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
  • 4685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 U?Icyn3q0  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 -}2e+DyAy  
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, Pxm~2PAm  
o+Kh2;$)  
;P4tqY@  
ym)`<[T  
  class filler Z ]WA-Q6n  
  { 9ApGn!`  
public : E$8 4c+  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} /!Kl  
} ; 7Y(ySW  
L]HYk}oD.  
tqo!WuZAj  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: Z'sO9Sg8>  
?*8HZ1m#  
5Pl~du  
,0Y5O?pu\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 4?^t=7N  
F DCHB~D  
c;e2= A  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Bswd20(w  
|+MV%QG;  
P>t[35/1  
U)N_/  
二. 战前分析 6|D,`dk3U  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 VX;tg lu2  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 %Sdzr!I7*  
~|~j01#  
8oj-5|ct  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); H-,RzL/  
  /* --------------------------------------------- */ ){oVVLs  
vector < int *> vp( 10 ); W}5H'D  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _(8HK  
/* --------------------------------------------- */ h7S&tW GU  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); wB;'+d&  
/* --------------------------------------------- */ q:1_D>  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); z!I(B^)BkT  
  /* --------------------------------------------- */ 5Y8/ZW~D0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); R]Q4+  
/* --------------------------------------------- */ 5PQs1B  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); =Jx,.|Bf  
E*Q><UU  
zoV-@<Eh  
L. xzI-I@D  
看了之后,我们可以思考一些问题: SAEr$F^  
1._1, _2是什么? &n:F])`2  
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。 SdfrLdi}Y  
2._1 = 1是在做什么? ]{[VTjC7rY  
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。 Z<#beT6  
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。 .#b!#   
$bU|'}QR  
t'EH_ U  
三. 动工 &:` 7  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: ^E7>!Lbvx  
?)cNe:KY  
9J?G"JV?  
RkJ\?  
template < typename T > sS$- PX C  
class assignment {[4Y(l1  
  { o " x& F  
T value; [D H@>:"dd  
public : {O,Cc$_  
assignment( const T & v) : value(v) {} ]AGJPuX  
template < typename T2 > N+?kFob  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } N3nk\)V\E  
} ; 1b'1vp  
WQ]~TGW  
9k^;]jE  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 K`@GN T&  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment eb)S<%R/  
Q H%{r4  
OwQ 9y<v  
3 SQ_9{  
  class holder OX ?9 3AlG  
  { >29eu^~nh  
public : Z<|ca T]Q(  
template < typename T > P$)9osr  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const x c-=;|s  
  { 56o?=|  
  return assignment < T > (t); dxkXt  k  
} (iK0T.  
} ; ,F J9C3  
X./4at`  
>:s.` jV<  
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: VYhZ0;' '  
{nbD5 ?   
  static holder _1; E YUr.#:  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 #TUsi,jG  
~ S R:,R  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); XQk9 U  
而不用手动写一个函数对象。 H+; _fd  
sf?D4UdIH  
;1cX|N=  
/s=TLPm  
四. 问题分析 1C=}4^Pu  
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。 L `+\M+  
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。 E<a~ `e  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 KTk%N p  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 =? xA*_^  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 B{|P}fN5}  
c*_I1}l  
五. 问题1:一致性 _-Aw`<_*-  
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?| -)?~5Z   
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 5-w6(uu  
A{;b^ IK  
struct holder 3u7E?*{sH  
  {  ?S0VtHQ  
  // ;2}0Hr'|  
  template < typename T > 6[c LbT0  
T &   operator ()( const T & r) const $+ZO{ (  
  { tGD$cBE  
  return (T & )r; ;'pEzz?k"  
} ~?6V-m{>#  
} ; tZ=BK:39\  
0sq/_S  
这样的话assignment也必须相应改动: &^4W+I{H  
.d9VV&  
template < typename Left, typename Right > (>>pla^  
class assignment 1(!QutEb  
  { [ WZ<d^L  
Left l; G_[|N>  
Right r; *Yvfp{B  
public : $Kb-mFR  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 788q<7E  
template < typename T2 > ,+*8 @>c  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } r,MgIv(L  
} ; iAT&C`,(&  
#0L :h ?L  
同时,holder的operator=也需要改动: !HqIi@>8  
,US~p_M!  
