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
  • 6045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 [|RjHGf  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Y/fJQ6DY  
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, FJ54S  
O)]v;9oER  
^:KO_{3E  
S_ b/DO  
  class filler @0NJ{  
  { !l 6dg&  
public : /Vww?9U;  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} D#Kuo$  
} ; pf&ag#nr  
asVX82<  
},@``&e  
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: 2eb1 lJdS  
3@<zg1.9-  
@?k J).  
Kz?#C  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Z7a945Jd  
[XR$F@o  
nh.32q]  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 h6v077qG  
"rhYCZ B  
O_~7Glu  
7DD&~ZcD  
二. 战前分析 ;9a 6pz<  
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。 ztll}  
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 W 7sn+g \  
`A@w7J'  
E4z)Mr#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 6%Mt  
  /* --------------------------------------------- */ 3=mr "&]r:  
vector < int *> vp( 10 ); K> g[k_  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Na{Y}0=^y  
/* --------------------------------------------- */ 9+=gke  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); YJeyIYCs<  
/* --------------------------------------------- */ C[sh,  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); dT|vYK}\  
  /* --------------------------------------------- */ soRv1)el  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 4?\:{1X=  
/* --------------------------------------------- */ ~`ny @WD9  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); #W>QY Tp  
C1kYl0 zR[  
V!_71x\-Q  
WJH\~<{mP  
看了之后,我们可以思考一些问题: ]6r;}1c  
1._1, _2是什么? ^x>Qf(b  
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。 n2B){~vE  
2._1 = 1是在做什么? NoE*/!Sr  
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。 "Jq8?FoT  
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。 FzQTDu9  
:Qt  
m0n)dje  
三. 动工  {^a36i  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: l e4?jQQ@L  
Yb3mP!3q8Z  
RGKYW>$0RR  
a8k;(/  
template < typename T > d\{>TdyF  
class assignment %ts^Z*3u  
  { 9I27TKy  
T value; v{zMO:3  
public : @hQlrq5c  
assignment( const T & v) : value(v) {} 58\&/lYW  
template < typename T2 > V&8Vw F^-  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } c #-U%qZ  
} ; RqEH| EUZ  
I-y#Ks1p+  
)a 9 ]US^  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 U$]|~41#  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment *4+3ObA  
u0aJu  
"k*PA\U  
$vC1 K5sLk  
  class holder MYJg8 '[j  
  { /Jf.y*;  
public : SDu#Yt&mhh  
template < typename T > {!6/x9>  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 5;0g!&-t#  
  { w(kf  
  return assignment < T > (t); x~xa6  
} -F'b8:m  
} ; Y<1QY?1sd  
H 0+dV3  
.CL^BiD.D  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: M@ed>.  
5N%93{L  
  static holder _1; y_\p=0t8  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 % K(<$!  
^Wxad?@  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); >2bKSh  
而不用手动写一个函数对象。 ?5_7;Ha  
o-}R?>  
\j&^aAp r  
Cmc3k,t  
四. 问题分析 0-~\ W(  
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。 /rUo{j  
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=C{  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 `PY>Hgb  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 nstUMr6  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 8\{^|y9-  
.e_cgad :  
五. 问题1:一致性 z dO#0t N  
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?| }CeCc0M  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 d&Ef"H  
Me 5_4H&Sg  
struct holder ,o)d3g-&g  
  { V}\~ugN)y  
  // BJ% eZ.  
  template < typename T > Mbjvh2z  
T &   operator ()( const T & r) const cJ54s}  
  { 4~B> 9<$e>  
  return (T & )r; +nJUFc  
} 7b<yVP;{  
} ; r$2P;Cxj  
;qrB\j"  
这样的话assignment也必须相应改动: ANgw"&&>(  
K_dOq68_  
template < typename Left, typename Right > % LJs  
class assignment <:?r:fQX  
  { &L^+BQ`O?  
Left l; hZ.Z3`v70  
Right r; .k,kTr$ S  
public : Q=]w !I\  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 9/nn)soC3  
template < typename T2 > l5"OIq  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } mvq&Pj 1}L  
} ; ^Vpq$'!  
