  
uY3?(f#  
template <> sjHcq5#U!  
class holder < 2 > Q0L1!}w   
  { UAC"jy1D  
public : I1p{(fJ  
template < typename T > raM{!T:  
  struct result_1 UUvR>5@n  
  { oF s)UR  
  typedef T & result; xzf/W+.>.  
} ; ~e5E%bXxC  
template < typename T1, typename T2 > /8/N  
  struct result_2 ]Bz.6OR  
  { Z/OERO   
  typedef T2 & result; V\AF%=6}  
} ; `U>]*D68  
template < typename T > -8S Z}J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l?HC-_Pbh  
  { hS^8/]E={  
  return (T & )r; A|m0.'/   
} ]oKHS$W9  
template < typename T1, typename T2 > {Ut,xi  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const V}h)e3X  
  { $wk(4W8E  
  return (T2 & )r2; R l)g[s  
} Y*S(uqM  
} ; :S+Bu*OyH  
^[q/w<_j~  
1W7ClT_cQ  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 "_\77cqpTh  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 9CZ EP0i7  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: i~m;Ah,#  
&B$%|~Y5  
return l(i, j) = r(i, j); d 0:;IUG  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 0aYoc-( A  
e )]  
  return ( int & )i; =b Q\BY#  
  return ( int & )j; ^KQZ;[B  
最后执行i = j; :=K+~?  
可见,参数被正确的选择了。 gbu)bqu2x  
mqiCn]8G  
0 R>!jw  
O#)YbaE  
.gCun_td#  
八. 中期总结 qh6Q#s>tH  
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: |gfG\fL3V  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 | 8akp  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 @680.+Kw  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Uf|@h  
1:q`KkJx  
nDz.61$[  
, ksr%gR+  
9ol&p>  
RVr5^l;"  
九. 简化 1\/^X>@W{  
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。 *tl;0<n  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ",S146Y+  
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: ~@"H\):/  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 5W09>C>OC  
  +-*/&|^等 u_Xp\RJ  
2. 返回引用。 id>2G %Tx  
  =,各种复合赋值等 .F0Q< s9  
3. 返回固定类型。 h<g2aL21?F  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) VD+v \X_  
4. 原样返回。 |[$ TT$Fb  
  operator, OS=~<ba  
5. 返回解引用的类型。 +]e) :J  
  operator*(单目) caL \ d  
6. 返回地址。 a *nCvZ  
  operator&(单目)  wKbU}29c  
7. 下表访问返回类型。 8,)<,g-/=  
  operator[] 0*KL*Gn  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 QH kjxj  
  operator<<和operator>> Yd<9Y\W%?  
perhR!#J  
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。 9e;:(jl^  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: p R ! m  
|Pv)&'B"  
template < typename Left > k: z)Sw  
struct value_return $@~s O0q  
  { L$@qEsO  
template < typename T > c7]0 >nU;  
  struct result_1 m-Qy6"eW  
  { ?:+p#&I  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; Am >b7Z!  
} ; $ou/ Fn  
e1ExB#  
template < typename T1, typename T2 > $NBQv6#:  
  struct result_2 ~pwk[Q!  
  { /Nhc|x6zQ  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; x}OJ~Yk]  
} ; NOl/y@#  
} ; E=ObfN"ge  
$|I hO  
nHQWO   
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait !#PA#Q|cO  
(Y  
下面我们来剥离functor中的operator() MSe >1L2=  
首先operator里面的代码全是下面的形式: AH^ud*3F  
IB^vEY!`6_  
return l(t) op r(t) jM>;l6l  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) m:cWnG  
return op l(t) k8,s<m  
return op l(t1, t2) .RWq!Z=)3  
return l(t) op _D8:p>=  
return l(t1, t2) op _TbvQ Y  
return l(t)[r(t)] RG_6& A  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] }5}#QHF  
}-p-(  
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: -`1)yhS  
单目: return f(l(t), r(t)); -2Dgr\M  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); N({-&A.N  
双目: return f(l(t));  X*`b}^T  
return f(l(t1, t2)); 6Z;D`X,5  
下面就是f的实现,以operator/为例 "||' -(0  
Rpxg 5  
struct meta_divide {#z[iiB  
  { +a^0Q F-7  
template < typename T1, typename T2 > 1+xi1w}3a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) [=>[2Ty  
  { ]G,BSttD  
  return t1 / t2; zRB LkrC  
} a@! O}f*  
} ; a#&\65D  
$v=(`=  
这个工作可以让宏来做: }s.\B    
p@wtT"Y  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ y/"CWD/i  
template < typename T1, typename T2 > \ GYV%RD#  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rfV{+^T;  
以后可以直接用 B+2.:Zn6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 2>m"CG  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 ;6`7 \  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) (Vt5@25JW  
}*7Gq  
3w+ +F@(  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 ;bFd*8?;  
~l*[=0}  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Q fL8@W~e  
class unary_op : public Rettype @QDpw1;V'  
  { tZ:fh  p  
    Left l; z\Z+>A  
public : 2c3/iYCKP  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} WmE4TL^8?  
