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
  • 4808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 j5og}P q:  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。  ZpMv16  
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, =>kg]  
+o'xyR'(  
aX zb]">  
.R#-u/6g(  
  class filler lMG+,?<uK&  
  { [qxU \OSC  
public : )\PX1198  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} OjNOvh&N  
} ; ~d3@x\I?  
,CN (;z)  
m`):= ^nC  
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: .5AFAGv_c  
+FAxqCkA  
nLmF5.&  
o4OB xHKy  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); <6s@eare8  
@2mWNYHR*>  
rA^=;?7Q  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 bBV03_*  
q#I'@Jbj  
~H:=p  
U&{w:P  
二. 战前分析 8aC=k@YE  
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。 CBNt _y  
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 mIp> ~  
s diWQv  
mq:WBSsV  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); +IWf~|s  
  /* --------------------------------------------- */ K :kb&W  
vector < int *> vp( 10 ); dG8mE&$g  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); }s:3_9mE  
/* --------------------------------------------- */ :WsHP\r  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); /Oi(5?Jn  
/* --------------------------------------------- */ [8q`~S%-]  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Qa\,)<'D:  
  /* --------------------------------------------- */ )_n(u3'  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); $CJf 0[|  
/* --------------------------------------------- */ cui%r!D  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); /d">}%Jn  
m@lUJY  
*M*WjEOA  
C9!FnvH  
看了之后,我们可以思考一些问题: B/qN1D]U.  
1._1, _2是什么? l'M/et{:  
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。 $7]?P;$  
2._1 = 1是在做什么? KATf9-Sz  
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。 c~ vql4  
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。 _cC1u7U9  
xf8[&?  
-ah)/5j  
三. 动工 Qx3eEt@X5]  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: !`4ie  
/OB)\{-  
Z!Z{Gm3  
9<iM2(IW{  
template < typename T > MxUbx+_N  
class assignment ),y`Iw  
  { 8~yP?#p  
T value; &<_q00F  
public : :Ny[?jt c  
assignment( const T & v) : value(v) {} gm n b  
template < typename T2 > h-sO7M0E]  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ->o[ S0  
} ; r$-P  
8a]g>g  
7=yjd)Iy9m  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 );y ZyWDV  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment dtTfV.y4w  
7cWeB5 e?O  
[i.c;'Wy/  
e=p_qhBt  
  class holder Vgkj4EE  
  { FGie*t  
public : +'iqGg-  
template < typename T > TQ :e! 32  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 1Y;.fZE  
  { 2hso6Oy/v{  
  return assignment < T > (t); 2xiE#l-V2  
} EYZ&%.Sy5  
} ; OwPHp&{ Y  
!4gHv4v ;  
#@5VT* /7  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: ^c/3 !"wK  
<gGO  
  static holder _1; )E7wBNV   
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *GY8#Az  
=Ti@Y  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); %X^qWKix}m  
而不用手动写一个函数对象。 4p+Veo6B  
i%F2^R@!q/  
v@ qDR|?^  
0_-o]BY  
四. 问题分析 Rq e|7/As  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 ZZwIB3sNhf  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 J%B/(v`  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 V@s93kh  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 _ G t;=  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 6R8>w,  
:;hX$Qz  
五. 问题1:一致性 %Ie,J5g5  
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?| %K8YZc(&  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 a5O$he  
0H.bRk/P+  
struct holder f%1\1_^g  
  { UWhHzLcXh  
  // `F1Yfm jZT  
  template < typename T > 4+nZ4a>LH?  
