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
  • 6407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 lx,`hl%  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $*~Iu%Az  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, (N~$x  
f1{z~i9@$  
Kf7WcJ4b  
=N.!k Vkl  
  class filler !ZtSbOC'  
  { V*jsq[q=  
public : h.tY 'F  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} 2%rLoL$Y2+  
} ; j033%p+Xc  
p{;i& HNdp  
  &LQ%  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: >kYp%r6  
LhJa)jFQ  
1]4^V7y  
|ek ak{js  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); ?;7b*Z  
(L69{n  
&d$~6'x*  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。  u>cC O'q  
6p<`h^  
hol<dB  
eG] a zt  
二. 战前分析 wODvc9p}]  
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。 hCc0sRp  
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 lxb8xY  
/NBTvTI  
H30OUrD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); @Jv# fr  
  /* --------------------------------------------- */ z%"Ai)W/{  
vector < int *> vp( 10 ); gT1P*N;v  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); |'hLa  
/* --------------------------------------------- */ "G?9b  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); oh}^?p  
/* --------------------------------------------- */ - @bp4Z=  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); a5wDm  
  /* --------------------------------------------- */ M'jXve(=yF  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Q</h-skLZ  
/* --------------------------------------------- */ $iMC/Kym  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ku.A|+Tn  
o'UHStk  
ubGs/Vzye  
cx(2jk}6  
看了之后,我们可以思考一些问题: LM,fwAX  
1._1, _2是什么? 9&jPp4qG  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 lmFA&s"m  
2._1 = 1是在做什么? F1u)i  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 #\FT EY!  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Q-('5a19J  
:1<~}*B@{  
M9"Sgb`g  
三. 动工 3VP$x@AV  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: J|j;g!fK  
M<oA<#IW  
xdF guV8  
, {<Fz%  
template < typename T > ToU.mM?f^  
class assignment #8?^C]*{0  
  { };SV!'9s?~  
T value; YOw?'+8  
public : :EB,{|m  
assignment( const T & v) : value(v) {} dB)9K)  
template < typename T2 > %,?vyY  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } #<#%>Y^  
} ; ZgF/;8!~V-  
76MsrOv55  
1_3?R }$Wl  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 .uDM_ 34  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment fv==Gu%{  
1P5LH 5  
zh?4K*>.k  
v ($L  
  class holder BI/y<6#rR  
  { ~gt3Omh  
public : +qE']yzm!  
template < typename T > Bcaw~WD  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const IK?]PmN4}  
  { plku-O;]  
  return assignment < T > (t); Ruj.J,  
} uC[d%v`  
} ; WZ"W]Jyy{  
on5 0+)uN  
J#@lV  
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: zPBfiK_hV  
Xiju"Cup"  
  static holder _1; b`]M|C [5  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 JN^bo(kb  
k/^g*  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); _80ns&q  
而不用手动写一个函数对象。 vf_OQ4'G,  
2FT-}w0;  
AfE%a-;:  
b7v dk  
四. 问题分析 B(Y.`L? %E  
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。 0BXs&i-TP5  
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。 ?pKN'`  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 Oxj(g;}  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 *H*\gaSh  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 F(0Z ]#+  
u_Zm1*'?B  
五. 问题1:一致性 85C#ja1&  
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?| 5G oK"F0i  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 f !!P  
^2JPyyZa  
struct holder #S *pD?VZ  
  { d5' )6  
  // AA.Ys89V  
  template < typename T > x\]z j!  
T &   operator ()( const T & r) const w`-$-4i  
  { 6`W|V+6|7  
  return (T & )r; TU-c9"7M~  
} MA"#rOcP  
} ; eaxfn]gV  
fp-m.d:|  
这样的话assignment也必须相应改动: I4ctxMVP  
3.~h6r5-  
template < typename Left, typename Right > 9 P~d:'Ib  
class assignment xH@'H?  