^k]XEW{PG  
同时,holder的operator=也需要改动: 1Z9qjV%^  
b j'Xg  
template < typename T > Yl3n2R /U  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ~$~5qwl  
  { M%@!cW  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); #FNcF>3>  
} ]w.;4`l*  
VY3&  
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。 "sG=wjcw^  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 }2e? ?3  
>(;{C<6|^  
return l(rhs) = r; ;72T|e  
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。 6q{HU]N+  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 7(5 4/  
_ ]Z s,Hy  
template < typename Tp >  jrS[f  
class constant_t ?:)]h c  
  { !1ED~3 /X  
  const Tp t; -:na: Vsi  
public : v61[.oS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} #Y4=J 6  
template < typename T > O<,\^[x  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const |cR;{Z8?_  
  { A -b [>} _  
  return t; QnJZr:4b  
} lR(+tj)9uO  
} ; 3d e_V|%  
PF53mUs4  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 *3?'4"B{8  
下面就可以修改holder的operator=了 L>3x9  
F~P%AjAx'  
template < typename T > x= 5N3[5  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const xLC3>>P  
  { aP/T<QZ~  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Wh.?j>vB  
} ]4pkcV P  
LS917ci-  
同时也要修改assignment的operator() ;9c<K  
P3=W|81e  
template < typename T2 > [_}J F}6  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } yp({>{u7  
现在代码看起来就很一致了。 ,d{"m)r<  
"*Tb" 'O  
六. 问题2:链式操作 "\3B^ e,  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 [@5Ytv H  
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。 tV{ 4"Ij9[  
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。 E<Q f!2s$  
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。 FSA1gAW6g  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ]{ntt}3G,  
<OIIoB?t  
template < typename T > 6x%h6<#xh*  
struct result_1 j'HZ\_  
  { <1t*I!e_  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; w.?:SD  
} ; lx[oaCr  
3U7 *>H  
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: ybY]e; v*O  
'coV^~qy  
template < typename T > ;n&t>pBM  
struct   ref ]3X@_NYj  
  { &2{ tF  
typedef T & reference; $7rq3y  
} ; -De9_0#R  
template < typename T > Z|lq b=  
struct   ref < T &> CD~z=vlK-  
  { *1fb}C_  
typedef T & reference; Ir qZi1  
} ; e,Uo#T6J  
xUa{1!Y8  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: P_Gw-`L5T  
v5QqS8u_C  
template < typename T > MP4z-4Y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const XYZ4TeW\1  
  { paD!Z0v&  
  return l(t) = r(t); N<IT w/@^  
} [YUv7|\  
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。 f (F)1  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 f]\CD<g3|E  
UHTvCc  
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 ,Q HU_jt  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: )~HUo9K9  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 &QGdLXOn  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 Y}#J4i0b*  
最后的布局是: P8*=Ls+-F  
                Add >JC  
              /   \ K"4>DaK2P  
            Divide   5 {6_|/KE9_  
            /   \ 4'!c*@Y  
          _1     3 q@nP}Pv&5  
似乎一切都解决了?不。 ]Zyur`  
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。 ih P|E,L=L  
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。 {O7X`'[  
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: bqnNLs<N  
eFL=G%  
template < typename Right > }l],.J\BGX  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {:]9Q Tq  
Right & rt) const 8p@Piy{p  
  { K%F,='P}  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); @M5#S7q";  
} :F{:Z*Fi0  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]jmL]Ny^  
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。 ^wc"&;=c|  
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。 /iJ4{p   
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。 3 %|86:*  
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。 EioB%f3  
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? Vc2A  
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: 49dd5ddr  
C86J IC"  
template < class Action > H=Y{rq@  
class picker : public Action .QN>z-YA6:  
  { fDvl/|62{  
public : & '}/f5s|  
picker( const Action & act) : Action(act) {} g#t[LI9(F[  
  // all the operator overloaded 2|}+T6_q  
} ; !WpBfd>v.I  
+(1zH-^.  
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。  lS'-xEv?  
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: $l|qk  z  
Y#lk6  
template < typename Right > elFtBnL'  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ;o 0&`b?  
