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
  • 4803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 Vk?US&1q}  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 eiwPp9[08  
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, *Vr;rk  
) ={ H  
-'~61=PD  
X\HP&;Wd  
  class filler I_3{i`g  
  { Q5>]f/LD  
public : B0$.oavC  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} k.Q4oyei  
} ; 6y   
/\ u1q<  
8G?OZ47k#  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: xn,I<dL39  
jrZH1dvE  
8c5%~}kG  
U~s-'-C /  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); \Ws$@ J-M  
-$tf`   
UMj8<Lq)j  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 o6c>sh  
&7Lg) PG  
>%i]p  
NK$BF(HBi  
二. 战前分析 =At)?A9[  
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。 "HrZv+{  
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 #B &%Y6E5  
E0aJ~A(Hv  
xay~fD  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Ae|bAyAK  
  /* --------------------------------------------- */ ,<O|Iis  
vector < int *> vp( 10 ); K~Z$NS^W&  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ;b;Bl:%?  
/* --------------------------------------------- */ *@zya9y9q  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); X-}]?OOs  
/* --------------------------------------------- */ ],xvhfZ"dn  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 53O}`xX!6  
  /* --------------------------------------------- */ .kZ<Q]Vk  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); -PLh|  
/* --------------------------------------------- */ MHF7hk ps}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); tde&w=ec  
F%`O$uXA  
PIZK*Lop  
KAR **Mp+  
看了之后,我们可以思考一些问题: #s3R4@{  
1._1, _2是什么? {^_K  
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。 A? T25<}  
2._1 = 1是在做什么? I|R;)[;X  
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。 VGeyZ\vU  
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。 $ nHf0.V1  
!G~`5?CvE  
#kRt\Fzq  
三. 动工 7O\Qxc\  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CjZIBMGc  
F@rx/3 [  
$J!WuOz4^i  
lOu&4Kq{g  
template < typename T > -mqL[ h,  
class assignment W~d^ *LZt  
  { 3fdqFJ O  
T value; !]2`dp\!  
public : 9Z lfY1=  
assignment( const T & v) : value(v) {} $3yn-'o'A  
template < typename T2 > eh}I?:(a?  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } cs7K^D;.V  
} ; G}#p4 \/  
/[,0,B9!3  
pv@w 8*  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 k4`(7Z  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment ,FWsgqL{l  
a&%v^r[  
y[d>7fcf  
KkyZd9  
  class holder $_Q]3"U  
  { a|kEza,]  
public : gRg8D{  
template < typename T > Q 1[E iM3  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const "`Y.5.  
  { ]@ N::!m  
  return assignment < T > (t); $n_ax\15  
} AGK{t+`  
} ; JV@b(x`  
\fJ _,  
J>Bc-%.Q  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: *IIuGtS  
(Ky$(Ubb#6  
  static holder _1; .'zcD^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ,)Z1&J?  
*Z2#U ?_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +XpQ9Cd  
而不用手动写一个函数对象。 \vF*n Z5/  
aqKrf(Rv  
)W |_f  
_FP'SVa}D  
四. 问题分析 Hl=M{)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。 p61F@=EL  
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。 @f`s%o  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 ,QPo%{:p  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ChRCsu~  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 O ~D]C  
Hk@LHC  
五. 问题1:一致性 !]l;n Fd  
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?| g4}K6)@  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )}i|)^J  
:aWC6"ik-W  
struct holder $\q}A:  
  { l,:> B-FV  
  // 5~{s-Ms  
  template < typename T > *_/n$& I%&  
T &   operator ()( const T & r) const F~wqt7*  
  { Pv3qN{265  
  return (T & )r; $aDkZj  
} y4Lh:;  
} ; tG*HUN?*  
bj7r"_  
这样的话assignment也必须相应改动: ~=gpn|@b  
g96]>]A<{  
template < typename Left, typename Right > Ug8>|wCE  
class assignment <Y+>a#T  
  { ~qkn1N%'  
Left l; DvY)n<U1qA  
Right r; >(C5&3^  
public : v%;Ny ab6$  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} f J+  
template < typename T2 > (x140_TH~  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } T0"q,lrdxV  
} ; Bj* M W  
 |Fe*t  
同时,holder的operator=也需要改动: :&BE-f  
F5%IsAH  
template < typename T > AYv7- !Yk  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const n7pjj  
  { ]:.9:RmEV  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); x\5v^$  
} 0`Y"xN`'i  
@o>3 Bv.  
