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
  • 3810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 x~z 2l#ow  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 }B.C#Y$@  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, hPH7(f|c{g  
GJ$,@  
4NzHzn  
t.TQ@c+,J  
  class filler oe<Y,%u"6  
  { hh{liS% 10  
public : OH(+]%B78  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} sg y  
} ; M#p,Z F  
K_xOY *  
=1(BKk>  
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: Qi}LV"&L  
sDC RL%0QK  
?|/}~ nj7  
f:SF&t*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); }:irjeI,  
|)_R bqZ  
%xruPWT:k  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 &Y>u2OZ  
-$q/7,os  
|{nI.>  
LKZI@i)  
二. 战前分析 5zGj,y>u  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 aVb]H0  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 *l^'v9  
d7P @_jO6  
ba ?k:b  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); vB{b/xmah  
  /* --------------------------------------------- */ ?uN(" I  
vector < int *> vp( 10 ); )-{~7@yqZ  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); a8 1%M  
/* --------------------------------------------- */ rifxr4c[X>  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); `lhLIQ'j  
/* --------------------------------------------- */ <j#EyGAV  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); -T8 gV1*(<  
  /* --------------------------------------------- */ 1sJN^BvuG  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); ("6W.i>  
/* --------------------------------------------- */ H-W) Tq_?-  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); m0"\3@kB  
t;]egk  
bM-Rj1#Lo  
s*f.` A*)  
看了之后,我们可以思考一些问题: 12a #]E  
1._1, _2是什么? ihWz/qx&q  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。  R'/wOE2  
2._1 = 1是在做什么? )8SP$  
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。 {+:XVT_+  
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。 &>{>k<z  
m{ fQL  
ar|[D7Xrq\  
三. 动工 c5R{Sl  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: [//f BO  
\sd"iMEi  
C":\L>Ax  
DO1{r/Ib.{  
template < typename T > }hYE6~pr  
class assignment 02[II_< 1  
  {  G{.+D2  
T value; gxM8IQ  
public : "~<~b2Y"5  
assignment( const T & v) : value(v) {} jVIpbG4 4  
template < typename T2 > zIFL?8!H9{  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } N -]PK%*  
} ; .}N^AO=  
=fG8YZ(  
PNgMLQI6  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ai4^NJn  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment _vH!0@QFU  
.M2&ad :  
%Be[DLtE"  
6sl<Z=E#  
  class holder VWy:U#;+8  
  { XB-|gPk  
public : j*4S]!  
template < typename T > b]BA,D 4  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 7V (7JV<>  
  { =bWq 3aP)P  
  return assignment < T > (t); _kN%6~+U  
} )c/y07er  
} ; )`mF.87b&h  
o$VH,2 QF  
>;v0zE  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: zI!R-Nb  
"v!HKnDT  
  static holder _1; v6?\65w,|  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 m 1i+{((  
yQ{_\t1Wd  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [9om"'  
而不用手动写一个函数对象。 /'6[*]IZP  
9Fx z!-9m  
hX%v`8  
T zYgH  
四. 问题分析 NB5B$q_'#  
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。 -_DiD^UcXn  
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。 jA4v?(AO}#  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 IQ=|Kj9h  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ,7jiHF  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 "!6~*!]c  
Y0O<]2yVx  
五. 问题1:一致性 y~c[sW   
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?| ptyDv  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 H)T# R?  
S\g7wXH  
struct holder */dh_P<Yj  
  { "Vp: z V<S  
  // Y~hd<8 ~  
  template < typename T > -^Km}9g  
T &   operator ()( const T & r) const `AHNk7 t=  
  { 5z w23!  