  { U%,;N\:_  
Left l; G{O\)gf  
Right r; MC6)=0:KX  
public : DUo0w f#D^  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} N*':U^/t4J  
template < typename T2 > wO!% q[  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } >F|qb*Tm7  
} ; d/4ubf+$k  
)^(P@D.L  
同时,holder的operator=也需要改动: F7V6-V{_  
8.-S$^hj~6  
template < typename T > nHVPMi>  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const h,.fM}=H  
  { OsB?1;:  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); soxfk+ 9  
} 6~3jn+K$1  
F'ENq6  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 &|NZ8:*+#  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 3FuCW  
_y"a2M  
return l(rhs) = r; p4y6R4kyT  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 ]p\u$VY9  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 15JsmA*Q  
<B=[hk!  
template < typename Tp > {9Xm<}%u]]  
class constant_t gu!](yEgl  
  { [JZ  h*A  
  const Tp t; qr9Imr0w<  
public : *F|i&2  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} /Go>5 B>  
template < typename T > f!EOYowW  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const IQ=CNby:  
  { pqOA/^ar  
  return t; nrF!;:x  
} ~@?"' !U  
} ; ,,Jjr[A_j  
~R'BU=!;F  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 +R9%~Z.=  
下面就可以修改holder的operator=了 Vv2{^ !aZ  
Fdr*xHx$P  
template < typename T > 2*Va9HP!q  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const f@h2;An$w  
  { [' ?^>jfr  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); 48:liR  
} \+G.]|"Y  
7 T mK  
同时也要修改assignment的operator() 8V,"Id][  
7t`E@dm  
template < typename T2 > T0s35z9  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } iF8@9m  
现在代码看起来就很一致了。 F68},N>vr@  
{uEu >D$8  
六. 问题2:链式操作 Z 4\tY^NI  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 +{ S Maq  
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。 u/;_?zI  
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。 cl@kRX<7'  
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。 FoQ?U=er  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 4v0dd p  
KUlB2Fqi  
template < typename T > Ko4)0&  
struct result_1 {qY3L8b  
  { ?<Z)*CF)  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; U 7EHBW  
} ; Bl=nj.g  
,n^TN{#  
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: YfV"_G.ad|  
=jsx (3V   
template < typename T > ZUv ZN f  
struct   ref =kwb` Z/a  
  { 7Y%!,ff  
typedef T & reference; 3L?WTS6(u  
} ; H U:1f)a a  
template < typename T > $xLEA\s  
struct   ref < T &> e',hC0&S  
  { F19;RaP+  
typedef T & reference; %uh R'8"  
} ; 0W;q!H[G  
*iPs4Es-  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,:c :6Y^  
gkSGRshf  
template < typename T > -6AOK<kfI  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Z`^ K%P=  
  { & 8ccrw  
  return l(t) = r(t); Xs{/}wc.q;  
} +dDJes!]  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 <m~T>Ql1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 MP6 \r  
@=02  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 yBr$ 0$  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: Q~x*bMb.  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 j@%K*Gb`  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 A"Tc^Ij  
最后的布局是: (r.$%[,.<  
                Add *U( 1iv0n  
              /   \ j7QBU  
            Divide   5 ;%v%K+}r  
            /   \ 9vB9k@9  
          _1     3 sx<} tbG  
似乎一切都解决了?不。 H4P\hOK7r  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 z:d Xc  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ^nG1/}  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: J& 1X  
\/? ! 6~  
template < typename Right > Rh!L'? C  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const emGV]A%nss  
Right & rt) const ; :v]NZtc  
  { Q,[rrG;?@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); }~7H2d);-  
} R tXF  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 .q AQP L  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 ~,(0h:8  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 113Z@F  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 SIKk|I)  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 \DG( 8l  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? Yt\E/*%  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: YR$tPe  
.d<~a1k  
template < class Action > P58\+9d_  
class picker : public Action jrDz7AfA  
  { rU/-Wq`B  
public : 4v rm&k  
picker( const Action & act) : Action(act) {} :6\-9m8JM  
  // all the operator overloaded uYG #c(lc  
} ; )_Z]=5Ds  
BsoFQw4$9  
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。 Y2RxD\!Z  
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: 'DaNR`9  
WyKUvVi  
template < typename Right > H}u)%qY+~  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const F?yh23&_4  
  { e["Z!D_H  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8cYuzt]..  
} @c.11nfn`  
$bF`PGR_  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > YHwVj?6W  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 BDv|~NHs  
eZa3K3^  
template < typename T >   struct picker_maker VZ9e~){xA  
  { m)tI  
typedef picker < constant_t < T >   > result; G#_(7X&  
} ; mI{CM: :  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > *@b~f&Lx6  
  { R47I\{  
typedef picker < T > result; XnNOj>!  