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。 V?-SvQIk1  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 cXbQ  
J=Hyoz+9  
return l(rhs) = r; ^b6yN\,S  
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。 RuWu#tk  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: V-x/lo]Co  
qL~|bfN  
template < typename Tp > . H9a  
class constant_t b}J,&eYD  
  { 4%5 +  
  const Tp t; E(Zm6~  
public : zXML<?w  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} Ir6g"kwCKq  
template < typename T > 8K2=WYN  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const +Sak_*fq  
  { &;[e  
  return t; PGhYkj2  
} "=!sZO?3  
} ; b=XHE1^rM  
f{)nxd >#  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 W~Q;R:y  
下面就可以修改holder的operator=了 oa6&?4K?F  
 _:HQ4s@  
template < typename T > 6xoCB/]  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 0,j!*  
  { }NKnV3G/Z  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); l!j,9wz7  
} DeTLh($\  
G<Y}QhFU  
同时也要修改assignment的operator() yny1i9 y  
{9- n3j}  
template < typename T2 >  0X}0,  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } C=`MzZbJ  
现在代码看起来就很一致了。 ?Lbn R~/J  
#7=- zda5  
六. 问题2:链式操作 [}`-KpV!;  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Dr5AJ`y9A  
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。 >\[|c  
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。 2#R8}\  
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。 _*CbtQb5  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 3u[5T|D'  
!7Nz_d~n  
template < typename T > W|\$}@>  
struct result_1 Ca ?d8  
  { v$#l]A_D  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; R7/ET"  
} ; i!yE#zew  
CvRO'  
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: q``:[Sz  
*+_+Z DU  
template < typename T > hkx(r5o  
struct   ref ._TN;tR~'  
  { L u1pxL  
typedef T & reference; W{fNZb'  
} ; 5=/j  
template < typename T > i9D<jkc  
struct   ref < T &> 6mV^a kapv  
  { U&0 RQ:B  
typedef T & reference; *vOk21z77d  
} ; T l8`3`e  
ei(S&u<  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: Suy +XHV  
RKy!=#;17  
template < typename T > LvNulMEK  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const 75;g|+  
  { Nf%/)Tk  
  return l(t) = r(t); mX[J15  
} {_UOS8j7  
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。 e*M-y C  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 A+hA'0isF@  
aUq 2$lw1  
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 1u~a*lO}  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 5em*9Ko  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 j7~Rw"(XQc  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 }z5u^_-m  
最后的布局是: ~W-5-Nl{s  
                Add 8=OpX,t(  
              /   \ rUZ09>nDy  
            Divide   5 @.L/HXu-P  
            /   \ UmG|_7  
          _1     3 BbhC 0q"J  
似乎一切都解决了?不。 %H4>k#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。 R p0^Gwa  
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。 C(kL=WD   
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: cVl i^*se  
GOD{?#c$  
template < typename Right > [F 24xC+  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {xf00/  
Right & rt) const Q^):tO]!Ma  
  { *gOUpbtXa  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); WWT1_&0  
} N 1hj[G[H"  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 Wpc8T="q  
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。 %:Z_~7ZR  
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。 >fzFNcO*  
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。 MqRJ:x  
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。 D B(!*6#?  
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? v^B2etiX_  
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: 6[-[6%o#z  
,n$NF0^l  
template < class Action > &Qq|  
class picker : public Action YT6dI"48  
  { ZqX p f  
public : u}89v1._Jn  
picker( const Action & act) : Action(act) {} b-RuUfUn0  
  // all the operator overloaded I8Y #l'z  
} ; 0+/ew8~$  
a}X. ewg  
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。 I.it4~]H  
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: %Z*N /nU  
w<Bw2c  
template < typename Right > z fu)X!t^  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const U:bnX51D4  
  { )FN$Jlo  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); #3?}MC  
} D# gC-,  
=yWdtBng  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > +G)a+r'0Q  
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。 ^Hz1z_[X@  
Q 3/J @MC  
template < typename T >   struct picker_maker Y|buQQ|  
  { ?C']R(fQ\  
typedef picker < constant_t < T >   > result; +[}<u--  
} ; k; >Vh'=X  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > D 4sp+   
  { HSVl$66  
typedef picker < T > result; QOY{j  
} ; ~_ u3_d.  