  return (T & )r; )|R0_9CLV  
} 1vK(^u[  
} ; `Mn{bd  
NvHy'  
这样的话assignment也必须相应改动: 7TPLVa=hO  
a~>0JmM+N  
template < typename Left, typename Right > Bj($_2M%+  
class assignment u|>U`[Zpj  
  { nQ!#G(_nO  
Left l; MQH8Q$5D  
Right r; O\F^@;] F6  
public : 0*IY%=i  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :'rZZeb'  
template < typename T2 > i -s?"Fk  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } W<N QU f[=  
} ; 7K]U |K#  
5`'au61/2  
同时,holder的operator=也需要改动: T{{AZV"pB  
MY*>)us\  
template < typename T > obc^<ZD]  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const j X!ftm2  
  { 7U )qC}(  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); \v P2B  
} 0R5^p  
2td|8vDA  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 FlA\Ad;v  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 l)PFzIz=V  
vua1iN1  
return l(rhs) = r; CE7pg&dJ)i  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 e9hVX[uq  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V?V)&y] 4  
Nw$[a$^n  
template < typename Tp > 3g#=sd!0O@  
class constant_t =']};  
  { 9Bvn>+_K  
  const Tp t; C`~4q<W'  
public : g yH7((#i  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} sEJ;t0.LX  
template < typename T > - Zoo)  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const y7IbE   
  { >;&V~q:di  
  return t; Y=Ar3O*F  
} yH"$t/cU"R  
} ; i&'^9"Z)O  
[F V=@NI  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 CbH T #  
下面就可以修改holder的operator=了 $h]Y<&('G  
uZ`d&CEh  
template < typename T > p5# P r  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const ]^6y NtLK  
  { #b"5L2D`y'  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); qqt.nrQ^  
} NZ+?Ydr8k  
zTBi{KrZ  
同时也要修改assignment的operator() W "\tkh2  
vz #wP  
template < typename T2 > Zc\h15+P  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } vD)A)  
现在代码看起来就很一致了。 T.w}6? 2  
$L&9x3+?Kg  
六. 问题2:链式操作 B[/['sD  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 vLK\X$4  
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。 ;]oXEq`  
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。 HHIUl,P  
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。 <j1d~XU}  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct l;{N/cS  
NtA|#"^  
template < typename T > ZG \ I1  
struct result_1 Z>w^j.(  
  { <E7Vbb9*  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; j zmSFKg*  
} ; \`Ph=lJO  
6aF'^6+a  
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: 8T.5Mhx0jS  
@a.6?.<L  
template < typename T > Uygw*+  
struct   ref w(e+o.:  
  { 5Ckk5b  
typedef T & reference; C>`.J_N  
} ; v1X&p\[d  
template < typename T > &W)+8N,L  
struct   ref < T &> 5Du>-.r  
  { K7[AiU_I  
typedef T & reference; y5AXL5  
} ; +%le/Pg@  
&t*8oNwSs  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: TH(Lzrbg  
Ky '3z"  
template < typename T > S`2mtg  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const /,uSCITD  
  { +zVcOS*-  
  return l(t) = r(t); 2NA rE@  
} sQ>B_Y!  
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。 b!^M}s6  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 RZ<+AX9R  
%+7T9>+  
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 Vr/` \441  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: UP~WP@0F  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 1hMX(N&|  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 cpF1XpvT  
最后的布局是: -|k&L}\OB0  
                Add S4{Mu(^xT  
              /   \ HV$9b~(  
            Divide   5 lEyG9Xvi  
            /   \ WK_y1(v>  
          _1     3 X8,7_D$  
似乎一切都解决了?不。 %g]$Vfpy  
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。 ?LV-W  
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。 B::4Qme  
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: LpiHoavv  
7$1fy0f[l  
template < typename Right > S`W'G&bCj  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const a$xeiy9  
Right & rt) const iKF$J3a\2f  
  { dY4k9p8  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); iBtjd`V*  
}  [`hE^chd  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 >TlW]st  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 bQ^DX `o6P  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 q2S!m6!  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 kY'<u  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 [yYH>~SuwZ  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? :Er^"9'A2  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: :!+}XT7)/  
)O2Nlk~l&  
