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
  • 6798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 +#By*;BJ  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ]9X DS[<2`  
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, +RXoi2"-q@  
#%s#c0TX  
fh{`Mz,o  
HThcn1u~^b  
  class filler q=G+Tocv  
  { ]?)TdJ`  
public : z=FZiH  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} Tr|JYLwF  
} ; ,47qw0=C  
q =Il|Nb>  
nie%eC&U  
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: b2]Kx&!  
qNr} \J|  
sr}E+qf  
s7EinI{^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 6,uX,X5  
m3ff;,  
8] ikygt"  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 '!$%> ||S  
V+~Nalm O  
Nluoqo ac  
[r-p]"R  
二. 战前分析 PzGWff!*n  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 b[7 ]F  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ZN6Z~SL_i~  
8V(pugJ  
\?N2=jsu$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ZC}QId  
  /* --------------------------------------------- */ >3_Gw4S*H  
vector < int *> vp( 10 ); Q,9oKg  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); s{" 2L{,$  
/* --------------------------------------------- */ X7 w Ky(g  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); '\GbmD^F  
/* --------------------------------------------- */ G9 :l'\  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); K@#L)VT!  
  /* --------------------------------------------- */ "nWw;-V}}  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); _y3Xb`0a  
/* --------------------------------------------- */ : c[L3rJl  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); MWL% Bz  
9E tz[`|  
PuO&wI]:  
hL5|69E  
看了之后,我们可以思考一些问题: nLiY%x`S  
1._1, _2是什么? `g})|Gx  
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。 )Z VD+X  
2._1 = 1是在做什么? N36_C;K-z  
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。 x=jK:3BF  
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。 ""D 4s  
m9A!D  
Bw{I;rW{2  
三. 动工 -GgA&dh  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Y DFyX){  
(khL-F  
&f;K}W O  
uH-)y,2&  
template < typename T > BCcjK6'  
class assignment 3Hm/(C  
  { VQ{fne<  
T value; +'@Dz9:>  
public : ^BL"wk  
assignment( const T & v) : value(v) {} 2>H24F  
template < typename T2 > 5BJmA2L  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } e,5C8Q`Z  
} ; /OJ`c`>Q:  
O<e{  
e*n@j  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 'Qo*y%{@5  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment xp9pl[l  
Y5d\d\e/  
LraWcO\or'  
0C*7K?/  
  class holder EU/8=JA1  
  { kM@zyDn,  
public : zA"`!}*  
template < typename T > i2^>vYCsl  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Y]5 l.SV  
  { Zsh9>]M L  
  return assignment < T > (t); Pc o'l#:  
} v6Vcjm  
} ; v]c6R-U  
$lu t[o74  
n\.Vqe  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: LYg- .~<I  
HX{`Vah E  
  static holder _1; w8D"CwS1Rx  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 A_#DJJMm  
!&Pui{F  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); D #/Bx[  
而不用手动写一个函数对象。 [ps*uva  
jMDY(mwt  
BI}Cg{^km  
3 SGDy]  
四. 问题分析 HOh!Xcu  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 CWP2{  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 I15{)o(8$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 c\V7i#u[d;  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )@'}\_a3[]  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 C=4Qlt[`  
P}G+4Sk  
五. 问题1:一致性 D{~fDRR  
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?| <kd1Nrr!p  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 U~l$\ c  
'!a'ZjYyi  
struct holder P_p<`sC9  
  { 5-xX8-ElYz  
  // .%C|+#&d  
  template < typename T > mS~kJy_-  
T &   operator ()( const T & r) const /_#q@r4ZQ  
  { 6qd\)q6T&x  
  return (T & )r; QZ%`/\(!8_  
} q\527^ZM  
} ; W1FI mlXS  
e01epVR;  
这样的话assignment也必须相应改动: !o[7wKrXb  
d6sye^P  
template < typename Left, typename Right > {Fe[:\  
class assignment -{vKus  
  { +V^;.P</  
Left l; oD1/{dRzj  
Right r; S +^E.  
public : (41|'eB\\  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ^Uh BH@ti  
template < typename T2 > JO"<{ngsQ  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } DXK}-4"\  
} ; JOim3(5?s  
A:9?ZI/X  
同时,holder的operator=也需要改动: x*&|0n.D  
 \qK&q  
template < typename T > ?vHU #  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const :+|Z@KB  
  { [o5Hl^  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); Jl9k``r*  
} fku<,SV$O4  
4^OY C  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 %lGfAYEM=  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 p >t#@Eu|  
JNUt$h  
return l(rhs) = r; zeC RK+-  
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。 u4%Pca9(=  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: Y6L ~K?  
W$ 2C47i  
template < typename Tp > oW Nh@C  
class constant_t I[##2  
  { g5QZ0Qkj  
  const Tp t; cFnDmt I:  
public : @qlK6tE`  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} EeRX+BM,  
template < typename T > )Z?Ym.0/  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const -kwXvYu\  
  { oVe|M ss6  
  return t; X;c'[q  
} I \JGs@I   
} ; s '\Uap  
Jrpx}2'9:a  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Z//+Gw<'  
下面就可以修改holder的operator=了 C"T;Qp~B  
r_6ZO&  
template < typename T > Mz~D#6=  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const iBgx  
  { ndz]cx  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); vucxt }Ti  
} Om@C X<(9C  
:GP]P^M;G@  
同时也要修改assignment的operator() ApV~( k)W  
~C`^6UQr/?  
template < typename T2 > $LFYoovX  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } lun\`f 5Q  
现在代码看起来就很一致了。 M`i\VG  
$!yW_HTx  
六. 问题2:链式操作 QKN+>X  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 d]6#m'U  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 1\>^m  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 wlk4*4dKn  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 H'HA+q  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Zk"eA'"\  
&Ao+X=qw  
template < typename T > ?D*/*Gk{  
struct result_1 j4`0hnqI  
  { 8UyMVY  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; i?g5_HI  
} ; 8a'.ZdqC?  