  { 6Qy@UfB  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); j&Wl0  
} H s"HID  
yX0dbW~@y  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > KNLfp1!  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 JAX*hGhkh  
Dqe^E%mc  
template < typename T >   struct picker_maker UM6(s@$  
  { eK!V );  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 1PP $XJtyD  
} ; DFd%9*N  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > YGPy@-,E  
  { 9uBM<  
typedef picker < T > result; x"{'&J[hx  
} ; \,7}mdQSv  
(;57Vw  
下面总的结构就有了: km1~yQ"bH  
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。 dnb)/  
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。 \u>"s   
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 K/3)g9Z&io  
至此链式操作完美实现。 d~`x )B(  
$[/&74#0HX  
9J>&29@us0  
七. 问题3 D6G oa(!9d  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 a8i]]1Blz  
846$x$G4  
template < typename T1, typename T2 > B{C??g8/  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .G)(0z("s  
  { :h&fbBH  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 7qg{v9|,  
} R%qGPO5Z\c  
N.]qU d  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: Qkd<sxL  
%y|)=cm[  
template < typename T1, typename T2 > !>e5z|1   
struct result_2 G1"zElug  
  { i]|Yg$  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; G_k~X"  
} ; 1I<rXY(a`  
x-AZ %)N9  
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? 7"w2$*4'0  
这个差事就留给了holder自己。 4x;/HEb7?  
    IuOgxm~Y  
k?z98 >4  
template < int Order > 1!1 beR]  
class holder; ,Td!|~I|j6  
template <> L2pp6bW  
class holder < 1 > '6xQT-sUih  
  { ;M_o)OS3  
public : MwR 0@S}*  
template < typename T > j^;I3_P  
  struct result_1 1Lg-.-V  
  { Sz^5b!  
  typedef T & result; -x'z XvWZ  
} ; q*7zx_ o  
template < typename T1, typename T2 > _=NwQu\_F  
  struct result_2 E 2"q3_,,  
  { tvu!< dxZ  
  typedef T1 & result; mXUGe:e8  
} ; HVP"A3}KC  
template < typename T > pDh{Z g6t  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const /qx0TDB  
  { l411a9o  
  return (T & )r; 3$m4q`J  
} GF>'\@Th  
template < typename T1, typename T2 > @*qz(h]\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 59%tXiO  
  { FRS>KO=3  
  return (T1 & )r1; |R56ho5C  
} g-e #!(  
} ; cFJ-Mkl l  
QR Ei7@t  
template <> }yJ$SR]t  
class holder < 2 > CWNx4)ZGw  
  { Y;e,Gq`  
public : B"v.* %"&/  
template < typename T > }t ;(VynV)  
  struct result_1 :J :, m  
  { Oer^Rk  
  typedef T & result; HS.^y x  
} ; OzQ -7|m'J  
template < typename T1, typename T2 > x)JOClLr  
  struct result_2 u_ '!_T L  
  { qpsv i.S  
  typedef T2 & result; q-`RI*1]  
} ; |<Gl91  
template < typename T > GG0R}',0  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +8#_59;x  
  { .-IkL |M  
  return (T & )r; ?qX)ihe%k  
} 8-lOB  
template < typename T1, typename T2 > v9D22,K-  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const X5khCL Hi  
  { oh KCdT~  
  return (T2 & )r2; (lGaPMEU}  
} ~\cO"(y5:O  
} ; p<&Xd}]"^W  
!TP@- X;  
Ht-t1q  
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> >。 XgxX.`H7  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: x+h~gckLb  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: fsEzpUY:{W  
`zR+tbm  
return l(i, j) = r(i, j); U|5nNiJM  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) +R\vgE68  
+MB!B9M@  
  return ( int & )i; g >'p>}t  
  return ( int & )j; Bcjx>#3?L  
最后执行i = j; DEw8*MN  
可见,参数被正确的选择了。 /\w)>0  
LT~YFS  
qA:#iJ8w  
$%%os6y2v  
2o9$4{}rG  
八. 中期总结 X/; p-KX  
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: $XU5??8  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ZZj~GQL(S  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ~fa(=.h  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor S#b-awk  
`s]4AKBO  
z*a8sr  
{Rear 2  
)%X;^(zKM  
`' 153M]  
九. 简化 YxGcFjJ  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 KT.?Xp:z  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 |T4kqW{  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: Dl&GJ`&:p  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 M0' a9.d  
  +-*/&|^等 JTqq0OD}  
2. 返回引用。 ;D.h 65rr  
  =,各种复合赋值等 R|P_GN6 >  
3. 返回固定类型。 %y<ejM  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) H2r8,|XL  
4. 原样返回。 >|o_wO  
  operator, =l9T7az  
5. 返回解引用的类型。 f7hXQ|$  
  operator*(单目) 3S BZ>  
6. 返回地址。 t0#[#I1+  
  operator&(单目) ` r']^ ,  
7. 下表访问返回类型。 _Hd{sd#xX1  
  operator[] + zkm(  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 #Y93y\  
  operator<<和operator>> kLS(w??T  
<8 #ObdY!  