template < class Action > >2|[EZ  
class picker : public Action 4[LLnF--  
  { ElEv(>G*  
public : ]M+VSU  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Z92iil;t  
  // all the operator overloaded ~|r'2V*  
} ;  O ':0V  
jsNH`"  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 =.qm8+  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 9k=U0]!ch  
w PG1P'w;  
template < typename Right > LL= Z$U $  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ?u_gXz;A  
  { #K :-Bys5v  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $S6HZG:N  
} kvW|=  
BrlzN='j}  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > cQ3W;F8|n  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 n*vTVt)dJ  
H{\.g=01  
template < typename T >   struct picker_maker E(QZ!'%K+m  
  { ,?xLT2>J_  
typedef picker < constant_t < T >   > result; )h>\05|T  
} ; Z>(r9 R3{  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > i}/e}s<-6  
  { -y&v9OC2-  
typedef picker < T > result; E ;BPN  
} ; hzT{3YtY2  
nabBU4;h  
下面总的结构就有了: 99l>CYXd  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 v"P&` 1=T  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 Pl rkgS0J  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 F`Dg*O  
至此链式操作完美实现。 K0EY<Ltq  
]6$,IKE7  
KGV.S  
七. 问题3 8sN#e(@  
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。 V=j-Um;  
j[ J 5y#  
template < typename T1, typename T2 > \H Wcd|  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EJf#f  
  { :]P~.PD5,  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); YSR mt/  
} mu6039qy  
s<[A0=LH  
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: ,O:EX0  
:a_BD  
template < typename T1, typename T2 > ?z2jk  
struct result_2 K0w<[CO  
  { B.89_!/:p  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; V]I:2k5  
} ; C`\9c ej  
/y}"M  
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? "+=Pp  
这个差事就留给了holder自己。 L'zE<3O'3  
    T n"e   
,:D=gQ@`  
template < int Order > a}:A,t<6  
class holder; z]^+^c_  
template <> D Irgq|8  
class holder < 1 > 96(R'^kNX  
  { `I5O4|K)  
public : Tbv/wJ  
template < typename T > ShQ|{P9  
  struct result_1 `W@T'T"  
  { )PR3s1S^  
  typedef T & result; 9n1ZVP.ag  
} ; 0cHfxy3  
template < typename T1, typename T2 > O^5UB~  
  struct result_2 ze`1fO|%  
  { 6iG(C.b  
  typedef T1 & result; ;Vg^!]LL#  
} ; 1EVfowIl  
template < typename T > ^>C 11v  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const = 96G8hlT  
  { f|OI`  
  return (T & )r; Vclr)}5  
} KQ&Y2l1*>>  
template < typename T1, typename T2 > PK_s#uC  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const otO j^xU  
  { qAoAUD m  
  return (T1 & )r1; 'T\dkSJv;V  
} i+g~ Uj}h  
} ; ,V,f2W 4  
$@_{p*q  
template <> 93j{.0]X  
class holder < 2 > M\Se_  
  { I%oRvg|q  
public : eP"`,<  
template < typename T > XAe\s`  
  struct result_1 MDJc[am  
  { (8.{+8o  
  typedef T & result; j~bAbOX12  
} ; iOXZ ]Xj5  
template < typename T1, typename T2 > i[\w%(83Fi  
  struct result_2 r'/\HWNP  
  { e@E17l-  
  typedef T2 & result; dL-i)F  
} ; 6^)rv-L~5y  
template < typename T > 5F2_xH$5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const i}v9ut]B  
  { W{  fZ[z  
  return (T & )r; @}Zd (o  
} Gqb])gXpl  
template < typename T1, typename T2 > H+ lX-,  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const J! {Al  
  { mzX;s&N#  
  return (T2 & )r2; 'BY-OA#xJ  
} WmeKl  
} ; @Br {!#Wf  
u:@U $:sZ  
Y25^]ON*\^  
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> >。 ^T:gb]i'Qa  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ?]c+j1 i  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 8V9 [a*9  
\q "N/$5{f  
return l(i, j) = r(i, j); ef=K_, _  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) r`j Wp\z  
%Tv^GP{}  
  return ( int & )i; gY(1,+0-  
  return ( int & )j; `0{ S3v  
最后执行i = j; 5,1{Tv`  
可见,参数被正确的选择了。 U&UKUACn"  
t V03+&jF  
kZLMtj-   
4U=75!>  
dH\XO-Z7v  
八. 中期总结 3uV4/% U  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事:  |t))u`~  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 * RWm47  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 /)EY2Y'  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor EF#QH _X  
87V1#U^  
UL( lf}M  
j?6X1cMq  
2C$R4:Ssw)  
Kc #|Z  
九. 简化 ecj7BT[mLI  
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。 Dzl;-]S  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 o%`Xa#*Ly  
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: im]g(#GnKh  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 +pf5\#l?  