} ; +iZ@.LI  
ND)M3qp2(  
下面总的结构就有了: f_z2#,g  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 [4V|UvKz  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 K284R=j -&  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 tA;ZW2$#  
至此链式操作完美实现。 (_s!,QUe  
ynOc~TN  
( S C7m /  
七. 问题3 RN cI]oJ  
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。 Yc|-sEK/  
.q'FSEkMJ  
template < typename T1, typename T2 > 8&`T<ECq>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const y7}~T!UyfF  
  { l1`c?Y  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); N?`GZ+5  
} |?pYJkrYO  
.n ^O)|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: Bt`r6v;\  
:">~(Rd ZH  
template < typename T1, typename T2 > 0lJBtk9wn  
struct result_2 v~W6yjp  
  { fR{WS:Pv  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; $7k04e@ ]  
} ; G41$oalQ1  
 # 8-P  
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? w-q=.RSTn=  
这个差事就留给了holder自己。 [))2u:tbS\  
    @)M.u3{\  
F0o18k_"  
template < int Order > .jG.90  
class holder; 07HX5 Hd  
template <>  :L+zUlsf  
class holder < 1 > ?),K=E+=U  
  { EzY scX.[  
public :  =}1~~  
template < typename T > Snvj9Nr  
  struct result_1 ='l6&3X  
  { lf7H8k,-  
  typedef T & result; 5tbiNm^X  
} ; C J}4V!;|  
template < typename T1, typename T2 > =K&q;;h  
  struct result_2 A5 J#x6@  
  { 4h2bk\z-  
  typedef T1 & result; l.t.,:  
} ; ZB h@%A  
template < typename T > ?\ i,JJO  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %>QSeX  
  { ohG43&g~  
  return (T & )r; JO;` Kz_$  
} s!zr>N"  
template < typename T1, typename T2 > -ZMl[;OM  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const aG&kl O>m  
  { }N=zn7W  
  return (T1 & )r1; U*#E aL  
} u=?P*Y/|W  
} ; \}_7^)S;  
[_z2z6  
template <> 1 bx^Pt)  
class holder < 2 > v,O&UrZ  
  { MZ#2WP)F  
public : % w/1Uo24  
template < typename T > ;@$," P  
  struct result_1 ny;)+v?mN\  
  { ~ 8qFM  
  typedef T & result; >w'?DV>u|  
} ; ( ]uoN4  
template < typename T1, typename T2 > jYssz4)tp  
  struct result_2 T"jDq1C/,E  
  { tw^.(m5d  
  typedef T2 & result; 7UnO/K7oB.  
} ; `rFGSq$9  
template < typename T > +/ d8d  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const oML K!]a  
  { "g&l~N1$  
  return (T & )r; 6j.(l4}  
} uTF EI.N  
template < typename T1, typename T2 > h3 ZL0Fi*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const '48|f`8$  
  { %1l80Z  
  return (T2 & )r2; Q? |MBTo  
} ;C@^wI  
} ; <. ]&FPJ  
v}t :}M<;  
fXR_)d  
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> >。 {ca^yHgGy  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: -"b3q  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: |0Ug~jKU  
iK23`@&% _  
return l(i, j) = r(i, j); 8&iI+\lCy  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) WUQh[A41  
!c' ;L'  
  return ( int & )i; 'wHkE/ 83  
  return ( int & )j; <OFqUp*l  
最后执行i = j; gG?*Fi  
可见,参数被正确的选择了。 J:!Gf^/)  
U-N/Z\QD  
zb*4Nsda:  
fu;B?mIn  
8-#2?=  
八. 中期总结 >dH*FZ: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: (9lx5  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 qt;Tfuo  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 AMiFsgBj  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor YR`rg;n#  
qf{B  
dQ"W~ig  
fXQRsL8 ]  
XsMphZnK  
T`G"2|ISS  
九. 简化 7l EwQ  
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。 f.CI.aozW  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。  `a9>4  
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: S,>n'r[  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 i`s pM<iR.  