AA}+37@2I  
template < typename T > Iv?1XI=  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ix 5\Y  
      { [!4V_yOb  
      return FuncType::execute(l(t)); 1czU$!MV  
    } sAjN<P  
6ciA|J'MR  
    template < typename T1, typename T2 > LWV^'B_X-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const T;3B_ lu]  
      { R[H#a v  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); \M~uNWv|  
    } B XO,  
} ; |lh&l<=(f  
ULxgvq  
l;h5Y<A%?  
同样还可以申明一个binary_op *7),v+ET  
GZ.KL!,R!  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > @`HW0Y_:  
class binary_op : public Rettype aQV?}  
  { KD'}9{F,  
    Left l; j{H IdP  
Right r; ;kD Rm'(  
public : 0I*{CVTQj  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Nb\B*=4AR  
2 y& k  
template < typename T > f5'vjWJ30  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :*J!  
      { +<WNAmh   
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Z;6?,5OSc  
    } `(~oZbErM  
8>DX :`  
    template < typename T1, typename T2 > cq8JpSB(  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3*eS<n[uG  
      { E-#C#B  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); b3q&CJ4|  
    } /=KEM gI?  
} ; "4.A@XsY  
![m6$G{y  
ilQt`-O!  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 //yz$d>JN  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 COA>y?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 8/-hODoT_  
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。 5B;;{GR  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 9\%`/tJM  
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。。。 #}[NleTVt  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 aQ0pYk~(  
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) ?qbq\t  
下面是修改过的unary_op ]x6r P  
] m #*4  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > v+'*.Iv:  
class unary_op `Cz_^>]|=  
  { KR>o 2  
Left l; :71St '  
  [f=Y*=u9,  
public : 1/c+ug!y  
B9]bv]  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]i8t  
.v['INK9  
template < typename T > o RK:{?Y  
  struct result_1 %t]{C06w+{  
  { Z5[g[Q  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Ce} m_  
} ; Uf~5Fc1d =  
LB^xdMXi  
template < typename T1, typename T2 > MZ>Q Rf  
  struct result_2 jH37{S-  
  { eCG{KCM~_Z  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; mnU8i=v0 A  
} ; p+${_w>pl{  
euET)Ccq  
template < typename T1, typename T2 > b T** y?2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cpphnGj5  
  { C9eisUM  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); dAi.^! !  
} WLCr~r^  
n39EKH rm%  
template < typename T > _U Y5  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const cuL/y$+EY  
  { u"DE?  
  return OpClass::execute(lt(t)); CM)V^k*  
} ?3<Y/Vg%c  
Fp>nu_-"  
} ; LXf|n  
40 zO4  
mcxD#+H 3  
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 )QI#szv6  
好啦,现在才真正完美了。 7nZ3u _~  
现在在picker里面就可以这么添加了: imyfki $B  
_Zxo <}w}y  
template < typename Right > >".@;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const -cP1,>Ahv  
  { 0+AMN-  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); N\Ab0mDOV.  
} y8 dOx=c  
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。 wqgKs=y  
Q|G|5X  
`)TgGny01  
$}=r 45e0K  
M%7|7V<o)^  
十. bind AsI.8"  
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。 'a"Uw"/p[  
先来分析一下一段例子 uYijzHQyD  
3!i{4/  
{"db1Gbfg  
int foo( int x, int y) { return x - y;} '30JJ0  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 w^}* <q\  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 j3j^cO[8v  
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。  gOy{ RE  
我们来写个简单的。 o Va[  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: bl\;*.s'  
对于函数对象类的版本: :bXTV?#0  
t|*UlTLm  
template < typename Func > G^#? ~  
struct functor_trait [C@ Ro,mI  
  { mB%m<Zo\U  
typedef typename Func::result_type result_type; ( geV(zT  
} ; N]&hw&R{Q  
对于无参数函数的版本: ruy?#rk  
Y\F4  
template < typename Ret > CiTWjE?|7  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 9fsc>9  
  { Z 4c^6v  
typedef Ret result_type; upFe{M@  
} ; 3;R`_#t+  
对于单参数函数的版本: $paE6X^  
zbfe=J4c  
template < typename Ret, typename V1 > m3XT8F*&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > (Z8wMy&:  
  { V(Oi!(H;v  
typedef Ret result_type; S(0JBGC  
} ; 7mL1$i6=  
对于双参数函数的版本: aj-:JTf  
.GWN~iR(  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > u@Bgyt7Y  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ](`:<>c  
  { AG"iS<u  
typedef Ret result_type; &LQfs4}a,  
} ; ,2P /[ :  
等等。。。 ^Zlbs goZ  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy m; PTO$--  
^BP4l_rO9  
template < typename Func > 1+Vei<H$  
struct func_return MPLeqk$;  
  { ${`q!  