`1uGU[{x  
下面总的结构就有了: k"6&&  
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。 Pbt7T Q  
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。 IyAD>Q^  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 A9MTAm{  
至此链式操作完美实现。 :*s@L2D6  
D 9UM8Hxi  
U$ ;UW3-  
七. 问题3 -b|"%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。 )iFXa<5h  
O=6[/oc '  
template < typename T1, typename T2 > "28zLo3  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const FIUQQQ\3  
  { u:^sEk"Lk'  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); <GF^VT|Ce  
} !t}yoN n|  
*%*B o9a/  
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: Hbn78,~ .  
kK/XYC 0D  
template < typename T1, typename T2 > qae|?z  
struct result_2 ;]@Pm<f  
  { #qW#>0U  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; hVAatn[  
} ; ,T$ GOjt  
3R-5&!i  
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? g>l+oH[Tv|  
这个差事就留给了holder自己。 P#D|CP/Cu  
    v7\rW{~Jd&  
G#M0 C>n  
template < int Order > }F"98s W  
class holder; 8H|ac[hXK2  
template <> `YqXF=-  
class holder < 1 > `jVRabZ0  
  { .R l7,1\  
public : Pm,.[5uc  
template < typename T > ,RW`9+gx  
  struct result_1 cL][sI  
  { pC #LQ  
  typedef T & result; /4@ [^}x  
} ; z:Z-2WV2o  
template < typename T1, typename T2 > D c;k)z=  
  struct result_2 .(3ec/i4CF  
  { jAU&h@  
  typedef T1 & result; hRMya#%-  
} ; (4Nj3x o  
template < typename T > IUNr<w<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const CD%Cb53  
  { XMdCQ=  
  return (T & )r; [A~ Hl  
} dMCoN8W  
template < typename T1, typename T2 > 6P:fM Y  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0a bQY  
  { 1 b 86@f   
  return (T1 & )r1; aOS,%J^ ?  
} crN*eFeW  
} ; klH?!r&  
E@yo/S  
template <> PG}Roj I  
class holder < 2 > *,IK4F6>:  
  { 3+(lKd  
public : #<Lv&-U<KT  
template < typename T > -*i_8`  
  struct result_1 u0A$}r$L  
  { 2dcvB]T!  
  typedef T & result; jU* D  
} ; ?5/7 @V  
template < typename T1, typename T2 > /sj*@HF=  
  struct result_2 Cs y,3XG  
  { IN.g  
  typedef T2 & result; W)J MV  
} ; /|<S D.:  
template < typename T > U|VL+9#hd  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const l1KgPRmEP  
  { +cSc0:  
  return (T & )r; Ie|5,qw E  
} d4*SfzB  
template < typename T1, typename T2 > L#uU. U=  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const kkWv#,qwU  
  { G]N3OIw&8  
  return (T2 & )r2; &1R#!|h1W  
} &pjj  
} ; |cgjn*a?M  
UoKVl-  
tfZ@4%'  
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> >。 qw?(^uZNW  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: =J)<Nx.gA  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: +:4>4=  
3ce$eZE  
return l(i, j) = r(i, j); `-OzjbM  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Ff(};$/& W  
vSC1n8 /  
  return ( int & )i; \"))P1  
  return ( int & )j; +ima$a0Zyt  
最后执行i = j; *YL86R+U  
可见,参数被正确的选择了。 B+mxM/U[c  
@c'iT20  
{\CWoFht>  
0c`nk\vUy  
c)B3g.C4m  
八. 中期总结 )G Alj;9A$  
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: xr7}@rq"U<  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Dmr*Lh~  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ydo9 P5E  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor rq4g~e!S  
Y0T:%  
af %w|M  
cv-rEHT  
Nw$OJ9$L>  
IGQBTdPUa  
九. 简化 At?|[%< `  
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。 )E*f30  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Q;w [o  
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: 7C 0xKF  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 PfRA\  
  +-*/&|^等 *1{A'`.=\  
2. 返回引用。 l`ZL^uT  
  =,各种复合赋值等 .P aDR |!  
3. 返回固定类型。 Nr~!5XO  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) #qY gQ<TM!  
