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
  • 8251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 DKAqQ?fS  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ( YF`#v6  
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, DF-`nD  
b{=2#J-  
8 qt,sU  
{O*WLZ{0  
  class filler "GEJ9_a[  
  { M%7{g"J*  
public : 9Ruj_U  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ;"hED:z6%  
} ; +u#;k!B/>  
d_BECx <\  
YgNt>4K  
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: ^]3Y11sI  
sWP5=t(i+9  
5m!FtHvm1  
Cb7f-Eag  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); tI|?k(D  
A,{X<mLFb  
<f&z~y=  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Dj'aWyW'  
X(U CN0#  
?~$0;5)QC  
 /L'r L  
二. 战前分析 TYGUB%A  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 V.vA~a  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 qvy~b  
Ci0:-IS  
"jH=O(37  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); "G-} wt+P  
  /* --------------------------------------------- */ 1-r# v  
vector < int *> vp( 10 ); L!Iu\_{q  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); eEePK~%c  
/* --------------------------------------------- */ Fd*)1FQKT  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); <[ />M  
/* --------------------------------------------- */ :^tw!U%y1  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); j-8v$ 0'  
  /* --------------------------------------------- */ M>VT$!Lx  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); S Cs@Q  
/* --------------------------------------------- */ T3,"g=  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); 2`tdH|Z`  
1O>wXq7q  
D]S@U>]M!  
_]a8lr+_-  
看了之后,我们可以思考一些问题: q{5wx8_U  
1._1, _2是什么? O}I8P")m  
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。  Veo:G{  
2._1 = 1是在做什么? (xf_  
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。 RO+B/)~0<  
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。 19Xc0ez  
m=<Tylv  
w?)v#]<-  
三. 动工 6ziiV _p  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @d]I3?`  
sgp5b$2T.  
/ PDe<p  
S C7Tp4  
template < typename T > rVgz+'rFD[  
class assignment rxH*h`Xx@  
  { 3e4; '5q;  
T value; p%toD{$  
public : 8d|omqe~P  
assignment( const T & v) : value(v) {} U]tbV<m%  
template < typename T2 > jX}}^XwX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } <NZ^*]  
} ; ++n"` ]o,  
6nqG;z-IXJ  
,#3u. =IR[  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {WQH  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 20750G  
Oa~|a7`o  
MG)wVS<d_  
M>W-lp^3  
  class holder GxE"q-G  
  { J0CEZ  
public : @FVan  
template < typename T > ~WXT0-,  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const NSH20$A<  
  { }_93}e  
  return assignment < T > (t); }`#OA]NZ  
} dR~4*59Bg  
} ; y`O !,kW  
}1E'a>^|  
P=PcO>  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: wQbN5*82  
2 g5Ft  
  static holder _1; >Pne@w!*  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 d MQ]=  
B7r={P!0  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [~03Z[_"/  
而不用手动写一个函数对象。 5ws|4V  
,_;+H*H>"  
l^aG"")TH.  
`X[L62D  
四. 问题分析 m8'B7|s  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 n!=%MgF'*p  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 PhF.\W b  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ReE-I/n8f  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 zK`fX  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5N "fD{v{  
XOgl> 1O  
五. 问题1:一致性 R\k= CoJJ  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| pwo5Ij,~q  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 F F<xsoZJ  
KNT(lA0s  
struct holder "^E/N},%u5  
  { 9l) .L L  
  // }% (e`[?1  
  template < typename T > 7L~LpB  
T &   operator ()( const T & r) const E +\?|q !T  
  { > w:+nG/r  
  return (T & )r; lg` Qi&  
} >;V ? s]  
} ; 6v~` jS%3  
y,&.<Yc  
这样的话assignment也必须相应改动: pW ]+a0j  
P \<dy?nZ  
template < typename Left, typename Right > N2:};a[ui5  
class assignment 3Mw\}q  
  { ^.bYLF  
Left l; [0|g3K !A  
Right r; UB[tYZ  
public : JTbg8b  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} RDU,yTHq  
template < typename T2 > O%?TxzX;  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } .Rt_j  
} ; !u~h.DrvZ  
G8xM]'y  
同时,holder的operator=也需要改动: v~^c-]4I  
?^]29p_  
template < typename T > W+k`^A|@  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const P Z5BtDm  
  { w5*?P4P  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); P<P4*cOV  
} rN6 @=uB  
)o!y7MTl  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 0{ M=^96  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 5Pmmt&#/Z  
`L<f15][  
return l(rhs) = r; !wH7;tU  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 @ k+Z?Hp  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 4T#B7wVoM  
v%Rc wVt|  
template < typename Tp > 9^l[d<  
class constant_t &t)dE7u5  
  { 9y=$ |"<(  
  const Tp t; K07SbL7g!p  
public : _nw=^zS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} {SH +lX0]{  
template < typename T > Z9-HQ5>  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const mq~rD)T  
  { 6GVj13Nr  
  return t; -$Bom  
} qc^ u%  
} ; zrfE'C8O  
' k~'aZ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 \m @8$MK  
下面就可以修改holder的operator=了 b|U48j1A  
z 9mmZqhK\  
template < typename T > & sbA:xZBA  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const (lv|-Phc.  