  +-*/&|^等 Ya#h'+}  
2. 返回引用。 paW@\1Q  
  =,各种复合赋值等 : =Kx/E:1  
3. 返回固定类型。 O/Rhf[7v*  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) KL [ek  
4. 原样返回。 5|I55CTx  
  operator, G_ >G'2  
5. 返回解引用的类型。 FY'ty@|_s  
  operator*(单目) 2 rN ,D(  
6. 返回地址。 "B{ECM;  
  operator&(单目) AVl~{k|  
7. 下表访问返回类型。 Wh( |+rJ?Z  
  operator[] x[Im%k  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 o31Nmy Ni  
  operator<<和operator>> \K iwUz  
H={&3poBz  
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。 ;apzAF  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2-'Opu  
Wht(O~F  
template < typename Left > 2;$ k(x]  
struct value_return F S"eM"z  
  { wW2d\Zd&  
template < typename T > 4/e60jA  
  struct result_1 egk7O4zwP  
  { -c%dvck^,  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; uH@FU60  
} ; f )Z%pgB  
t<j^q`;@v  
template < typename T1, typename T2 > amWD-0V  
  struct result_2 zR;X*q"T$4  
  { \.uc06  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; wQ+8\ s=  
} ; LD>\#q8a*  
} ; ytz SAbj  
FT.,%2  
|Ic`,>XM  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait | ?yo 3  
jS.g]k  
下面我们来剥离functor中的operator()  \ %=9  
首先operator里面的代码全是下面的形式: F {+`uG  
r?/A?DMe  
return l(t) op r(t) TUIk$U?/I  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) IA&L]  
return op l(t) @n&<B`/  
return op l(t1, t2) I$t3qd{H&  
return l(t) op _>m-AI4^  
return l(t1, t2) op 44ed79ly0)  
return l(t)[r(t)] ZR0r>@M3v<  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] nH|,T%  
k S# CEU7  
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: w|[RDaAb  
单目: return f(l(t), r(t)); ^].jH+7i*  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); S=`+Ryc  
双目: return f(l(t)); sP@X g;]  
return f(l(t1, t2)); b5G}3)'w  
下面就是f的实现,以operator/为例 6 K` c/)  
`d]IX^;  
struct meta_divide JAjmrX  
  { 'XrRhF (  
template < typename T1, typename T2 > 4+;$7"fJ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) :O<bA& :d  
  { Y-mK+1 2  
  return t1 / t2; LhXUm  
} WLa!.v>  
} ; %+>s#Q2d  
%xZG*2vc!B  
这个工作可以让宏来做:  p?D2)(  
<*!i$(gn  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ U9y|>P\)T  
template < typename T1, typename T2 > \ JA)?p{j  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; tR0pH8?e"  
以后可以直接用 V r(J+1@  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) M 3 '$[  
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 Y9=K]GB  
(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。。。) LVJI_O{fH  
D4Al3fe  
`;|5  
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 ^9OUzTF  
>_dx_<75&  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > .nu @ o40  
class unary_op : public Rettype w]b,7QuNz  
  { $ ,SF@BhO  
    Left l; {GDmVWG0q  
public : ~\)qi=  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} le+R16Z  
`1*nL,i  
template < typename T > oI:o"T77sA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 2~[@_  
      { *[ #;j$m  
      return FuncType::execute(l(t)); A1)wo^,  
    } S{4z?Ri, '  
?\KM5^eX  
    template < typename T1, typename T2 > 99$ 5`R;  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Q|Y0,1eVp|  
      { 7!,YNy%  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Aa0b6?Jm  
    } wbDM5%  
} ; Z/x*Y#0@n  
f<=Fsl  
;*ix~taL%  
同样还可以申明一个binary_op '7wd$rl  
\!IMaB]  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 2sNK  
class binary_op : public Rettype bNFLO Q  
  { taGU  
    Left l; G22NQ~w8  
Right r; UJ-?k &j,  
public : 6u`F d#  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Zwcy4>8  
>Vy>O &r  
template < typename T > }i {sg#  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const dzK{ Z  
      { `l2O?U-@  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 5D M"0  
    } CQel3Jtt.  