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。 `*\{.;,]#  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: DXQi-+?  
}E}8_ 8T6  
template < typename Left > ~JuKV&&}K  
struct value_return quo^fqS&a  
  { 6<5Jq\-h  
template < typename T > >?YNW   
  struct result_1 \Xt) E[  
  { \;]kYO}  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; JeY' 8B  
} ; (D{Ys'{q  
eeUp 1g  
template < typename T1, typename T2 > PK&2h,Cu+  
  struct result_2 2N~ E' 25  
  { #^&jW  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; GIv){[i  
} ; 2 [!Mx&^  
} ; sFb4`  
(tl}q3U  
>sj bK%  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ^GYq#q9Q  
5]7&IDA]]9  
下面我们来剥离functor中的operator() IbWPlbH  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ?z"KnR+?Q  
V+w u  
return l(t) op r(t) i~&c|  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) -{9Gagy2&  
return op l(t) >Wh3MG6  
return op l(t1, t2) 3ViM ?p  
return l(t) op XLTD;[jO  
return l(t1, t2) op =J@`0H"  
return l(t)[r(t)] P Tnac  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] qa}>i&uO  
[[qwaI  
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: u fw cF*  
单目: return f(l(t), r(t)); BDpF }  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); '@:[axu  
双目: return f(l(t)); viuiqs5[Bi  
return f(l(t1, t2)); *\LyNL(  
下面就是f的实现,以operator/为例 h39e)%x1  
 q{X T  
struct meta_divide jX|=n.#q  
  { abZdGnc  
template < typename T1, typename T2 > ^'B-sz{{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)  #[ :w  
  { +p?hGoF=  
  return t1 / t2; cw+g z!!  
} w4{y "A  
} ; n(jjvLf  
xeB4r/6  
这个工作可以让宏来做: feCqbWq:  
Z( #Ln  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\  C6)R#  
template < typename T1, typename T2 > \ pGGV\zD^  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; B~_Spp  
以后可以直接用 -SJSTO[/J  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) baIbf@t/  
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 v[D&L_  
(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。。。) g9qC{x d  
?f@ 9nph  
%FlA ":W  
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 B+Q+0tw*i  
C<t RU5|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > y#bK,}  
class unary_op : public Rettype M]B3vPA/v  
  { -gSj>b7T  
    Left l; ! IgoL&=  
public : l7Y8b`  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} RH=$h! 5  
9>{t}I d  
template < typename T > e;;):\p4  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const A|C_np^z2  
      { E&9!1!B  
      return FuncType::execute(l(t)); qwP$~Bj  
    } ,|iy1yg(  
Wo2 v5-  
    template < typename T1, typename T2 > F(E<,l2[  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fD(7F N8  
      { hA5,w_G/  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Q,n4i@E  
    } Q!x`M4   
} ; IwM8#6;S~  
.d e  
Ym:{Mm=ud  
同样还可以申明一个binary_op x?rbgsB5&  
vQy$[D*  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > \KN dZC?V2  
class binary_op : public Rettype 4$F:NW,v:)  
  { W'V@  
    Left l; pEkOSG  
Right r; J& )#G@fRX  
public : eB7>t@ED  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} v}&#f&q!  
W8x[3,gT  
template < typename T > T|!D>l'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ru DP529;  
      { OFIMi^@  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); /4^G34  
    } o|+E+l9\  
IJldN6&\q  
    template < typename T1, typename T2 > K Ka c6Zj  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Gxo# !  