template < typename T > "~7| !9<  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const *=S\jek  
  { 4^alAq^  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); PKfxL}:"8  
} =o_d2 Ak  
^=D77 jS  
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。 _ZD)#?  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 +B_q? 6pR  
Roy`HU ;0a  
return l(rhs) = r; rQ*'2Zf'<  
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。 JO7IzD\  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: nUhD41GJ  
-j]r\EVKS  
template < typename Tp > `U!eh1*b  
class constant_t ED"5y  
  { Y#{KGVT<  
  const Tp t; ',6QL4qV/  
public : M5exo   
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 2v`VtV|B  
template < typename T > CHWyy  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const HC4ad0Gs+{  
  { ~@BV  
  return t; vo uQ.utl  
} .(CzsupY_q  
} ; tmK@Veb*a'  
k'%c|kx8U  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 p`Omcl~Q  
下面就可以修改holder的operator=了 +2B{"Czm  
k%:]PQjYT  
template < typename T > #&r^~>,#L-  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const AWQwpaj-  
  { dm.?-u;C  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Ej'a G   
} 1oj7R7  
Ax0u \(p<^  
同时也要修改assignment的operator() qg:1  
N_q7ip%z  
template < typename T2 > pR 1v^m|  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); }  vxr3|2`  
现在代码看起来就很一致了。 :XBeGNI*#  
l%fnGe` _  
六. 问题2:链式操作 8,dCx}X  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 0NpxqeIDY  
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。 yql+N[  
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。 og. dYs7W4  
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。 Zf]d'oW{/  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct TDtk'=;  
z ;y2 2  
template < typename T > yn!LJT[~2  
struct result_1 c !P9`l~MQ  
  { CL9p/PJ%e  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; evg i\"  
} ; z~o%U&DO}  
AZl|; y  
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: %Dsa ~{  
V}pw ,2s  
template < typename T > RS<c&{?  
struct   ref y"$|?187x  
  { ./5|i*ow  
typedef T & reference; wzo-V^+q  
} ; fRaVY`|wK  
template < typename T > b%,5B  
struct   ref < T &> A{9Hm:)  
  { |%&WYm6&#  
typedef T & reference; jW2z3.w  
} ; pl q$t/.U;  
VC>KW{&J0  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: dldM h T$  
nm %ka4  
template < typename T > Rc?wIL)  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const G*ym[  
  { pgU54 Ef  
  return l(t) = r(t); te" 8ZmJ  
} 4d0PW#97.  
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。 vWe)cJ  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 s( Kf%ZoE  
"St,4 b  
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 _QY0j%W  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 8"8sI  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 x*BfRj  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 1K^/@^  
最后的布局是: 1/a*8vuGh  
                Add x3wyIio*  
              /   \ tEiN(KA!5  
            Divide   5 Y/gVyQ(  
            /   \ QnaMjDh$6  
          _1     3 <Er|s^C  
似乎一切都解决了?不。 -BQM i0  
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。 (zJ TBI'  
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。 !R{L`T0  
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: ']Y:f)i#  
T`a [~:  
template < typename Right > /MQd[03]  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 2$[u&__E  
Right & rt) const ru'Xet  
  { xOTm-Cm9L  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); .%WbXs  
} u@|GQXC  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 /Pg66H#RUf  
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。 2{+\\.4Evk  
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。 J&8l1{gd  
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。 zq{L:.#ha  
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。 p+9vSM #  
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? J"6_H =s   
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: =x/]2+ s  
[2)Y0; ["  
template < class Action > a&XURyp  
class picker : public Action !i)?j@D  
  { %0:  (''  
public : 4~G9._  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Z"e|DP`  
  // all the operator overloaded >-y'N.l^  
} ; ) I-8 .  