  { GCx1lm  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Jp)>Wd  
} n]&/?6}  
GRpS^%8i@  
同时也要修改assignment的operator() f:5(M@iO.  
O[+![[N2  
template < typename T2 > kIS&! V  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } S0.   
现在代码看起来就很一致了。 4ujw/`:/m  
PMr {BS  
六. 问题2:链式操作 S-^y;#=  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 `_{'qqRhe  
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。 sW%U3,j  
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。 K{[ySB  
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。 dRg1I=|{_  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ,aI 6P-  
#;. tVo I  
template < typename T > }9T$XF~  
struct result_1 G'c!82;,?  
  { `5}XmSJ?5  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; x7$U  
} ; $q#|B3N%  
x:8xGG9  
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: M7vc/E}]n  
2YvhzL[um  
template < typename T > 0Eq.l<  
struct   ref 9k.LV/Y  
  { @+A`n21,O  
typedef T & reference; V^Wo%e7#u[  
} ; yO Cv-zm  
template < typename T > $^R[t;  
struct   ref < T &> x9r5 ;5TI  
  { ,6rg00wGE  
typedef T & reference; }vBk ,ED  
} ; .Ajs0 T2  
^T\JFzV  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Ikiv+Fq(  
k>#,1GbNZy  
template < typename T > ,lm.~%}P*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const e#`wshtN:  
  { T 1m097  
  return l(t) = r(t); W2h^ShG  
} 0 6 1@N=p8  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 nIVPh99  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 _$/(l4\T[  
k^gnOU;  
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 NC::;e  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: MNip;S_j  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 i}Ea>bi{N  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 %)_R>.>  
最后的布局是: Pz3jc|Ga  
                Add :,<e  
              /   \ V/i&8UMw  
            Divide   5 -)@DH;[tb  
            /   \ ) ^PY-~o[  
          _1     3 N3E Qq~lX  
似乎一切都解决了?不。 MO)N0{.b  
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。 o?uTL>Zin  
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。 :pQZ)bF  
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: DV +DJcF  
l'-dB  
template < typename Right > vvw6 GB,M  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const w C]yE\P1  
Right & rt) const j<!rc>)2+L  
  { 0}$",M!p  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); gsuf d{{  
} Uj}iMw,  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ' U{?"FP  
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。 Fc>W]1  
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。 :av6*&+  
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。 c_a*{L|c  
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。 Bn*D<<{T  
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? `/ix[:}m^  
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: Fs_V3i3|L  
J!%Yy\G  
template < class Action > zllY $V&<!  
class picker : public Action AR'q2/cw  
  { [La=z 7*  
public : +jzpB*@  
picker( const Action & act) : Action(act) {} \Oh9)X:I  
  // all the operator overloaded }K9Vr!  