template < typename T > &?k`rF9  
  struct result_1 ){w!< Lb  
  { a&[>kO  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ]NKz5[9D  
} ; <ILi38%Y  
oUB9)C~  
template < typename T1, typename T2 > mFE7#OM  
  struct result_2 >"Zn# FY  
  { {_ZbPPh;M"  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; nFwdW@E9  
} ; =.,XJIw&  
} ; |@hyGu-H+  
@Y#TWt#  
^b*ub(5Ot  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 z]j_,3Hff  
eGo$F2C6E  
template < typename Func, typename aPicker > fqn;,!D?9  
class binder_1 N<QLvZh  
  { WrR8TYq9D]  
Func fn; {(h!JeQ  
aPicker pk; 7 *4i0{]  
public : <lWBhrz  
~u r}6T  
template < typename T > x_= 3 !)  
  struct result_1 A64c,Uv  
  { |xpOU*k  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; " pL5j  
} ; uC2 5pH"  
+\J+?jOC4S  
template < typename T1, typename T2 >  0 - u,AD  
  struct result_2 CC]q\%y-_  
  { !@> :k3DC&  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1119YeL  
} ; WctGhGH  
P+,YWp  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} #*G}v%Ow/u  
>jc17BJq  
template < typename T > =BzBM`-o  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const q4Y'yp`?K;  
  { UO-,A j*wW  
  return fn(pk(t)); %gTY7LIe1z  
} I!.-}]k  
template < typename T1, typename T2 > UBx0Z0Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Ua+Us"M3}  
  { >8injW3 52  
  return fn(pk(t1, t2));  8vUq8[[  
} "p&4Sn3T2?  
} ; TH+TcYqO  
DMT2~mh  
5 gwEr170  
一目了然不是么? ) 3I|6iS  
最后实现bind YV6w}b:  
kb'l@d#E  
D \boF+^  
template < typename Func, typename aPicker > dkZ[~hEQG-  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) Rtai?  
  { }$:ha>  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); EtDzmpJR>  
} O! w&3 p  
?$b*)<  
2个以上参数的bind可以同理实现。 7[8d-Sf24{  
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。 g]._J  
&l W~ot1,  
十一. phoenix 7Y^2JlZu=  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 'zuA3$SR  
dV"Kx  
for_each(v.begin(), v.end(), &I/C^/F&  
( i.+#a2   
do_ >  !WFY  
[ 3 FLht L  
  cout << _1 <<   " , " 2O`s'&.h  
] ;zi4W1  
.while_( -- _1), OP DRV\  
cout << var( " \n " ) "9;Ay@'B  
) vFK(Dx  
); SuA`F|7?P  
Gdlx0i  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: r D|Bj(X8  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor +VHo YEW  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 `~LaiN.  
那么我们就照着这个思路来实现吧: }k6gO0z  
58Z,(4:E  
_i0,?U2C  
template < typename Cond, typename Actor > s?&UFyYb,  
class do_while <2PO3w?Z  
  { +4K'KpFzZ  
Cond cd; ra{HlB{  
Actor act; >orDw3xC  
public : {^Q1b.=  
template < typename T > >8DZj&j  
  struct result_1 AHTQF#U^  
  { 200Fd8Ju  
  typedef int result_type; PJ'@!jx  
} ; 0,m@BsK  
AkBEE  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} m# I  
G88g@Exk  
template < typename T > K<"Y4O#]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 9 icy&'  
  { T28Q(\C:}  
  do wTVd){q`.  
    { 50`<[w<J q  
  act(t); vv`,H~M6  
  } K$~Ja  
  while (cd(t)); \@*D;-b  
  return   0 ; fngk<$lvg  
} !*=+E%7  
} ; 1.q a//'RW  
%;YERO!  
fvw&y+|y!  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). :JG2xtn  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 YDiru  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 hkR Jqta)  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 SWMi+)  
下面就是产生这个functor的类: qISzn04  
 ?r(Bu  
wfBf&Z0{  
template < typename Actor > RQd5Q.  
class do_while_actor ~@EBW3>~5  
  { Rs1JCP=d8  
Actor act; "\x\P)j0>  
public : #Pq.^ ^  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Z$ Mc{  
Tg#%5~IX  
template < typename Cond > 2ee((vO&  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; x '`L( C  
} ; t+ O7dZt%r  
sqk$q pV6  
,2^zX]dgM  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 (ysDs[? \  
最后,是那个do_ |[ ,|S{  
jxA*Gg3cT5  
c^BeT;  
class do_while_invoker X5Ff2@."y|  
  { K7gqF~5x~  
public : N+0`Jm  
template < typename Actor > <!.Qn Y  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 5SmgE2}  
  { 1N\-Ku  
  return do_while_actor < Actor > (act); 9N{"ob Z  
} &io*pmUm6  
} do_; -S *MQA4  
@1G`d53N  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧?  Q~AK0W  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 8i?h{G IMV  
最后来说说怎么处理break和continue FVS@z5A8<=  
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。 D}:M0EBS  
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