.]v8W51Y  
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。 V-7!)&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: <FGNV+?%e  
J]N-^ld\\  
template < typename Right > 4!/{CGP  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const A`X$jpAn&  
  { ] MUuz'<  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); P_&2HA,I  
} 3ufUB^@4v  
5zfaqt`  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > KS(s<ip|  
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。 {CQA@p:Y}  
lQ! 6n  
template < typename T >   struct picker_maker !u\X,.h  
  { n~K_|  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Q4c>gds`  
} ; s{IycTbz  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > )5&w  
  { l)XzU&Sc~  
typedef picker < T > result; oWx! 'K6]V  
} ; Y#?Sqm(  
x8zUGvtQ  
下面总的结构就有了: 5<ery~q  
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。 _4.`$n/Z  
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。 f>p;Jh{2fn  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 =P0~=UP  
至此链式操作完美实现。 bh uA,}  
J,+| Fb  
G.T}^ xHmL  
七. 问题3 0%'&s)#  
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。 ^(UL$cQ>  
'H*S-d6V  
template < typename T1, typename T2 > -] J V  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3( AgUq  
  { bX5>qqB]  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 1{nXmtvr  
} Y}nE/bmx&9  
 eCk}B$ 2  
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: |3"'>* J  
BhdJ/C^  
template < typename T1, typename T2 > FeSe^^dW  
struct result_2 M@s2T|bQw  
  { L F Z  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; +XFF@h&=t  
} ; &IOChQ`8P  
:[\}Hn=  
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? #Q$9Eq8"[  
这个差事就留给了holder自己。 /Pi{Mv eZM  
    [",W TZ:  
=wI ,H@  
template < int Order > uF@Q8 7G  
class holder; 8~rD#8`6j  
template <> I.q nA  
class holder < 1 > S G]e^%i  
  { 0Ba-VY.H  
public : t[iE >  
template < typename T > 0P%(4t$pd  
  struct result_1 gt'0B-;W  
  { i (L;1 `  
  typedef T & result; I&R4.;LW  
} ; ha3 Qx  
template < typename T1, typename T2 > yWt87+%T  
  struct result_2 V\)@Yk2  
  { 6^UeEmjc  
  typedef T1 & result; ).-B@&Eu%  
} ; 0'z$"(6D  
template < typename T > !*+~R2&b  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Yz.[CmdX  
  {  SvDVxK  
  return (T & )r; GG%j+Ed  
} *4]I#N  
template < typename T1, typename T2 > EV2whs2g  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *9?-JBT&F  
  { ~~:i+-[  
  return (T1 & )r1; G~u94rw|:  
} 4J-)+C/edx  
} ; K^s!0[6  
']A+wGR&r  
template <> i<)c4  
class holder < 2 > {$O.@#'  
  { q=UKL`;C}U  
public : [g_f`ZJ=  
template < typename T > p4HX83y{  
  struct result_1 gWgYZX  
  { Q[`_Y3@j  
  typedef T & result; QfT&y &  
} ; !Edc]rg7  
template < typename T1, typename T2 > pmIQD"  
  struct result_2 FeLWQn/aV6  
  { 9(ANhG  
  typedef T2 & result; ##1[/D(  
} ; MP;7 u%   
template < typename T > Dr,{V6^  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const Fgt/A#`fz  
  { v[35C]gS  
  return (T & )r; /Q})%j1S0  
} O2ety2}?f  
template < typename T1, typename T2 > 4N*Fq!k~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const l|U=(aA]h  
  { mi%d([)%<  
  return (T2 & )r2; |giK]Z  
} SDDs}mV  
} ; 8WfF: R;  
5pE[}@-c9  
T3%yV*F,  
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> >。 ?Z*LTsPr  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: y{U'\  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: "7Zb)Ocb  
%HwPOEJ  
return l(i, j) = r(i, j); y%`^* E&  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 6hAeLlU1  
mY#[D; mUe  
  return ( int & )i; e=1&mO?  
  return ( int & )j; L ?4c8!Q  
最后执行i = j; _"##p  
可见,参数被正确的选择了。 gWv/3hWWB  
@H1pPr  
{cq; SH  
:$dGcX}  
E3_EXz9 h  
八. 中期总结 j?[fpN$  
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: AX<TkS@wjb  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }!lLA4XRr  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 kO~xE-(=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor n M,m#"AI  
W446;)?5  
@,pO%,E6  
l4|bpR Cp  
Yg<o 9x$  
`c(,_o a{  
九. 简化 .e"De-u  
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。 b4S7 Q"g  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 ) m%ghpX  
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: 9k&lq$  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 u}qfwVX Z  
  +-*/&|^等 DIkD6n?V  
2. 返回引用。 :sk7`7v  
  =,各种复合赋值等 %:YON,1b=7  
3. 返回固定类型。 ~EpMO]I  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ^['%wA%  
4. 原样返回。 ov*zQP  
  operator, Ga+\b>C  
5. 返回解引用的类型。 fw|r{#d  
  operator*(单目) XDz![s  
6. 返回地址。 D8paIp  
  operator&(单目) <!-8g!  