} ; -?<wvUbR{  
q{Hk27kt  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 uc~PKU?tO  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: D8slSX`6j  
O-:#Q(H!  
template < typename Right > u9}}}UN!  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 8m1 @l$  
  { ":?>6'*1  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @P+k7"f  
} @m!~![  
"v4;m\g&:  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 3nf+ imAF  
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。 VztalwI  
YMLo~j4J  
template < typename T >   struct picker_maker 1eI >Yy>}  
  { *\m 53mb  
typedef picker < constant_t < T >   > result; AS`0.RC-  
} ; Hk8:7"4Q  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > F6Zl#eL  
  { KbVV[ *  
typedef picker < T > result; 7qA);N  
} ; =K{$?%"  
MzYTEe&-L  
下面总的结构就有了: K$(&Qx}  
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。 3WS`,}  
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。 i}ypEp  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 sLzcTGa2:z  
至此链式操作完美实现。 t*y4)I !gR  
Qpiv,n  
wcP0PfY  
七. 问题3 ~ C6< 75  
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。 9+h9]T:9  
8e)k5[\m  
template < typename T1, typename T2 > [ivz/r(Rj  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @^} % o-:  
  { ,7SLc+  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); n@{fqj  
} jfZ(5Qu3.H  
3G8BYP  
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: DzO0V"+H}k  
bmhvC9  
template < typename T1, typename T2 > cEi{+rfZd|  
struct result_2 |gx{un`  
  { l/[@1(F  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; JT&CJ&#[h  
} ; :1eI"])(  
@no]*?Gpa  
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? %m!o#y(hD`  
这个差事就留给了holder自己。 h1G]w/.ws  
    Y }'C'PR  
i;*c|ma1>  
template < int Order > zC!]bWsD  
class holder; l@4hBq  
template <> |M  `B  
class holder < 1 > rAIX(2@cR_  
  { k!t5>kPSQ  
public : nVw]0Yl  
template < typename T > REB8_H"  
  struct result_1 ?(>7v[=iT  
  { <|k!wfHL  
  typedef T & result; D}vgXzD  
} ; 6Z ~>d;&9  
template < typename T1, typename T2 > >FFZ8=  
  struct result_2 ?tE}89c  
  { vTQQ d@  
  typedef T1 & result; ^2|gQ'7<  
} ; uCF+Mp  
template < typename T > 7<x0LW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const AUcq\Ys  
  { 7xB#)o53  
  return (T & )r; `r'q(M  
} @5\OM#WT~&  
template < typename T1, typename T2 > >k*QkIyq  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const u!oHP  
  { a+)Yk8%KY  
  return (T1 & )r1; f'TjR#w  
} 03J,NXs  
} ; 5&v'aiWK  
tz j]c  
template <> 8|{:N>7  
class holder < 2 > X}0NeG^'O  
  { X|L.fB=  
public : `hM`bcS  
template < typename T > ~^$ONmI5  
  struct result_1 H.XD8qi3W  
  { 6#7f^uIK  
  typedef T & result; 1Ls@|   
} ; ly%$>BRU  
template < typename T1, typename T2 > g10$pf+L  
  struct result_2 99G/(Z}  
  { Df||#u=n  
  typedef T2 & result; m/=,O_  
} ; 8<0H(lj7_  
template < typename T > `5<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const UY*Hc  
  { 2$yKa5SaX  
  return (T & )r; Hlp!6\gukp  
} Otj=vGr0  
template < typename T1, typename T2 > *W y0hnr;]  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const D(Zux8l  
  { _D1bR7  
  return (T2 & )r2; ,[,+ _A  
} yx3M0Qo  
} ; g~h`wv'  
knh^q;q*  
VhT4c+Zs  
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> >。 k`Ab*M$@Xs  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: SEr\ u#  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 2U2=ja9:Y  
'|':W6m,  
return l(i, j) = r(i, j); YTL [z:k}  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) I"#jSazk  
[X#bDO<t  
  return ( int & )i; =+T{!+|6P  
  return ( int & )j; 0@C`QW%m  
最后执行i = j; g % q7  
可见,参数被正确的选择了。 ppN96-]^0  
|q^e&M<  
rVzj LkN^  
P-K\)65{Y  
!O@qqg(>  
八. 中期总结 ]d_Id]Qa+  
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: "@Ra>qb  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Ik>sd@X*|  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 %((F} 9_6  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 3*CF!Y%  
<\8dh(>  
Yt++  ?  