T &   operator ()( const T & r) const |+JO]J#bc  
  { p,|)qr:M  
  return (T & )r; @jjxgd'%&  
} ,3eN&  
} ; }.U(Gxu$  
$bF+J8%D  
这样的话assignment也必须相应改动: \6.dGKK  
,' t&L]  
template < typename Left, typename Right > F Pjc;zNA  
class assignment (fr=[m$`  
  { iRcac[uV  
Left l; z.\\m;s  
Right r; y!:vX6l  
public : e]ST0J"  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} TOgH~R=  
template < typename T2 > vN@04a\h  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } v0(}"0  
} ; 3D5adI<aq"  
Y*A y=@z=y  
同时,holder的operator=也需要改动: ",[/pb  
bF*Kb"!CF  
template < typename T > nRw.82eK.  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const kB5y}v.3 S  
  { 7h!nt=8Y  
  return assignment < holder, T > ( * this , t);  P s|[  
} #K$0%0=M  
>Wx9a"H^(  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 W>Pcj EI  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 %}-ogi/c  
V4CA*FEA  
return l(rhs) = r; r4gLoHD)  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 'Z,7{U1P  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: *%_M?^  
Au/'|%2#(  
template < typename Tp > \>EUa}%xn  
class constant_t g2}aEfp!H  
  { v;g,qO!LJ  
  const Tp t; 8'fF{C  
public : RtxAIMzh?  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3m21n7F4*  
template < typename T > /:BC<]s  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const  ;0$qT$,  
  { )' ,dP)b  
  return t; f*hnzj  
} k%sA+=  
} ; ;[g~h |{6  
A,4} $-7  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4\ )WMP  
下面就可以修改holder的operator=了 MIZ!+[At  
iWUxB28  
template < typename T > e$Y7V  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =*6frC~  
  { tBwPB#:W  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); sT<h+[2d  
} |pU>^  
j\Fbi3H  
同时也要修改assignment的operator() ZD$I-33W  
G%i&C)jZ  
template < typename T2 > ~"wnlG-:  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } @^-f +o  
现在代码看起来就很一致了。 }095U(@  
 s-&i!d  
六. 问题2:链式操作 u8<Fk !  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 4IM&#_6  
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。 aK,\e/Oo  
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。 m{lS-DlRg  
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。 6 {3ql:  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 9NU-1vd~  
LA6Ik_-F  
template < typename T > rXe+#`m2  
struct result_1 I3l1 _  
  { bOV]!)o  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; mryT%zSlM  
} ; v"J|Ebx  
cj[%.M5iBA  
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: cyL|.2,  
oK"#*n  
template < typename T > T0\[": A  
struct   ref Zyz)`>cB  
  { iq 8Hq)I]  
typedef T & reference;  f|yq~3x)  
} ; 1JI7P?\B  
template < typename T > /wHfc[b>  
struct   ref < T &> Dl}va  
  { Fy_~~nI0  
typedef T & reference; ??P3gA  
} ; [t5 Dd  
)hK;27m4  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: UC00zW<Z@"  
H a`V"X{}  
template < typename T > Z$)jPDSr  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const B|;?#okx  
  { |l?*' =  
  return l(t) = r(t); gvP.\,U  
} ^c sOXP=Yp  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 8Y;>3z th7  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 kh>i#9Ie  
k.H4Mf(4  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 C\ cZ  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 5Ak>/QF9  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 %8|?YxiZ:  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {?IUf~<  
最后的布局是: bGB5]%v,  
                Add +2s][^-KV  
              /   \ z}7U>y6`  
            Divide   5 cn_*,\}  
            /   \ LQ"xm  
          _1     3 H.2aoZ-w  
似乎一切都解决了?不。 l W Lj==  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 v(jZ[{x@  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 @Z9>E+udQ  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: }iB>3|\  
Z2k5qs7g  
template < typename Right > ` B+Pl6l)F  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const TiI3<.a!  
Right & rt) const .ldBl  
  { piPV&ytI  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); (G{2ec:?  