4. 原样返回。 Qn.dL@W  
  operator, rKUtTj  
5. 返回解引用的类型。 'jfE?ngt  
  operator*(单目) d"06 gp  
6. 返回地址。 \<*F#3U1  
  operator&(单目) (${ #l  
7. 下表访问返回类型。 tWTHyL  
  operator[] #~)A#~4O  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 _.Hj:nFHz  
  operator<<和operator>> `;+x\0@<  
kSzap+nB?  
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。 GEF's#YWK  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: j?m(l,YD|*  
/MY's&D(  
template < typename Left > vj%"x/TP  
struct value_return #e-K It  
  { QK[^G6TI  
template < typename T > i.uyfV&F  
  struct result_1 q i yK  
  { O>qlWPht  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 41<h|WA  
} ; z$R&u=J  
;mQ|+|F6X  
template < typename T1, typename T2 > * 3fl}l  
  struct result_2 g:ky;-G8b  
  { -0kMh.JYR  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; $<nRW*d  
} ; Ig}hap]G  
} ; 5=I({=/>  
e'A_4;~@s  
Os'E7;:1h  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait //BJaWq  
[|oG}'Xz  
下面我们来剥离functor中的operator() 1C{0 R.  
首先operator里面的代码全是下面的形式: C/Tk`C&  
N=Ct3  
return l(t) op r(t) M$%ON>K q  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) %xCL&}bY  
return op l(t) SoM,o]s#y  
return op l(t1, t2) JxtzI2  
return l(t) op <q$Tk,  
return l(t1, t2) op 7HH@7vpJ^  
return l(t)[r(t)] E> GmFw  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?V8Fgd  
XXum2eA  
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: 4"kc(J`c  
单目: return f(l(t), r(t)); t2)uJN`a$X  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); f?tU5EX  
双目: return f(l(t)); Q4-d|  
return f(l(t1, t2)); 7FcZxu\  
下面就是f的实现,以operator/为例 ]pBEoktp  
z2YYxJ c&w  
struct meta_divide 9DhM 9VU  
  { ygnZ9ikh<-  
template < typename T1, typename T2 > hRX9Du`$  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 0.x+ H9z  
  { e8("G[P >  
  return t1 / t2; #X'-/q`.  
} @[9  
} ; 'RKpMdoz  
,]wQ]fpt  
这个工作可以让宏来做: lwX9:[Z  
!9PAfi?  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ .8^mA1fmX  
template < typename T1, typename T2 > \ ^6kl4:{idE  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; <M1*gz   
以后可以直接用 _lkVT']  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 0SYJ*7lPX  
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 S?JCi =  
(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。。。) 7V::P_aUY  
/kG?I_z  
rtz-kQ38R  
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 X,l7>>L{g  
xbhHP2F |  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 8A&N+sT  
class unary_op : public Rettype j[:70%X  
  { C] mp <  
    Left l; i=#\`"/  
public : - @>]iBl  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} |e@1@q(a[]  
Q2ne]MI  
template < typename T > L;")C,CwQ  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const \-]Jm[]^  
      { GBb8 }lx  
      return FuncType::execute(l(t)); I\6C0x  
    } %/w-.?bX  
eR5q3E/;G  
    template < typename T1, typename T2 > eC"e v5v  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const O713'i  
      { ,jC~U s<  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); )u Hat#  
    } [>?|wQy>=  
} ; 4z5qXI/<m4  
rhPv{6Z|7  
& n@hD7=(  
同样还可以申明一个binary_op 6/L[`n"G  
J[?oV;O  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > u-iQ  
class binary_op : public Rettype \Qah*1  
  { jm<^WQ%Cc  
    Left l; 0qFO+nC  
Right r; ) 6QJZ$  
public : c{1)- &W  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} R P~67L  
N*Q*>q  
template < typename T > B"> Ko3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const npkT>dB+  
      { <Nrtkf4-O  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Pzzzv^+  
    } 4K:Aqqhds  
Cj~e` VRhk  
    template < typename T1, typename T2 > F~eYPaEKy!  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >Vq07R  
      { /'DAB**  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4uO88[=  
    } xM<aQf\j  
} ; OCdX'HN5Y  
U~yPQ8jD  
],!}&#|  
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 ZK t{3P  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 B]yO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1)  -V2`[k  
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。 .{t5_,P  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! \\ R<HuTY  
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。。。 {f4jE#a>v  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 _X?_|!;J  
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) [^a7l$fmi  
下面是修改过的unary_op #B?lU"f8q^  
Adiw@q1&  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > |qQ6>IZ  