MMB@.W  
    template < typename T1, typename T2 > mk7&<M  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O#wpbrJ  
      { ,B4VT 96*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 6sIL.S~c)  
    } PB%-9C0  
} ; L %ip>  
M8H5K  
P%)gO  
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 PH"hn]  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Vpy 2\wZWb  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) DG4 d"Jy  
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。 #;n +YM">:  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! G?f\>QSZ  
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。。。 q$1PG+-  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Z_\C*^  
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) ?JL7=o X  
下面是修改过的unary_op J=.`wZQkS  
$^u}a   
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > tiN?/  
class unary_op b:qY gg  
  { 2G$SpfeIu  
Left l; pg]BsJN  
  ,-x!$VqS  
public : Z/rP"|EuQ  
1B),A~Ip  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} tXJU vish  
y_xnai  
template < typename T > aP'"G^F   
  struct result_1 ARcv;H 5  
  { 8|E'>+ D_-  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; JS}{%(B  
} ; XLMb=T~S  
s1|/S\   
template < typename T1, typename T2 > >~`C-K#  
  struct result_2 s@MYc@k  
  { ==i[w|  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; XqM3<~$  
} ; cYXM__  
@EE."T9  
template < typename T1, typename T2 > -hC,e/+  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const r`c_e)STO  
  { }j,[ 1@S  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); g$dsd^{O7  
} .z13 =yv  
52upoU>}2  
template < typename T > f|u#2!7  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7JSNYTH  
  { =^ T\Xs;GK  
  return OpClass::execute(lt(t)); P{Q=mEQ  
} FKe,qTqa  
s;UH]  
} ; PRNoqi3sY  
/?'; nGq  
'zh7_%  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug NBb6T V}j  
好啦,现在才真正完美了。 <F11m(  
现在在picker里面就可以这么添加了: !n6wWl  
sg E-`#  
template < typename Right > s+:=I e  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const fO#vF.k%  
  { LJoGpr 8  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ~ ihI_q"  
} ,vW:}&U  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 pLv$\ MiZ  
;-UmY}MU  
9n}p;3{f  
!|c|o*t{  
+2 Af&~T  
十. bind _)]CzBRq\6  
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。 !x'/9^i~v  
先来分析一下一段例子 Z,iHy3`  
u1xSp<59C  
A)ipFB 6K  
int foo( int x, int y) { return x - y;} u.rY#cS,-R  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 wf1lyS  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 &~CY]PN.  
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。 1>L(ul(qGF  
我们来写个简单的。 4Vq%N  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \@&_>us  
对于函数对象类的版本: 6"dD2WV/  
klUQkz |<a  
template < typename Func > eW|^tH  
struct functor_trait gk`zA  
  { +**!@uY  
typedef typename Func::result_type result_type; .5  
} ; h<~7"ONhV  
对于无参数函数的版本: soCi[j$lH  
wj[$9UJb  
template < typename Ret > "kZ[N'z (  
struct functor_trait < Ret ( * )() > +MmHu6"1  
  { b%cF  
typedef Ret result_type; N>>uCkC  
} ; ?)e37  
对于单参数函数的版本: oPPX&e@=s]  
=_0UD{"_0  
template < typename Ret, typename V1 > )Wb0u0)_  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ;NlWb =  
  { z2Z^~, i  
typedef Ret result_type; 7=(Hy\Q5xH  
} ; a'\o 7_  
对于双参数函数的版本: Mfv1Os:ST  
41SGWAd#:  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ? R>h `  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 10H)^p%3+  
  { 9uWY@zu  
typedef Ret result_type; zRPeNdX  
} ; vB+ '  
等等。。。 Zdn~`Q{  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy "1, pHR-+R  
|g *XK6  
template < typename Func > ;qBu4'C)T  
struct func_return T9s2bC.z55  
  { @g G<le6  
template < typename T > ES40?o*]x  
  struct result_1 w|Nz_3tI  
  { IT$25ZF  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; \}]!)}G  
} ; O`vTnrY  
Zkf0p9h\  
template < typename T1, typename T2 > $[yFsA6  
  struct result_2 FN[{s  
  { yeHDa+}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^%` wJ.c  
} ; @_z4tUP  
} ; U)3DQ6T99  
MMj9{ou  
2=_g f  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 v%ioj0,  
3N_"rNKD  
template < typename Func, typename aPicker > GaSPJt   
class binder_1 8n>9;D5n  
  { im @h -A]0  
Func fn; L QjsOo  
aPicker pk; yBI'djL~>  
public : q/n,,!  