  +-*/&|^等 2$UR " P  
2. 返回引用。 (LPc\\Vv  
  =,各种复合赋值等 IH}L1i A)  
3. 返回固定类型。 .k(_ j.v  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) QQcj"s  
4. 原样返回。 X"GQ^]$O  
  operator, pdu  
5. 返回解引用的类型。 xb;m m9H  
  operator*(单目) xo+z[OIlF  
6. 返回地址。 bS6Yi)p  
  operator&(单目) a^,RbV/  
7. 下表访问返回类型。 m$g^On  
  operator[] (o\~2e:  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 (iP,YKG1?  
  operator<<和operator>> b>EUa> h  
z$b!J$A1  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 CB1u_E_  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: /L^dHI]Q  
R MXj)~4.  
template < typename Left > !}7m^  
struct value_return tTt~W5lo  
  { }IL@j A  
template < typename T > N|}`p"  
  struct result_1 eW%jDsC  
  { 3\7$)p+c  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; H'>  
} ; E .5xzY  
nt6"}vO  
template < typename T1, typename T2 > DAi[3`C  
  struct result_2 *Y~64FM  
  { kF .b)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; K%;yFEZ  
} ; WTx;,TNG  
} ; 7&1: ]{_  
{{\HU0g>&  
3}+ \&[  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait 3OlY Ml  
%s>E@[s  
下面我们来剥离functor中的operator() $)!Z"2T  
首先operator里面的代码全是下面的形式: AP%h!b5v  
ZtDpCl_  
return l(t) op r(t) QR4o j  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ;nE}%lT  
return op l(t) 9 pn1d.  
return op l(t1, t2) 8z"Yo7no  
return l(t) op &7LfNN`  
return l(t1, t2) op vNIQc "\-  
return l(t)[r(t)] rH,N.H#]  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ~WSC6Bh@9  
||f 4f3R'  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: c@`P{ 6  
单目: return f(l(t), r(t)); =[kv@ p  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0/$sr;  
双目: return f(l(t)); v]v f(]""  
return f(l(t1, t2)); & BkNkb0  
下面就是f的实现,以operator/为例 J']W7!p  
SW7%SX,xM  
struct meta_divide -84Z8?_  
  { S(pfd2^  
template < typename T1, typename T2 > kVY@q&p  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) sp%7iNs  
  { Ts\7)6|F  
  return t1 / t2; DWAU8>c+  
} IF=rD-x  
} ; ?4_;9MkN  
vjpe'zx  
这个工作可以让宏来做: :.<&Y=^  
hf[K\aAk  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ {q^KlSjm  
template < typename T1, typename T2 > \ pmC@ fB  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ]#nAld1cmy  
以后可以直接用 ,3wo  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) j[9 B,C4  
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 x {rt\OT  
(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。。。) (H$eXW7  
v[x`I;  
U+KbvkX wj  
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 #r1x0s40D  
]n+:lsiV  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > q9OIw1xQr*  
class unary_op : public Rettype $hL0/T-m  
  { =Zj9F1E[i  
    Left l; 7cC$)  
public : V1ug.Jv^  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} \sk,3b-&'  
KT3[{lr  
template < typename T > /:S.(" Unv  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +G?3j,a\  
      { 2uB.0  
      return FuncType::execute(l(t)); hJ|z8Sy@1  
    } A3Su&0uaB  
y"2c; *7[{  
    template < typename T1, typename T2 > 3LEN~ N}  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const qB8<(vBP+  
      { u", [ulP  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); 1Ao"DxZHy7  
    } f`?|A  
} ; 46mu,v  
QPBf++|  
\\[P^ tsF  
同样还可以申明一个binary_op FCg,p2  
;$W|FpR2  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ngg (<ZN  
class binary_op : public Rettype _3)~{dQ+  
  { poM VB{U  
    Left l; u!t'J+:  
Right r; b+w|3bQa  
public : r> NgJf,  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6n>+cX>E  
9D&ocV3QV  
template < typename T > J H6\;G6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const UA{A G;  
      { CA{c-kG  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); dD#A.C,Rz  
    } X.g1 312~  
KpSHf9!&[  
    template < typename T1, typename T2 > s$mcIMqs  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const la f b^  
      { $LKniK  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Zpg$:Rr  
    } EWbFy"=  
} ; ZE4~rq/W  
'r3I/qg*m  
!MoGdI-<r[  
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 `j@2[XdHu  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 &d=j_9   
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) cu.f]'  
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。 0z.Hl1  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! EZao\,t  
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。。。 Hj LY\.S  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 `}"*i_0-5'  
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) YS%HZFY, "  
下面是修改过的unary_op nCJ)=P.d  
`9%@{Ryo  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > .X TBy/(0  
class unary_op "4|D"|wI)  
  { BG/M3  
Left l; E\5t&jZr  
  YrFB~z.V  
public : N =)9O  
WL+I)n8~  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} BH0].-)[y!  