} ~$ 4!C'0  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 v%Su#xq/  
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。 T@N)BfkB  
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。 qNbgN{4  
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。 :HN\A4=kc(  
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。 @'?7au ''  
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? .[o?qCsw  
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: d1d:5 b  
~NO'8 Mr  
template < class Action > 0a v2w5>af  
class picker : public Action z8w@pT  
  { [\pp KC  
public : 9 J~KM=p  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 5cC)&}I  
  // all the operator overloaded t-J\j"~%+  
} ; _,|N`BBqd  
A4VV y~sd  
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。 t3aDDu  
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: D?? \H\  
CK} _xq2b  
template < typename Right > kS(v|d  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const `[.4SIah  
  { o}lA\A  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); K db:Q0B  
} \F),SL  
_ ~E_#cNn  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > _VAX~Y]  
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。 +WFa4NZ  
@)Sd3xw[  
template < typename T >   struct picker_maker 0[SrRpD  
  { .?-]+ -J?`  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 1BA5|  
} ; A ]~%<=b  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > [c#?@S_  
  { 5!^?H"#c  
typedef picker < T > result;  EoHrXv  
} ; o_%gFV[q  
'tzN.p1O  
下面总的结构就有了: q8f nUK?i  
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。 j2,w1f}T  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 NpxND0  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 DP7B X^e  
至此链式操作完美实现。 Pt %EyFG  
BYsQu.N  
F%e5j9X`  
七. 问题3 P}bwEj  
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。 tp=/f !bv  
/hbdQm  
template < typename T1, typename T2 > ST^{?Q  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o^& nkR  
  { cP(is!  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); X0gWTs  
} `}&}2k  
}Fgp*x-G  
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: ,zH\&D$>u  
3gU*,K7  
template < typename T1, typename T2 > R//S(eU68\  
struct result_2 /c-%+Xd  
  { {'eF;!!Dy  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ]5i]2r1  
} ; m^ [VM&%  
_f~m&="T!  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? e.pq6D5  
这个差事就留给了holder自己。 sBm/9vu  
    Fo[=Dh*AqU  
 k8ej.  
template < int Order > p3z%Y$!Tm  
class holder; I=Xj;\b  
template <> \{M/Do:  
class holder < 1 > 5Gsjt+ o  
  { [+Y;w`;Fq  
public : Nc[V kJ]  
template < typename T > ,O ]AB  
  struct result_1 9jTm g%  
  { 5!^DKyw:  
  typedef T & result; *f( e`3E  
} ; 92S,W?(  
template < typename T1, typename T2 > ?{*/VJl$  
  struct result_2 .LHzaeJCX  
  { K_E- Hgg_  
  typedef T1 & result; R?GF,s<j  
} ; :yC|Q)  
template < typename T > WL/9r *jW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const YO^iEI.  
  { W0>fu>  
  return (T & )r; H g;;>  
} AIa#t#8${  
template < typename T1, typename T2 > (dVrGa54  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 0] $5jW6]  
  { /N82h`\n  
  return (T1 & )r1; 0I@Cx {$  
} ac??lHtH9  
} ; +zn207 .`  
@&M$oI$4*  
template <> 0vm}[a4+i;  
class holder < 2 > JqYt^,,Q:  
  { n^Sc*7  
public : uA2-&smw  
template < typename T > f$^+;j  
  struct result_1 [?Ub =sp  
  { j>t*k!db  
  typedef T & result; -S%)2(f^  
} ; KdB9Q ;  
template < typename T1, typename T2 > |;6l1]hk6  
  struct result_2 K~JXP5`(  
  { MW6KEiQ"  
  typedef T2 & result; @:"GgkyDl#  
} ; koAM",5D  
template < typename T > jIs2R3B  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #[{xEVf  
  { mjz<,s`D  
  return (T & )r; '+{dr\nJ  
} l]o)KM<  
template < typename T1, typename T2 > 6 C|]Fm  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 'uOzC"_yF  
  { iNAaTU  
  return (T2 & )r2; HfgK0wIi  
} =q-HR+  
} ; Rr>h8Ni <  
hPHrq{YZ  
Du2v,n5@  
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> >。 N>}2&'I  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: X@n\~[.B  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: AE"E($S`  
L/R ES  
return l(i, j) = r(i, j); @)YQiE$  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) XUyoZl?  