;EW]R9HCH  
~PHAC@pU  
W!4GL>9m}A  
九. 简化 }(Nb]_H  
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。 <po.:c Ce  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 9x?" %b  
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: -x_b^)x~b7  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 RSG4A>%!mI  
  +-*/&|^等 DvF`KHsy  
2. 返回引用。 W>wIcUP<<  
  =,各种复合赋值等 %LXk9K^]e  
3. 返回固定类型。 t&mw@bj  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Z7JI4"  
4. 原样返回。 +NxEx/{  
  operator, ?%{bMqYJD{  
5. 返回解引用的类型。 igOjlg_Q  
  operator*(单目) L=Dd`  
6. 返回地址。 5Jp@n .  
  operator&(单目) {ogGi/8  
7. 下表访问返回类型。 VHM,W]  
  operator[] |n=m8X  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 p!AQ  
  operator<<和operator>> 2!~ j(_TA  
2etcSU(y>  
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。 -869$  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: REW *6:  
{b<p~3%+Hc  
template < typename Left > 9TO  
struct value_return 2Q|Vg*x\U  
  { 3VCyq7 B^  
template < typename T > 9:!n'mn  
  struct result_1 (5_l7hWY  
  { uWG'AmK_#E  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; isj<lnQ  
} ; #h /-  
Rr^<Q:#"<|  
template < typename T1, typename T2 > r}WV"/]p  
  struct result_2 8niQG']  
  { }z,4IHNn  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; B:n9*<v(  
} ; bo$xonV@y  
} ; b}9K"GT  
YCeE?S1gk3  
ZJP.-`U  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait - tF5$pb'  
#`:60#l  
下面我们来剥离functor中的operator() \'GX^0yK  
首先operator里面的代码全是下面的形式: Al$"k[-Uin  
x,2+9CCU  
return l(t) op r(t) G( nT.\  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) LdU, 32  
return op l(t) wQ2'%T|t  
return op l(t1, t2) y 8];MTl  
return l(t) op 'hVOK(o 0  
return l(t1, t2) op :?RooJ~#  
return l(t)[r(t)] }qmZ  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?)",}X L6  
R{8nR0 0|1  
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: 3`n5[RV  
单目: return f(l(t), r(t)); 3+{hO@ O  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); WWrD r  
双目: return f(l(t)); !!o 69  
return f(l(t1, t2)); 5A7!Xd  
下面就是f的实现,以operator/为例 .o:Pe2C  
QP7EPaW  
struct meta_divide s8WA@)L  
  { z/F(z*'v  
template < typename T1, typename T2 > QD+dP nZu  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) w<J$12 "p+  
  { 2(5wFc  
  return t1 / t2; `2J6Dz"W  
} `;hsOfo  
} ; oE"!  
 n1y#gC  
这个工作可以让宏来做: r7C  m  
yHCQY4/  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ G+m|A*[>  
template < typename T1, typename T2 > \ I = qd\  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; W5 fO1F  
以后可以直接用 R|$=Pfg~4  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) }&y>g0$@  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 m3F.-KPO  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) }-V .upl  
?j ?{} Z  
%a8'6^k  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 C(}9  
6DaH+  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m1]rLeeEt  
class unary_op : public Rettype zST# X}  
  { %Q1v8l.}  
    Left l; R@=ve %a-  
public : Rk"VFe>r  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} viD+~j18  
, *e^,|#  
template < typename T > }UXj|SY  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x@v,qF$K  
      { WB6g i2  
      return FuncType::execute(l(t)); gSZ NsiH  
    } >kz5azV0  
V/"0'H\"1  
    template < typename T1, typename T2 > 6xk"bIp  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9{70l539  
      { /-^gK^  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); W E|L{  
    } a}M7"v9  
} ; bk2 HAG  
GQ2&D}zh  
PLFM[t/  
同样还可以申明一个binary_op j:) (`  
V,|l&-  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > m ~fqZK  
class binary_op : public Rettype y<BiR@%,7  
  { A{x &5yX8  
    Left l; ]8+%57:E  
Right r; EVgn^,  
public : T"kaOy  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} mRj-$:}L  
rU<  H7U  
template < typename T > x:xKlPGd  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const BB--UM{7  
      { *S~. KW[  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); w]tv<U={  
    } Eqp?cKrji  
Mr2dhSQ !  
    template < typename T1, typename T2 > Fdm7k){A  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BxG0vJN|  
      { aNn< NW  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); nLto=tNUO  
    } >5/dmHPc  
} ; o[+1O  
U QXT&w  
.X_k[l9  
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 .g(yTA  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 e<~uU9 lg1  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) }`5%2iG  
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。 fAUtqkB  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Tud[VS?99  
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。。。 &:akom8  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 0e q>  
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) 9S=9m[#y'  
下面是修改过的unary_op hS*3yCE"8  
zoC/Hm  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > >AN`L`%2  
class unary_op fU>"d>6!S  
  { $o/ ?R]h  
Left l; J:#B,2F+^  
  oF]0o`U&a  
public : E`LML?   