Z> r^SWL  
template < typename T > 5# K4bA  
  struct result_1 %AQIGBcgL  
  { jRL<JZ1N  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; J(6oL   
} ; i'\T R|qd  
P@FHnh3}Z$  
template < typename T1, typename T2 > DY^;EZ!hb  
  struct result_2 AFAAuFE"  
  { Xn{1 FJX/  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $LU"?aAW  
} ; v,ju!I0.  
RSo& (Uv  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 9:M` j  
^_m9KA  
template < typename T > YY!Rz[/  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const &%-73nYw  
  { >vA2A1WhW  
  return fn(pk(t)); Jkek-m  
} pxa(  
template < typename T1, typename T2 > 4]E3c AJ  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qT^I?g"!  
  { Ng_!zrx04  
  return fn(pk(t1, t2)); ,2W8=ON  
} rvw)-=qR[  
} ; `*shF9.\C  
:ijAqfX  
" W|%~h  
一目了然不是么? ~sXcnxLz  
最后实现bind )+6MK(<"  
->V<DZK  
y`=]T>X&x  
template < typename Func, typename aPicker > S;- LIv  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ctGL-kp  
  { GN2Sn` ;  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); lg&t8FHa;  
} &c,kQo+pA  
m|G'K[8  
2个以上参数的bind可以同理实现。 T~='5iy|  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 q7E~+p(>(  
=y!$/(H  
十一. phoenix g pOC`=  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: ){b@}13cF  
ruy}/7uf  
for_each(v.begin(), v.end(),  \*<d{gZ~  
( &oX>* 6L  
do_ ^cuc.g)c$?  
[ d}4Y(   
  cout << _1 <<   " , " ZEx}$<)_  
] % S os  
.while_( -- _1), <q@a~'Ai?!  
cout << var( " \n " ) sL$:"=  
) )<tI!I][j  
); S@/IQR  
a5 TioQ  
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: ~5oPpTAe  
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 G2T|RT $_K  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 n~V ]Z  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .~7FyLl$  
)'+8}T]xQ  
WA&!;Zq  
template < typename Cond, typename Actor > #NryLE!/  
class do_while bXNk%W[n  
  { ilqy /fL#  
Cond cd; (:> ,u*x%  
Actor act; Bn &Ws  
public : q1KZ5G)6GJ  
template < typename T > \}|o1Xh2  
  struct result_1 k5kxQhPf  
  { |0f>aZ  
  typedef int result_type; r<d_[?1N  
} ; jIyB  
mUik A9u5=  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} "L&#lfOKG  
/PSd9N*=y  
template < typename T > }|8_9Rx0*  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const I<6P;  
  { ~G6Ox)/  
  do ", KCCis  
    { i=oU;7~zK  
  act(t); 5l UF7:A>#  
  } %#xaA'? [  
  while (cd(t)); !'9Feoez  
  return   0 ; 9~/J35  
} <"my^  
} ; R[hzMU}KB  
4J/}]Dr5  
4?q <e*W  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). >]vlkA(  
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。 2OVRf0.R~  
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。 )x=1]T>v"'  
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。 E vg_q>  
下面就是产生这个functor的类: Eu@huN*/  
S(*sw 0O@+  
%_%Q 8,W  
template < typename Actor > #W.#Hjpp  
class do_while_actor 2Tp1n8FV  
  { U!*M*s  
Actor act; _)>_{Pm  
public : naR0@Q"\h  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} +{f:cea (1  
@a0DT=>dT  
template < typename Cond > (G;l x  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; U`NjPZe5^  
} ; '9 [vDG~  
%1xb,g KO  
a C\MJ9  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 OX?\<),  
最后,是那个do_ T^k7o^N>  
9Hb6nm  
tne ST.  
class do_while_invoker B][U4WJ)  
  { #(N+(():  
public : D"2&P^-  
template < typename Actor > TE7nJ gm  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const L>aLqQ3  
  { _ 4U5  
  return do_while_actor < Actor > (act); nG'&ZjA  
} Rnr(g;2  
} do_; sHt].gZ  
$Y/9SV,  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ( +Q&[E"87  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 W_\5nF  
最后来说说怎么处理break和continue c|B.n]Z  
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。 !h23cj+V  
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
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五