7. 下表访问返回类型。 ( y'i{:B  
  operator[] 4YXtl +G  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 xJJlVP  
  operator<<和operator>> y? )v-YGu  
mQ('X~l  
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。 -TjYQ  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: eLL> ThMyW  
yL_-w/a  
template < typename Left > $6Nm`[V  
struct value_return  ]i=-/  
  { 2fFNJ  
template < typename T > Q^b_+M  
  struct result_1  A5F< <  
  { lWd)(9K j  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; =}Bq"m  
} ; 7.hVbjy'-  
S%kE<M?  
template < typename T1, typename T2 > N@58R9P<p  
  struct result_2 `IFt;Ja\6  
  { v}+axu/?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ](x4q  
} ; G5kM0vs6L  
} ; R^f~aLl  
nw Or  
|hiYV  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait +}I[l,,xy  
9K Ih}Q@P  
下面我们来剥离functor中的operator() pvDr&n9  
首先operator里面的代码全是下面的形式: HJ !)D~M{  
zVGjXuNa  
return l(t) op r(t) 42Tjbten_u  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) zi:GvTG  
return op l(t) /49PF:$?  
return op l(t1, t2) r*0a43mC1  
return l(t) op U@ALo  
return l(t1, t2) op `(_cR@\  
return l(t)[r(t)] &:S_ewJK7  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] N+"Y@X yg  
"5synfO  
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: eW1$;.^  
单目: return f(l(t), r(t)); {5#P1jlT  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); dY;^JPT  
双目: return f(l(t)); `[jQn;  
return f(l(t1, t2)); dV<M$+;s]  
下面就是f的实现,以operator/为例 mE}``  
wI1[I  
struct meta_divide {iYu x;(  
  { Y)hLu:P]  
template < typename T1, typename T2 > Q7N4@w;e  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) gK-:t  
  { /21d%T:}  
  return t1 / t2; })M$#%(  
} |n}W^}S5  
} ;  --Dw  
PC.$&x4w1  
这个工作可以让宏来做: awHfd5nRS  
/A9Mv%zjk  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ nbMH:UY,J  
template < typename T1, typename T2 > \ Jk}L+X vv  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rPaD#GA[7  
以后可以直接用 #E{aN?_  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 6mep|![6  
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 bhOyx  
(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。。。) 5y(irbk7  
28f-8B  
5caYA&R  
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 N>/*)Frt  
[YHvyfk~_  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > tmRD$O%:  
class unary_op : public Rettype cEsBKaN  
  { 79s6U^vv"  
    Left l; (e= ksah3>  
public : s|pb0  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ~XsS00TL`G  
q-o=lU"  
template < typename T > #_2V@F+,  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ?uU0NKZA  
      { d%t]:41=Z  
      return FuncType::execute(l(t)); umcbIi('  
    } $- =aqUU  
KfG%#2\G_  
    template < typename T1, typename T2 > _8 vxb  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const bjm`u3 A  
      { \#LKsQa  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ,*E%D _  
    } J}._v\Q7P  
} ; @tEVgyN  
E;VBoN [  
;FMK>%Zq  
同样还可以申明一个binary_op thipfS  
%f6l"~y  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w?jmi~6  
class binary_op : public Rettype  7z<!2  
  { /nv1 .c)k  
    Left l; reu[}k~  
Right r; IH\k_Yf#u  
public : u8+<uWB  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} iUS379wM}  
v 0rX/ mj  
template < typename T > k{c~  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }2`S@Rq.WW  
      { By3dRiM=,2  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); kgr:8 5  
    } O3bK>9<K  
`Jm{K*&8Q  
    template < typename T1, typename T2 > oxO}m7 ULH  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const oq8~PTw  
      { K8|6r|x  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); g?`D8  
    } II>X6  
} ; Y0s^9?*  
1Y}gki^F  
"Y(S G  
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 R^1= :<)C  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 P%ZWm=lg  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) GdG%=+  
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。 |i|YlWQS  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ?#04x70  
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。。。 Rn(|  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 a Q`a>&R0  
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) mNb+V/*x3  
下面是修改过的unary_op <i]%T~\Af)  
m+OR W"o  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > $XyGCn  
class unary_op }Lb];hww1  
  { Wv=L_E_  
Left l; Z]w_2- -  
  cb'8Li8,j  
public : wTIf#y1=9  
-)y"EJ(N  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} ;Jx ^  
OR?8F5o?p  
template < typename T > /jj!DO#  
  struct result_1 _x UhDu%  
  { ]"/ *7NM  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ,l0s(Cg  
} ; GExG1n-  
5Qy,P kje  
template < typename T1, typename T2 > f1=8I_>=  
  struct result_2 uUc[s"\  
  { -F8%U:2a  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3g-}k  
} ; tCc}}2bC&  
;A- Ef  
template < typename T1, typename T2 > 6\::Ku4_2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dcHkb,HsO  
  { >$R-:>~zN  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); jDXmre?  