Fd5{pM3  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} +Y)rv6}m  
J24UUZ9&$  
template < typename T > H&mw!=FV0  
  struct result_1 ReZ|q5*  
  { B964#4& 9  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; >I]t |RT])  
} ; Z7k {7  
5y}}?6n+  
template < typename T1, typename T2 > .[= 0(NO  
  struct result_2 -M%n<,XN0  
  { Pk~P  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; qZKU=HM  
} ; !rTh+F*  
3<m"z9$  
template < typename T1, typename T2 > HQ/PHUg2  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *ubLuC+b  
  { 9g^@dfBV  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); :#d$[:r#  
} D'Byl,W$   
Uk|Xs~@#E  
template < typename T > d?b2jZ$r]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )l[ +7  
  { UbY-)9==  
  return OpClass::execute(lt(t)); JY9Hqf  
} cU%#oEMf<  
uZm<:d2%)  
} ; A-ir   
> ^n'  
F~W*"i+EZ  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug W`6nMFg  
好啦,现在才真正完美了。 VIAj]Ul  
现在在picker里面就可以这么添加了: (zk'i13#6  
Sh2q#7hf  
template < typename Right > >,uof?  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Xw9,O8}C7  
  { e)!X9><J  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ]~3wq[O  
} zHDC8m  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 9OF5A<%"u  
{YK6IgEsJe  
Z0b1E  
'(^p$=3|@D  
#mx;t3ja7  
十. bind RL.%o?<&?  
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。 L G{N  
先来分析一下一段例子 7lR(6ka&/  
|],{kUIXO  
""CJlqU  
int foo( int x, int y) { return x - y;} I*6L`#j[  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 9co -W+  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 *v l_3S5_  
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。 dr,j~s  
我们来写个简单的。 3~s0ux[  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 6NJ La|&n  
对于函数对象类的版本: 'qQ DM_+  
9XobTi3+'  
template < typename Func > 99 :`58G  
struct functor_trait ]$0{PBndW  
  { ( 5_oH  
typedef typename Func::result_type result_type; AWD &K!  
} ; ={={ W  
对于无参数函数的版本: vQu) uml  
tQo"$ JN}  
template < typename Ret > W=I%3F_C"R  
struct functor_trait < Ret ( * )() > oUltr  
  { :T%,.sH  
typedef Ret result_type; n9cWvy&f  
} ; -}4H'%Z(i  
对于单参数函数的版本: Yk?ux Z4)H  
e!eWwC9u  
template < typename Ret, typename V1 > rLh490@  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ,_\h)R_  
  { PCt&66F   
typedef Ret result_type; RM%l hDFY  
} ; PeT A:MW  
对于双参数函数的版本: 6Oo'&3@  
*J1pxZ^  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > *DDfdn  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > IGu*#>h  
  { RD{jYr;  
typedef Ret result_type; =k3QymA  
} ; m='+->O*'l  
等等。。。 MW'z*r|,  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy /R9>\}.y J  
[h%_`8z  
template < typename Func > {'>X6:  
struct func_return 9Ki86  
  { }Z0)FU +  
template < typename T > e<iTU?eJM  
  struct result_1 q.Z0Q  
  { Nm OQ7T  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; I0Wn?Qq=@  
} ; Haq23K  
eUF PzioW  
template < typename T1, typename T2 > IQ2<Pinv  
  struct result_2 Rg0\Ng4|G  
  { 2S!=2u+7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; e|+uLbN&;c  
} ; nU`vj`K   
} ;  "thfd"-  
szmjp{g0  
Br-y`s~cP  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 #cjB <APY  
#BT= K  
template < typename Func, typename aPicker > {Z-5  
class binder_1 tC|5;'m.2  
  { Fo~C,@/Qt  
Func fn; 2<u vz<B  
aPicker pk; Z(xn-  
public : V :d/;~  
hDmVv;M:  
template < typename T > ='soSnT  
  struct result_1 AbcLHV.  