a \PvRW*I  
  return ( int & )i; \7Fkeo+  
  return ( int & )j; E5b JIC(  
最后执行i = j; p-t*?p C  
可见,参数被正确的选择了。 +2+wNFU  
?hQ,'M2  
rX<gcntv  
.5~W3v <  
Z/ypWoV(  
八. 中期总结 _("&jfn  
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: ?w[M{   
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 g$f ;  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 8>|@O<2\  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 0w_2E  
8/y~3~A{D  
}w)`)N  
>%D=#}8l@  
.{|AHW&0<  
!cWnQRIt_F  
九. 简化 wCb%{iowH  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 <C'S#5,2  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Ay Obaa5  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: 3[jk}2R';p  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ^:RDu q  
  +-*/&|^等 Nh[{B{k  
2. 返回引用。 Uieg4Iro  
  =,各种复合赋值等 *ppb 4R;CW  
3. 返回固定类型。 j;k(AM<  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 92k}ON  
4. 原样返回。 -~HlME *~f  
  operator, e]+ [lq\p@  
5. 返回解引用的类型。 c[Mz#BWG  
  operator*(单目) (Rc 0l;  
6. 返回地址。 M\s^>7es  
  operator&(单目) -0) So  
7. 下表访问返回类型。 ~"*;lT5KX  
  operator[] B43o_H|s  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 pw7_j;}l  
  operator<<和operator>> UI4Xv  
Vo%UiVHy  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 diLjUC`69  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ,QpDz{8  
d\ &jl`8*  
template < typename Left > O;A/(lPW+  
struct value_return ]rh)AE!Y(  
  { "iof -b=ys  
template < typename T > ?ExfxR!~  
  struct result_1 \\D~Yg\#  
  { A*h)p@3t<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; [^gSWU  
} ; bz~-uHC  
_l?5GLl_F$  
template < typename T1, typename T2 > ^/Hj^4~_U  
  struct result_2 wBcDL/(>  
  { y^C; ?B<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; *4zVK/FJ  
} ; "z }bgy  
} ; r[$Qtj Q  
FVsNOU  
w?AE8n$8  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Oz9k.[j(  
;e0>.7m  
下面我们来剥离functor中的operator() +{/zP{jH  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 'Ph4(Yg  
K@{jY\AZNx  
return l(t) op r(t) <EI'N0~KG  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) T T0O %  
return op l(t) Y5 4*mn  
return op l(t1, t2) v] *W*;  
return l(t) op p Nu13o~  
return l(t1, t2) op %a/O7s6  
return l(t)[r(t)] 0zpP$q$  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ,Z%!38gGsu  
gzDb~UEoF  
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: 9w Kz p  
单目: return f(l(t), r(t)); q_f v1U3  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); tazBZ'\c  
双目: return f(l(t)); _>5BFQ_  
return f(l(t1, t2)); Y@.> eS  
下面就是f的实现,以operator/为例 9GZF39w u  
d1j v>tu  
struct meta_divide /]xd[^  
  { j.C C.[$g  
template < typename T1, typename T2 > i=2+1 ;K  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) vfhip"1  
  { HIh oYSwB  
  return t1 / t2; c2"eq2'BS  
} zMrZ[AU  
} ; ^:-%tpB#!  
9/s-|jD  
这个工作可以让宏来做: 8}\"LXRbo  
&P ;6P4x  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ "<O?KO 3K  
template < typename T1, typename T2 > \ ~[9 ]M)=O0  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; k5xirB_  
以后可以直接用 n? s4"N6  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) f\(Kou$  
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 jv0e&rt  
(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。。。) >8NQ8i=]V1  
5. l&nt'  
`Ze fSmb  
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 FpRK^MEkG  
_X.M,id  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ar'5kPzY>  
class unary_op : public Rettype .Yu,&HR  
  { d&'6l"${  
    Left l; 50H[u|  
public : mI`dZ3h  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} FyS K&  
98O z  
template < typename T > 1g/mzC   
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Bv=Z*"Fv  
      { alu`T c~  
      return FuncType::execute(l(t)); /|DQ_<*  
    } <g%xo"  
*smo{!0Gg  
    template < typename T1, typename T2 > `aI%laj&M  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?y04g u6p  
      { :!A@B.E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Q'=!1^&  
    } aVtwpkgZ  
} ; etDB|(,z  
(8ymQ!aY  
,vhR99g{  
同样还可以申明一个binary_op gVl#pVO`N  
OIWo* %  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > $4M3j%S  
class binary_op : public Rettype ]CL70+[^9  
  { L]tyL)  
    Left l; G/`_$ c  
Right r; tIvtiN6[|l  
public : 7PvuKAv?k  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |F=^Cu,  
O>>8%=5Q  
template < typename T > W4|;JmT.r  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const QWP_8$Q  