} _ORW'(:Z  
^+GN8LUs  
template < typename T > ?7G[`@^Y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p%3';7W\  
  { #(  kT  
  return OpClass::execute(lt(t)); b]|7{yMV  
} TS UN(_XGW  
>@oO7<WB  
} ; S?Eg   
9 z3Iwl  
j<l>+., U  
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 E>4 \9  
好啦,现在才真正完美了。 )$th${pd#v  
现在在picker里面就可以这么添加了: Uj!L:u2b  
W]M[5p]*  
template < typename Right > N#[/h96F  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const JBoo7a1  
  { X0!48fL*  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ;nh7Elk  
} |#-Oz#Eg'  
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。 UI!EIZ*~  
G53!wIW2:  
NEGpf[$  
4tu2%Og)?  
7,+:Q Y@  
十. bind )%MB o.NL  
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。 rcyH2)Y/e  
先来分析一下一段例子 _@^msyoq  
jXW71$B  
4cV(Z-\  
int foo( int x, int y) { return x - y;} *S=v1 s/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 }'@*Olj  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 ~?L. n:wu  
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。 i, )kI  
我们来写个简单的。 F'*{Fk h  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: ;c;;cJc!  
对于函数对象类的版本: Q7Dkh KT  
fqF1 - %  
template < typename Func > Y: byb68  
struct functor_trait eA+6-'qN  
  { 0&mz'xra  
typedef typename Func::result_type result_type; Zmp ^!|=X!  
} ; 5 |>jz `  
对于无参数函数的版本: > 5 i8 %r  
5TnECk  
template < typename Ret > #v~5f;[AAs  
struct functor_trait < Ret ( * )() > xknP `T  
  { =E,*8O]  
typedef Ret result_type; sX**'cH  
} ; Fe/*U4xU  
对于单参数函数的版本: TnKe"TA|9  
;e[-t/SI  
template < typename Ret, typename V1 > P"xP%zqo  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > O^IpfS\/  
  { R_H di~ k  
typedef Ret result_type; kj-S d^  
} ; bF}~9WEa  
对于双参数函数的版本: `U;4O)`n  
Nz]\%c/-  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > xUeLX`73  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  F-ijGGL#  
  { |~Z+Xl a  
typedef Ret result_type; M"V?fn'  
} ; UCq+F96j  
等等。。。 w-\GrxlbX  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy J@)6]d/,  
QGYmQ9m{kL  
template < typename Func > Wm"W@LPx5  
struct func_return Tlf G"HzZ%  
  { R_ Z H+@O  
template < typename T > #nu?b?X'  
  struct result_1 fYH%vr)  
  { zx\?cF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; YxsW Y7J  
} ; g@S"!9[;U  
G_X'd  
template < typename T1, typename T2 > hZyz5aZ)K  
  struct result_2 9cj:'KG)!  
  { \Hy~~Zh2  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; W/&cnp\  
} ; OP>'<FK   
} ; fwOvlD&e  
] ^.#d  
jLZ~9FXF2  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ^Ji5)c  
,c7 8O8|  
template < typename Func, typename aPicker > rt."P20T  
class binder_1 Z!ub`coV[  
  { 0h#' 3z<  
Func fn; Gh@QR`xxc  
aPicker pk; c"fnTJXr79  
public : q,+d\-+  
_STN^   
template < typename T > P/0n) Q  
  struct result_1 j4Lf6aUOX  
  { y=q\1~]Z  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; )TV'eq  
} ; >0u4>=#  
\5O4}sm$*  
template < typename T1, typename T2 > zQD$+q5h  
  struct result_2  4INO .  