      { zfirb  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); xHm/^C&px  
    } jjX'_E  
} ; &7fY_~)B  
m:b^,2"g  
'qdg:_L"  
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 6EZ1YG}  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 )>?! xx_`  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) b#Jo Xa9  
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。 w[e0wh`.  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! {zY`h6d  
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。。。 g>UBZA4  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 L>0!B8X2  
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) ~Vwk:+):  
下面是修改过的unary_op hTDV!B-_(  
(LRNU)vD7$  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > k?o^5@b/  
class unary_op 4|FRg  
  { _k6x=V;9g  
Left l; k{?!O\yY  
  ^=Q8]W_*  
public : Z@;jIH4 (  
-QN1oK@\mE  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} /SbSID_a  
Q@7l"8#[t  
template < typename T > ESn6D@"  
  struct result_1 7t ZW^dF  
  { GSC{F#:z  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 3fm;r5  
} ; A<mj8qz  
uE"5cq'B/  
template < typename T1, typename T2 > $K+4C0wX`  
  struct result_2 +.S#=  
  { >g>f;\mD7$  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; umZlIH[7  
} ; |sA4:Aq  
Jq=00fcT+  
template < typename T1, typename T2 > rny@n^F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const }A^ 1q5  
  { kuWK/6l4  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); u+I3IdU3  
} $dlnmNP+  
UedvA9$&;  
template < typename T > BjH~Ml2  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a];BW)  
  { yB0jL:|a  
  return OpClass::execute(lt(t));  KYnW7|*  
} =''mpIg(  
~!8%_J_  
} ; hZp=BM"bJ  
*eHA: A_I  
8FxcI!A@  
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 ]cx"  
好啦,现在才真正完美了。 V<7R_}^_7  
现在在picker里面就可以这么添加了: 8|w5QvCU?3  
9=Y,["br$_  
template < typename Right > N90\]dFmy  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ?l6>6a7  
  { 08zi/g2 3  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); >v^2^$^u  
} ."~7 \E> t  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 1bV2  
9X 5*{f Y  
]NaMZ  
"2)+)Db  
>Sc$R0  
十. bind wm); aWP  
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。 (Wm/$P;  
先来分析一下一段例子 2"pE&QNd  
9F2P(aS  
!Z#_X@NFc  
int foo( int x, int y) { return x - y;} YWt"|  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 - XE79 fQ  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 844tXMtPB\  
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。 Ck ~V5  
我们来写个简单的。 S[W9G)KWp  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: (P E# Y(  
对于函数对象类的版本: o7_MMeQ4  
v YRt2({}Z  
template < typename Func > Fpj6Atk  
struct functor_trait #,f}lV,&  
  { F<PWBs%  
typedef typename Func::result_type result_type; s`8M%ZLu  
} ; $$2S*qY  
对于无参数函数的版本: n:5O9,umZ  
&+E'1h10  
template < typename Ret > 2x<Qt2"  
struct functor_trait < Ret ( * )() > /RA1d<~$q  
  { {Y3_I\H8{  
typedef Ret result_type; \3n{w   
} ; Sb:zN'U  
对于单参数函数的版本: GL;x:2XA  
w8m8r`h  
template < typename Ret, typename V1 > ,? 0-=o  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > %=NM_5a}]  
  { egxJ3.  
typedef Ret result_type; }5o~R~H  
} ; ^*cMry  
对于双参数函数的版本: @yU!sE:  
M5cOz|j/*R  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > a'_MhJzs  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > fG8}=xH_&  
  { G*vpf~q?  
typedef Ret result_type;  Vq .!(x  
} ; *O(/UVuD\  
等等。。。 .yK\&q[<  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy )}k?r5g  
.WL\:{G8;  
template < typename Func > e_>rJWI}  
struct func_return [x$eF~Kp  
  { S1H47<)UF  
template < typename T > ~`G;=ITo  
  struct result_1 $+lz<~R  
  { {0A[v}X ~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; rx}ujjx  
} ; pU:C =hq4  
d}wa[WRv   
template < typename T1, typename T2 > 2vh!pez_  
  struct result_2 s_ GK;;  
  { -_{C+Y_  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }GoOE=rhY  
} ; 5|6z1{g8  
} ; p E(<XD3Q  
'&pf  
s!j(nUd/  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 +]S;U&vQ  
shDt&_n  
template < typename Func, typename aPicker > ^7~SS2t!  
class binder_1 8JtI&aH-L  
  { w371.84  
Func fn; ~G{$P'[  
aPicker pk; CQ8o9A/  
public : G7/?hky 0.  