class unary_op '@KH@~OzRS  
  { Dj=$Q44  
Left l; ]]r ;}$  
  j-/$e,xX  
public : mm#UaEp  
|4/rVj"  
unary_op( const Left & l) : l(l) {}  rwSR  
P*;[&Nn4  
template < typename T > 9wfE^E1  
  struct result_1 ?Mo)&,__  
  { F# 9^RA)9  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ZGh6- /  
} ; ;>ml@@Z  
b (H J|  
template < typename T1, typename T2 > %?V~7tHm>  
  struct result_2 _M8'~$Sg  
  { EVqqOp1$v4  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; eW<NDI&b  
} ; )xU+M{p-os  
6X'0 T}  
template < typename T1, typename T2 > k f Y;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xajt][  
  { |ul{d|  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); % mPv1$FH  
} fA1{-JzV<4  
VPO~veQ  
template < typename T > PQ_A^95  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const AwuhF PG  
  { be-HF;lZe'  
  return OpClass::execute(lt(t)); @`B_Q v@  
} S/eplz;  
-0`n(`2  
} ; er BerbEEH  
{ **W7\h  
*@@dO_%6  
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 "-:g.x*d  
好啦,现在才真正完美了。 j)ln"u0R^B  
现在在picker里面就可以这么添加了: "tJ[M  
vY4}vHH2  
template < typename Right > WyB^b-QmDh  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 73u97oe>1  
  { mcQ A'  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); pR2U&OA  
} wLI1qoDM  
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。 S Cn)j:gH;  
NuF?:L[  
7nxH>.,Q>  
h4ntjk|{i7  
p/LV^TQ  
十. bind GHi'ek<?^  
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。 @+Nf@LJ  
先来分析一下一段例子 fY =:geB  
fO#nSB/ 8  
:! $+dr(d  
int foo( int x, int y) { return x - y;} #Ddo` >`&  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 /Trbr]lWy  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 7&jq  =  
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。 Z"Q9^;0%  
我们来写个简单的。 D\J.6W  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: x<w-j[{k_K  
对于函数对象类的版本: 6e.l# c!1}  
l*CCnqE  
template < typename Func > h{\S'8  
struct functor_trait hfc~HKLC  
  { =?]S8cth  
typedef typename Func::result_type result_type; ][//G|9  
} ; ;2 ?fz@KZ  
对于无参数函数的版本: XCyb[(4  
m#_M"B.cm  
template < typename Ret > &>Z;>6J,  
struct functor_trait < Ret ( * )() > [\fwnS_1  
  { E}0g  
typedef Ret result_type; 1jBIi  
} ; ~-sG&u>  
对于单参数函数的版本: e*I92  
iW9  
template < typename Ret, typename V1 > 5L7 nEia'  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ]TtID4qL  
  { g&. OJ  
typedef Ret result_type; NTCFmdbs 6  
} ; I 5ZDP|  
对于双参数函数的版本: &oZU=CN  
77+3CME{'  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > @x[A ^  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > k %sxA  
  { \j.l1O  
typedef Ret result_type; T.%yeJiE  
} ; y^Q);siSy  
等等。。。 sUiO~<Ozpk  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy oxnI/Z  
_T805<aUW\  
template < typename Func > %'X7T^uE  
struct func_return k7sD"xR3  
  { dxS5-aWy9w  
template < typename T > Cd6th F)  
  struct result_1 33~8@]b  
  { y G mFi  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; at\u7>;.^k  
} ; ]j*uD317  
:7Uv)@iUk  
template < typename T1, typename T2 > '<e$ c  
  struct result_2 4}*.0'Hz  
  { 9`^(M^|c  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; k`z]l;:  
} ; S|6i]/  
} ; xj AU Csq  
f4f)9n  
f?16%Rk<  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (m2_Eh;  
?h| DeD!s  
template < typename Func, typename aPicker > [yc7F0Aw  
class binder_1 =C|^C3HK  
  { xwwL  
Func fn; $n47DW &  
aPicker pk; Z?&ZgaSz  
public : /m^G 99N  
HvZSkq^  
template < typename T > xDS]k]/(T  
  struct result_1 Z@*!0~NH=4  
  { *<"{(sAvk  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; *p\fb7Pu_3  
} ; D=.Ob<m`Z  
k f|J  
template < typename T1, typename T2 > i]@k'2N  
  struct result_2 NweGK  
  { im)r4={ 9  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; P{J9#.Zq&s  
} ; 6V6Mo}QF s  
NMC0y|G  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} V_n tS& 2o  
=@hCc  
template < typename T > -Oz! GX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :v$)Z~  
  { ,iZKw8]f  
  return fn(pk(t)); d{B0a1P  
} bcxR7<T,"9  
template < typename T1, typename T2 > ,I]]52+?4  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tqpi{e  
  { S<i. O  
  return fn(pk(t1, t2)); 2#/sIu-L  
} X(8LhsP  
} ; iO18FfM_  
-r~9'aEs  
Lm1JiP s d  
一目了然不是么? eIf-7S]m  
最后实现bind ,[dvs&-*  
[a~@6*=  
~,8#\]xR  
template < typename Func, typename aPicker > q@ wX=  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) kK:Wr&X0H  
  { &t!f dti  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); tuY= )?  