      { &`%C'KZ  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ?D~uR2+Z  
    } 1IsR}uLh  
FQ4rA 4  
    template < typename T1, typename T2 > )i>KYg w  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >%[W2L\'  
      { 5y~[2jB:  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); UmJg-~  
    } B=p'2lla  
} ; ><DE1tG  
a[JgR/E@x  
u@|yw)  
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 #\M<6n{  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @rdC/=Y[  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) fAm2ls7c  
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。 4@Qq5kpk*  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! $H 9xM  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 C/$IF M<  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 lwB!ti  
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) s-DtkO  
下面是修改过的unary_op w])Sz*J  
&S{F"z  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > KG?]MVXA  
class unary_op T<?;:MO88  
  { >ylVES/V  
Left l; >9klh-f  
  doa$ ;=wg  
public : Q7s1M&K  
z(=:J_N  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} =wQ=`  
93rE5eGs  
template < typename T > +l#2u#e  
  struct result_1 npF[J x[  
  { n-Xj>  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; =sm(Z ;"  
} ; YUH/ tl  
M1i|qjb:l  
template < typename T1, typename T2 > Psv!`K  
  struct result_2 prWid3}  
  { 'SY &-<t(  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; g$tW9 Q  
} ; BCj&z{5"7e  
 ?b0\[  
template < typename T1, typename T2 > (o|E@d  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 'K!kJ9oqe  
  { Mc6y'w  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2));  96BMJE'  
} K$Ph$P@   
izxCbbg  
template < typename T > I5~DC  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const F, "x~C  
  { wfdFGoy(  
  return OpClass::execute(lt(t)); F~Li.qF  
} We ->d |=  
oK>,MdB  
} ; p#kC#{<nE  
s5pY)6)  
TQou.'+v  
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 2*M*<p=v  
好啦,现在才真正完美了。 d.Z]R&X08  
现在在picker里面就可以这么添加了: r~TT c)2  
MXy{]o_H~  
template < typename Right > aI<~+]  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 1gE`_%?K  
  { bm4W,  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 1mX*0>  
} 1 W0;YcT]  
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。 x6t;=  
|^F-.Z  
eZ!k'bS=  
Vo%d;>!G\;  
$o/>wgQY-  
十. bind @2mP  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 9ZBF1sMg  
先来分析一下一段例子 [a3 0iE  
"jHN#}  
CytpL`&^]  
int foo( int x, int y) { return x - y;} pR"qPSv'  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 -db+Y:xUZ  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 z)%1i  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 C gx?K]>y  
我们来写个简单的。 -  -G1H  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: k mj m6  
对于函数对象类的版本: B /W$RcV  
E ( @;p%:  
template < typename Func > F MVmH!E  
struct functor_trait oo!g?X[[  
  { qo@dFKy  
typedef typename Func::result_type result_type; asg>TO W  
} ; o >Lk`\  
对于无参数函数的版本: US4Um>j  
$ZS9CkN  
template < typename Ret > -?W@-*J  
struct functor_trait < Ret ( * )() > | 6>_L6t  
  { aM~fRra7  
typedef Ret result_type; f2wW2]Fg  
} ; L3AwL)I   
对于单参数函数的版本: zqh{=&Tjx  
Db=gS=Qm  
template < typename Ret, typename V1 > gnXjd}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > +a/o)C{  
  { W(aRO  
typedef Ret result_type; -e~U u  
} ; @m V C  
对于双参数函数的版本: qN@a<row&~  
o!~bR  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > to3J@:V8e  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > d<'xpdxc  
  { |Z ,G  
typedef Ret result_type; Q7|13^ |C  
} ; !qlGt)G3  
等等。。。 mB{{o}'<u  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 5F"?]'*/  
Z+"&{g  
template < typename Func > N^+ww]f?  
struct func_return 6mdnEmFM]  
  { &r%*_pX  
template < typename T > ^{:jY, ?]  
  struct result_1 iIE(zw)H  
  { <^U(ya  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %7msAvbk  
} ; >|)0Amt  
l,.?-|Poa  
template < typename T1, typename T2 > U[b;#Y1X  
  struct result_2 _m],(J=,z  
  { )\-";?sYky  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; (L$~ zw5gr  
} ; |8 bO5l:  
} ; {ah=i8$  
{yR)}r  
Wq(l :W'  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R`2A-c  
L]d@D0.Z  
template < typename Func, typename aPicker > N;'HR)  
class binder_1 .gGvyscdH;  
  { gE&W6z0fJ  
Func fn; G%!\ p:w  
aPicker pk; vo(NB !x$  
public : |QLX..  