YzhN|!;!k  
template < typename T > cT>z  
  struct result_1 "f&i 251  
  { 1(:=j Ofk  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; bW 86Iw  
} ; j0pvLZjM  
B GEJiLH  
template < typename T1, typename T2 > LKf5r,C  
  struct result_2 #o r7T^  
  { S"KTL*9D  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; :S+U}Sm[  
} ; &Xl_sDvt  
3U9+l0mBa  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} /H;kYx  
]!tYrSM!  
template < typename T > ^zWO[$n}tP  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ~gi( 1<#  
  { @'<j!CqQ o  
  return fn(pk(t)); &W!d}, ;  
} F&L?J_=  
template < typename T1, typename T2 > aD/,c1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2`FsG/o\T~  
  { ?;KJ (@Va  
  return fn(pk(t1, t2)); h$ETH1Ue  
} HyX4ob[X  
} ; 4|Gs(^nU  
rd 35)  
dpGQ0EzH^  
一目了然不是么? 6m{$rBR  
最后实现bind N>6yacTB  
hA,rSq  
:{N3o:  
template < typename Func, typename aPicker > .vOpU4  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) HH~  du  
  { x+:,b~Skk  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); nhX p_Z9  
} fddbXs0Sn  
a9EI7pnq  
2个以上参数的bind可以同理实现。 U`nS` p  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 RAuAIiQ  
5wFS.!xD  
十一. phoenix yE|} r  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: < ,cIc]eX  
g d}TTe  
for_each(v.begin(), v.end(), ]S2[eS  
( dZiWVa  
do_ <:;:*s3]  
[ +i_f.Ipp  
  cout << _1 <<   " , " NF\^'W@N  
] , a_{ Y+  
.while_( -- _1), J!fc)h  
cout << var( " \n " ) ND9>`I 5  
) A&lgiR*ObT  
); ' /<b[  
sd@gEp)L  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: E0B2>V  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor |&RX>UW$W  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 Qbt>}?-  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ^sn>p}Tg  
NG W{Z~l  
V45Udwp ^  
template < typename Cond, typename Actor > +xdFkc  
class do_while f{5| }PL  
  { Yl~?MOk  
Cond cd; @P5@ &G  
Actor act; ecI 2]aKi  
public : ~rJw$v  
template < typename T > Y*`A$  
  struct result_1 u{nWjqrM*5  
  { (5DGs_>  
  typedef int result_type; % ih7Jt  
} ; vyOC2c8  
QZa#i L  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 'xXqEwi4  
{UC<I.5X  
template < typename T > 4N=Ie}_`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }%d-U;Tt2  
  { #5:A?aj  
  do ! E#.WX  
    { }' 0Xz9/ l  
  act(t); Ollv _o3  
  } 8=o5;]Cg  
  while (cd(t)); ?CZD^>6  
  return   0 ; \bQ!> l\  
} 3udIe$.Q  
} ; >N1]h'q>  
m7eIhmP  
jz7ltoP  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). bYB}A :  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 v oS"X  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Y@S6m@.$  
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。 $ 14DTjj  
下面就是产生这个functor的类: vFC=qLz:  
WB [G!'  
q>4i0p8^  
template < typename Actor > LP6FSo~K  
class do_while_actor {u6fa>R&$  
  { ,(W98}nB  
Actor act; I>o; %}  
public : }JMkM9]  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} JJ=is}S|  
rAw1g,&  
template < typename Cond > xKzFrP;/{  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; &B0&183  
} ; X0QS/S-+  
Cj\+u\U#  
mg/kyua^  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 +p<R'/  
最后,是那个do_ je3n'^m  
cB=u;$k@*  
N;pr:  
class do_while_invoker Qf(e'e  
  { ^Es)?>eah  
public : c} ET#2,  
template < typename Actor > P]{.e UB@c  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const <qY>d,+E'  
  { '[8jm=Q#'  
  return do_while_actor < Actor > (act); tvxcd*{  
} Qs X59d  
} do_; 5mVu]T`  
.: ;Hh~  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? \9zC?Cw  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 .3&OFM  
最后来说说怎么处理break和continue +%9Y7qol  
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。 e-=PT 1T`  
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