} cbzS7q<)  
@$%.iQ7A;  
2个以上参数的bind可以同理实现。 W(-son~I  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 e(&u3 #7Nn  
)Q}Q -Zt  
十一. phoenix R,OT\FQ<  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: \TDn q!)?  
Zz 'g&ewo  
for_each(v.begin(), v.end(), `/i/AZ{  
( ^AXH}g  
do_ v5?ct?q  
[  Yg2P(  
  cout << _1 <<   " , " X_Pbbx_j  
] LFYSur8  
.while_( -- _1), Z^WI~B0nt  
cout << var( " \n " ) YzEOfHL,  
) 1C*mR%Q  
); YZ<5-C  
k!WeE#"(  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: ``{GU}n  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor x>A[~s"|N  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 m<*+^JN  
那么我们就照着这个思路来实现吧: !#e+!h@  
Q?`s4P)14o  
D})12qB;u9  
template < typename Cond, typename Actor > \SYeDy  
class do_while &#.>-D{  
  { 2Ib 1D  
Cond cd; sP=^5K`g  
Actor act; ^i3!1cS  
public : aJ1{9 5ea  
template < typename T > d+0= a]  
  struct result_1 W58%Zz4a  
  { A ;|P\V  
  typedef int result_type; 0| =y#`;,Z  
} ; IfI:|w}:"r  
8&qtF.i-6  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} *Z2Ko5&Y2  
`ooHABC  
template < typename T > %ca`v;].  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 6J$I8b#/  
  { ]Qp-$)N  
  do P /q] u  
    { <R_)[{ 7  
  act(t); "%_T7 A ![  
  } <w?k<%( 4  
  while (cd(t)); ^L.'At  
  return   0 ; cveQ6 -`K  
} *Aug7 HlS  
} ; ZcTjOy?  
Ahr  
h b}QtQ  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). - _ %~b  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 'jy e*  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 :<5jlpV(  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 <HpUP!q8v  
下面就是产生这个functor的类: Ufor>  
t"MrrK>T  
P1Iy >%3  
template < typename Actor > 'Ddzlip  
class do_while_actor hyhm{RC?[  
  { 6 Pdao{P  
Actor act; q{f (T\  
public : rD !GEU  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 2{oQ  
oMoco tQ;$  
template < typename Cond > l2Rnyb<;;  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; it-2]Nw  
} ; E!L_"GW  
J 5xZL v  
T~g`;Q%i  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 X7tBpyi  
最后,是那个do_ tv: mjS  
s |o(~2j  
% ;a B#:p6  
class do_while_invoker kcMg`pJ4<  
  { z"FxKN~Z  
public : z*cKH$':  
template < typename Actor > )gAqWbkB  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Q DKY7"H  
  { 4<f^/!9w  
  return do_while_actor < Actor > (act); g\iSc~%?  
} .4<lw  
} do_; f<'D?d)L^  
HJlxpX$_  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? _|;{{8*?  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 z 8#{=e  
最后来说说怎么处理break和continue nFn}  
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。 2 ksbDl}  
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