  { B<:i[~`7t  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; b!7"drge:  
} ; CZwZ#WV6  
I&1Mh4yu  
template < typename T1, typename T2 > i}+dctg/  
  struct result_2 >OiC].1   
  { ?;^_%XSQ*  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Y;-"Z  
} ; zg8m(=k'  
IXd&$h]Lq  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~jF5%Gu  
r"5]U`+  
template < typename T > XUW~8P  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const U$0#j  
  { __3Cjo^6&  
  return fn(pk(t)); @["Vzg!I6"  
} y}#bCRy~.A  
template < typename T1, typename T2 > D }b+#G(m[  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eN}FBX#'  
  { zZ;tSKL  
  return fn(pk(t1, t2)); 7(gQ6?KsZ  
} i3(bg,  
} ; d&R/fIm  
I&>R]DV  
y1k""75  
一目了然不是么? dzbzZ@y  
最后实现bind CHBCi) '6h  
b%|%Rek8  
8V~w3ssz  
template < typename Func, typename aPicker > XPWK"t0 1  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) eDTEy;^o  
  { 0 w@~ynW[  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); <7^_M*F9  
} (sr_& 7A  
8i X?4qj{P  
2个以上参数的bind可以同理实现。 N15{7 ,   
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 1s!hl{n<~  
H6'xXS  
十一. phoenix w="I*7c@  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: n"_EDb  
;=UrIA@y;=  
for_each(v.begin(), v.end(), W P.6ea7k  
( 4(B,aU>y  
do_ 2psI\7UjA]  
[ m$[ \(Z(/  
  cout << _1 <<   " , " ih1SN,/  
] =;@5Ue J  
.while_( -- _1), Y\9uR!0  
cout << var( " \n " ) TS=p8@w}  
) 6Y}#vZ  
); 2psLX  
,F:l?dfB\I  
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: oVmGZhkA@'  
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 |y;+xEl6  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 c*1B*_08  
那么我们就照着这个思路来实现吧: OBb  
,h>0k`J:a  
Kr]F+erJe  
template < typename Cond, typename Actor > LvW9kL+WiQ  
class do_while (Ptv#LSUX  
  { ,gkxZ{Eh  
Cond cd; h-jea1m  
Actor act; G4<'G c  
public : ;QgJw2G  
template < typename T > =b9?r  
  struct result_1 zL)m!:_  
  { na8A}\!<  
  typedef int result_type; Z8nNZ<k  
} ; LD^V="d  
% YU(,83(+  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} EJZl'CR  
2/>AmVM  
template < typename T > ,v)@&1Wh:  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .sjM$#V=  
  { z@<`]  
  do 0v',+-  
    { &XgB-}^:  
  act(t); CS6,mX  
  } =b !f  
  while (cd(t)); 5:56l>0  
  return   0 ; #l:qht  
} X g.\B1d  
} ; r7w&p.?  
>Qt#6X|  
/r}t  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). E!3W_:Bs  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 - n11L  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 n%Nf\z  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 a.c2ScXG  
下面就是产生这个functor的类: (x?A#o>%  
\JN<"/  
,bJZs-P0  
template < typename Actor > e&]XiV'  
class do_while_actor "t4~xs`~X  
  { QLIm+)T  
Actor act; F/@#yQv?  
public : N:gS]OI*  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} JUwP<C[  
(lEWnf=2h  
template < typename Cond > 7{<t]wQq  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; "&L<u0KHG  
} ; 8(uxz84ce  
n;O 3.2  
DB%=/ \U  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 3(vI{[yhT  
最后,是那个do_ 4*m\Zoq>  
E})PNf;  
G^ n|9)CVW  
class do_while_invoker "o[\Aec:  
  { .;*0odxv  
public : i,* DWD+  
template < typename Actor > #lV&U  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const m,)Re8W-  
  { 97$y,a{6  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^B]M- XG  
} inR8m 4c]P  
} do_; hQHV]xW  
h2uO+qEsu  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? zif()i   
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 Wq"pKI#x  
最后来说说怎么处理break和continue ap_(/W  
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。 J+Y&a&j.  
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 或 注册
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五