  { F7L+bv   
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4egq Y0A  
} ; & XcY|y=W  
/(XtNtO*  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} S^~GI$  
>D*L0snjV  
template < typename T > +]Ydf^rF  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :uqsRFo&4  
  { N0/DPZX7  
  return fn(pk(t)); ?mrG^TV^+r  
} /Wk\ 6  
template < typename T1, typename T2 > LUJKR6oT{>  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  :3u>%  
  { Eiwo== M  
  return fn(pk(t1, t2)); #=+d;RdlW  
} XG*Luc-v  
} ; 6x6PP}IX  
`&j5/[>v  
?!8M I,c/  
一目了然不是么? r1xN U0A  
最后实现bind V[A uw3)  
NtSa# $A  
)CEfG  
template < typename Func, typename aPicker > ~x`OCii  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) !SEg4z  
  { Svy bP&i|  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); BEN=/ v  
} hcwKi  
LbvnV~S  
2个以上参数的bind可以同理实现。 G' Jsk4:c  
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。 Al6)$8]e   
oJ>]=^?k  
十一. phoenix k)dLJ<EM  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: OZs^c2 W  
t-i;  
for_each(v.begin(), v.end(), KR%DpQ&{'  
( @'s^  
do_ -AJe\ J 2  
[ 591Syyy  
  cout << _1 <<   " , " CR&v z3\Q  
] -dZ7;n5&_  
.while_( -- _1), 0vt?yD  
cout << var( " \n " ) R/xeC [r  
) MAQkk%6[g  
); E"nIC,VZ  
`(.K|l}  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: PiP\T.XANa  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor y2 yW91B,  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 OT&J OTk\  
那么我们就照着这个思路来实现吧: hK&jo(V  
9v8{JaI3  
TE3A(N'  
template < typename Cond, typename Actor > -y)ij``VY  
class do_while }RDGk+x7|  
  { oxha8CF]D  
Cond cd; >7p?^*&7;  
Actor act; u-$(TyDEl|  
public : vzd1:'^t  
template < typename T > $&I##od  
  struct result_1 S{zi8Oc6  
  { :4;ZO~eq!  
  typedef int result_type; F /IXqj  
} ; B{PI&a9~s%  
M6[&od  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} &2d^=fih  
K}L-$B*i  
template < typename T > bb`GV  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const {.K >9#^m  
  { 'C)`j{CS  
  do W MU9tq[  
    { )xy1 DA  
  act(t); (:4N#p  
  } uK2MC?LP  
  while (cd(t)); b*\K I  
  return   0 ; ! av B&Z  
} ?k CK$P  
} ; D .oX>L#:  
^y]CHr  
o['HiX  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). aqSHo2]DX9  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 ^OnU;8IC  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 \!Cix}}1  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 Gt3V}"B3\  
下面就是产生这个functor的类: D pI)qg#>V  
n*D-01v YP  
XXBN Nr_CK  
template < typename Actor > ^$}9 Enj+Y  
class do_while_actor 6sJN@dFA  
  { : 9wW*Ix  
Actor act; oi^2Pvauh  
public : 33z)F  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^1sX22k  
f 0A0uU8y  
template < typename Cond > $!)Sgb  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ^I*</w8  
} ; /g BB  
,u8)g; 8s  
G1=GzAd$5  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 $T.we+u  
最后,是那个do_ <csz4tL}P  
BU(:6  
xb1 i{d  
class do_while_invoker >~8;H x].d  
  { ;[V_w/-u  
public : _w0t+=&  
template < typename Actor > ^1^k<  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const :L*"OT7(6  
  { #Drs=7w  
  return do_while_actor < Actor > (act); T[]2]K[&B  
} e33j&:O  
} do_; 9JYrP6I!_  
#Mkwd5S|L  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? [%7y !XD  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ZG:#r\a  
最后来说说怎么处理break和continue ACm9H9:Vd  
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。 ^ ]02)cK  
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