hgLwxJu  
template < typename T > C8%q?.nH=  
  struct result_1 ~+7q.XL$$K  
  { ymiOtA Z  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; FTsvPLIv"  
} ; rgJKXl;@s  
p~6/  
template < typename T1, typename T2 > 5L'X3g  
  struct result_2 n3 -5`Jti  
  { uPQ:}zL2  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; tU.Y$%4  
} ; ~*@ UQ9*p#  
=`Pgo5A  
template < typename T1, typename T2 > q ^Un,h64t  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 1/:WA:]1 ,  
  { &Rdg07e;>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); Y/?V%X  
} UOC>H%r~M?  
Lk9X>`b#B  
template < typename T > Ru9QQaHE  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const slaYr`u  
  { ZxF RE#y~2  
  return OpClass::execute(lt(t)); y@Z@ eK3  
} B+:/!_  
n** W  
} ; NitsUg@<  
uxLT*,  
|WwC@3)  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug x]{}y_  
好啦,现在才真正完美了。 4+I@   
现在在picker里面就可以这么添加了: C@1B?OfJ  
5+Fr/C  
template < typename Right > iq*]CF  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const dxfF.\BFDn  
  { W<| M0S{  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); &8$Gy u  
} /6",#B}%b  
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。 :+#$=4  
pZHx  
)}w2'(!X8  
S\5%nz \  
y``[CBj  
十. bind ~j3O0s<gK  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 %x{jmZ$}  
先来分析一下一段例子 S7a05NO  
-@bOFClE  
e7tp4M9!%  
int foo( int x, int y) { return x - y;} O?,Grn%'.  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 <OgwA$abl%  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 `st3iTLZY  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 gi {rqM  
我们来写个简单的。 28 Q\{Z.  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: Z?JR6;@W  
对于函数对象类的版本: Y]!WPJ`f2  
' _ZiZ4O  
template < typename Func > _\&v A5-  
struct functor_trait c o 8bnH  
  { hufpky[&8  
typedef typename Func::result_type result_type; pSa pF)1>  
} ; 2 o)8'Lp  
对于无参数函数的版本: h4ozwVA  
Q Uy7Q$W  
template < typename Ret > ,F%2'W  
struct functor_trait < Ret ( * )() > !(gMr1}w  
  { s@ 02 ?+/  
typedef Ret result_type; N =T 0Td  
} ; <#nt?Xn  
对于单参数函数的版本: o[^nmHrM2  
l"zwH  
template < typename Ret, typename V1 > ;SgPF:T>Q  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > _.%U}U  
  { {k}$L|w  
typedef Ret result_type;  L}=DC =E  
} ; :X*$U ~aQ  
对于双参数函数的版本: NoOrQ m  
YMn*i<m  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > .QU]  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > k*4!rWr0r&  
  { 0gRm LX  
typedef Ret result_type; prEI9/d"  
} ; *qZBq&7tb  
等等。。。 t i&!_  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy "IHFme@^  
+ mPVI  
template < typename Func > CzDV^Iv;Q{  
struct func_return !aB~G}'  
  { 8'PK}heBU  
template < typename T > |b4f3n  
  struct result_1 kGmz1S}2  
  { ,! H`@Kl  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 4L bll%[9  
} ; r$:hiE@  
>fi_:o  
template < typename T1, typename T2 > L1#_  
  struct result_2 y?V^S;}&]  
  { _lDNYpv  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; "m%EFWUOl  
} ; bU\T  
} ; .ah[!O  
-^Qm_lN  
"TI>_~  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 i}e/!IVR3  
O"X:3srJ`  
template < typename Func, typename aPicker > &5[B\yv  
class binder_1 *xjP^y":  
  { |xF!3GGms  
Func fn; &hUEOif  
aPicker pk; #KNl<V+c}1  
public : E{P94Phv  
erKi*GssZ  
template < typename T > N!fjN >cw  
  struct result_1 S17;;w0  
  { c^rWS&)P  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; vjzG H*  
} ; FJ{/EloF  
- ~4na{6x  
template < typename T1, typename T2 > @?jtB  
  struct result_2 .C.b5x!  