L\NZDkd  
template < typename T > / w M  
  struct result_1 ~lqGnNhh 7  
  { U@MP&sdL  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; k-V I9H!,  
} ; jJ!-hg4?]  
).C!  
template < typename T1, typename T2 > Wk\@n+Q {]  
  struct result_2 H@E" )@92  
  { _}OJPahw  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; GQ2PmnV +  
} ; @b\ S.  
pYl{:uIPN8  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;9 ,mV(w  
HhmVV"g  
template < typename T > vt@Us\fI  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c%@~%IGF  
  { Eqbe$o`dd  
  return fn(pk(t)); ShJK&70O  
} cEc,eq|  
template < typename T1, typename T2 > Ia`JIc^e  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const XcMJD(!  
  { ,6;xr'[o*  
  return fn(pk(t1, t2)); }b+QYSt  
} #we>75l{+R  
} ; vo ;F;  
RR!!hY3 K  
]<T8ZA_Y;  
一目了然不是么? l(,;wAH  
最后实现bind ;{f??G  
ZuvPDW%  
EB5_;  
template < typename Func, typename aPicker > Hpi%9SAM  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) `n`"g<K)Q  
  { 'd #\7J>d  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); _/}Hqh  
} vM7vf6  
Y#&0x_Z  
2个以上参数的bind可以同理实现。 U`8 |9v  
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。 G4Kmt98I  
5!F\h'E  
十一. phoenix ZBmXaP[9  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: #RM3^]h  
HNy/ -  
for_each(v.begin(), v.end(), x8?x/xE  
( 5 n+ e  
do_ {kPe#n>xT  
[ pzq; vMr  
  cout << _1 <<   " , " {HHh.K  
] r1oku0o  
.while_( -- _1), $54=gRo^  
cout << var( " \n " ) <D!c ~*[  
) qC1U&b#MVx  
); H5rPq_R  
P:(EU s}0  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: .L7Yf+yFg  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor /^LH  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0UGiPH,()  
那么我们就照着这个思路来实现吧: d"I28PIS"  
'DzBp  
8.CKH4h  
template < typename Cond, typename Actor > f[Fgh@4cj  
class do_while 8 b  8\  
  { 0^9:KZ.!  
Cond cd; |vfujzRZ  
Actor act; +z|UpI  
public : jefNiEE[  
template < typename T > - LiPHHX<  
  struct result_1 8nIMZV  
  { ^+.t-3|U  
  typedef int result_type; OyJsz]b} M  
} ;  .3a:n\tY  
.6#cDrK  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ],\sRQbv&  
lC=N:=Mu  
template < typename T > x^)g'16`  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^p 2.UW  
  { `u#;MUg  
  do 2"leUur~rO  
    { 1Sg|3T8bGT  
  act(t); f4'El2>-86  
  } v`S2M  
  while (cd(t)); T+;H#&  
  return   0 ; K[uY+!'1  
} -".kH<SWv  
} ; mA(nyF  
"mPSA Z  
mPs%ZC  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 4<T*i{[  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 wfBuU>  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 7deAr$?Wx  
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。 |Bx||=z`  
下面就是产生这个functor的类: eQU-&-wt0  
Q`S iV  
1mHwYT+  
template < typename Actor >  ofMu3$Q  
class do_while_actor ZD5I5  
  { uw Kh  
Actor act; VY/|WD~"CW  
public : 5zNSEI"PY  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 5^i.;>(b  
,< @,gZru  
template < typename Cond > ]<27Sw&yaG  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; 17>5#JLP  
} ; ]?0{(\  
E?Zb~xk  
+65oC x  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 t_dcV%=  
最后,是那个do_ 0 kf(g156  
+"cRhVR  
Hp btj  
class do_while_invoker C-llq`(d  
  { 7hB#x]oQo  
public : 59{;VY81  
template < typename Actor > >u=%Lz"J  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const h6u2j p(+  
  { `"a? a5]k  
  return do_while_actor < Actor > (act); 8P,l>HA  
} WD15pq l  
} do_; iH-bo@  
2E$^_YT C  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? >=if8t!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 z)4UMR#b&  
最后来说说怎么处理break和continue ;>NP.pnA)  
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。 9wL!D3e {Q  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八