  { G`;\"9t5h  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; (xE |T f  
} ; \H9:%Tlp~4  
JVGTmS[3  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} N/'8W9#6  
XS #u/!  
template < typename T > l,~`o$ _  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }'?qUy3x  
  { 7l ,f  
  return fn(pk(t)); 6$0<&')Yb  
} 5dhy80|g]  
template < typename T1, typename T2 > `!spi=f  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const xHqF_10S#  
  { 9]{va"pe7  
  return fn(pk(t1, t2)); rW090Py  
} =@pD>h/~  
} ; 9^9-\DG  
?68~g<d,  
'9=b@SaAj  
一目了然不是么? ;aj;(Z.p)  
最后实现bind C\joDAD  
YQ.ci4.f  
//;(KmU9  
template < typename Func, typename aPicker > wdAKU+tM  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 0}"\3EdAbD  
  { :p,|6~b$  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); YU"/p|!1  
} ks\q^ten  
E#_2t)20  
2个以上参数的bind可以同理实现。 <R+?>kz6  
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。 8zpzVizDG  
^EKRbPA9:<  
十一. phoenix [\#ANA"  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: @0s' (  
h`n '{s  
for_each(v.begin(), v.end(), P3]K'*Dyd  
( p"c6d'qe  
do_ hRRxOr#*$  
[ :o ~'\:/  
  cout << _1 <<   " , " 6dmb bgO)  
] 1Ml<>  
.while_( -- _1),  ?O+.  
cout << var( " \n " ) \O4s0*gw  
) {hJCn*m_   
); (oR~%2K  
AWi>(wk<  
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: $ZGup"z)  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor qD4s?j-9  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 #*/nUbsg  
那么我们就照着这个思路来实现吧: auc:|?H~1n  
Im\ ~x~{  
[8UZ5_1WL  
template < typename Cond, typename Actor > qqe"hruFJ  
class do_while v@OELJX  
  { R;pW,]}g,  
Cond cd; xT_"` @  
Actor act; @wa"pWx8  
public : l[IL~  
template < typename T > E b:iym0  
  struct result_1 MKvmzLh$)  
  { HZ%V>88  
  typedef int result_type; &gruYZGK  
} ; Y @'do)  
&"JC8  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 8^+|I,  
G-2~$ u  
template < typename T > ;$6L_C4B  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const iB(?}SaAZ  
  { $3l#eKZA  
  do v~Dobk/n  
    { )L6 it  
  act(t); |(*btdqy3  
  } 6]%=q)oL[  
  while (cd(t)); ?i0+h7 =6  
  return   0 ; +58^{_k+%  
} C(v'7H{4cW  
} ; _g/d/{-{Q  
Yb 5@W/'  
KTT!P 4  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). nw- -  
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。 XrTc5V  
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。 S+[,\>pY  
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。 \mGb|aF8  
下面就是产生这个functor的类: NAE |iyw  
(*\&xRY|C  
hz;SDaBA  
template < typename Actor >  dnC" `  
class do_while_actor iUh7eR9  
  { fgtwV ji  
Actor act; [_xOz4`%  
public : ym6Emf]  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ^0>^5l'n  
9-m_ e=jk6  
template < typename Cond > ,/Gp>Yqx  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; .aa7*e  
} ; p%>!1_'(  
{`2 0'  
gsQn@(;  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 w/o8R3 F  
最后,是那个do_ |n,O!29  
XU}i<5  
~!TrC <ft  
class do_while_invoker `{"V(YMEV  
  { wd|^m%  
public : }.|a0N 5  
template < typename Actor > R6;229e  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ,:}VbQ:3I  
  { kp[&SKU c  
  return do_while_actor < Actor > (act); mL}Wan  
} $?kTS1I(  
} do_; ;+f(1=x  
<]S M$) =D  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? u5qaLHoEP  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 fF/;BSq'  
最后来说说怎么处理break和continue t x1TtWo  
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。 tJ d/u QJ  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五