SY^t} A7:/  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: sVv xHkt@  
E5xzy/ZQ  
template < typename T > iIa'2+  
struct   ref a8iQ4   
  { 48qV >Gwf  
typedef T & reference; N<|Nwq:NN  
} ; 5$&%re!{Z  
template < typename T > !0@Yplj  
struct   ref < T &> 7/f3Z 1g  
  { )oPLl|=h  
typedef T & reference; JB`\G=PiL  
} ; | >htvDL  
db6b-Y{   
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: - 'W++tH=  
7=WT69,&  
template < typename T > D+z?wuXk  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const L>%o[tS  
  { 2.zsCu4lj.  
  return l(t) = r(t); MIoEauf  
} r1L ViK  
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。 fhp<oe>D  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 qI<mjB{3`  
#=f?0UTA  
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 >wBJy4:  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: V=V:SlS9|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 M&U j^K1  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 3]UUG  
最后的布局是: RUT,Y4 b  
                Add FPI;Jx6W'  
              /   \ ^[XYFQTL  
            Divide   5 #Av.iAs  
            /   \ w1#gOwA,$  
          _1     3 ?zVL;gVWA  
似乎一切都解决了?不。 f[~L?B;_L  
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。 OJ zs Q  
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。 .!,z:l$Kh  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: (egzH?  
D'A/wG  
template < typename Right >  !@'6)/  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const oMTf"0EIW  
Right & rt) const JJ'.((  
  { *B{j.{ p(  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); [E JQ>?D  
} Jesjtcy<*  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 [P7N{l=I  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 &2zq%((r  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 +0q>fp_K(+  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 e\JojaV  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 Pgus42f%  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? O1*NzY0Y%-  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: BWuqo  
OYmR<x5y/  
template < class Action > 4NG?_D5&  
class picker : public Action WRDjh7~Efn  
  { .Pw\~X3!  
public : .0O2Qqdg  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 3*)ig@e6  
  // all the operator overloaded  S"$m]  
} ; yH*6@P4:0=  
Y=n4K<  
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。 ,|plWIl~  
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: sZm$|T0  
i21Gw41p:  
template < typename Right > e `,ds~  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const F^LZeF[#t  
  { FMkzrs  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); c#]q^L\x  
} <_Q:'cx'  
hq/k*;  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > MxcFvo*LCp  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 wz.6du6-  
eT8}  
template < typename T >   struct picker_maker =xJKIu  
  { Gkv{~?95  
typedef picker < constant_t < T >   > result; ZRVT2VfN  
} ; -s$F&\5by  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > w MP  
  { ' dx1x6  
typedef picker < T > result; nn9wdt@.]  
} ; O Wj@< N  
k{$ ao  
下面总的结构就有了: (%o2jroQ#  
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。 0`A~HH}  
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%"7tQ3$  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 pzgSg[|  
至此链式操作完美实现。 }~h(w^t  
'fNKlPMv4D  
<rL/B k  
七. 问题3 lF?tQB/a  
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。 S&Ee,((E(  
d)R352  
template < typename T1, typename T2 > /?1nHBYPM  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const dwv6;x  
  { qTo-pA G`  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); fH ?ha  
} n?urE-_  
-"[<ek  
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: A4?+T+#d  
lP!;3iJ B  
template < typename T1, typename T2 > !\;FNu8_.  
struct result_2 <P;}unq.kw  
  { (nab  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; [wB9s{CX  
} ; ]UG*r%9  
 g}U3y'  
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? la?Wnw  
这个差事就留给了holder自己。 Q\,o :ZU_  
    TbF4/T1b  
|xvy')(b  
template < int Order > 0% #<c p  
class holder; <ExZ:ip  
template <> tpTAeQ*:d  
class holder < 1 > I]y.8~xs  
  { %9#gB  
public : :BGA.  
template < typename T > D\YE^8/  
  struct result_1 !GQ\"Ufs>  
  { vuFBET,  
  typedef T & result; |s)?cpb  
} ; \Ro^*4B  
template < typename T1, typename T2 > BiZ=${y  
  struct result_2 z|(+|pV(  
  { ii0Ce}8d~  
  typedef T1 & result; wB{;bB{  
} ; /Y2/!mU</  
template < typename T > F[!ckes<bB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 3u\;j; Td!  
  { iIGbHn,/  
  return (T & )r; d@3}U6,  
} ]}6w#)]"  
template < typename T1, typename T2 > 08m;{+|vY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const C}*cx$.  
  { ^Mk%z9 ?  
  return (T1 & )r1; %D`,k*X  
} \rV B5|D?  
} ; D*Q.G8(  
5I@w~z  
template <> Q!FLR>8  
class holder < 2 > #s%-INcR  
  { ?<yM7O,4  
public : =0'q!}._!  
template < typename T > ec|/ /  
  struct result_1 Wi}FY }f  
  { 9cv]y#  
  typedef T & result; TV}}dw  
} ; h`}3h< 8  
template < typename T1, typename T2 > m%8q Zzqk  
  struct result_2 DBs*F x[  
  { 1]T`n/d V  
  typedef T2 & result; 2 qO3XI  
} ; {3Vk p5%l  
template < typename T > U\?g*  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const g3%t8O/M  
  { ro[Y-o5Q0  
  return (T & )r; Fequm+  
} -n? g~(/P  
template < typename T1, typename T2 > N6[i{;K@N{  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Gj /3kS~@  
  { jUqy8q&  
  return (T2 & )r2; -)y%~Zn  
} rB%$;<`/  
} ; =N|kn<h4  
8%~t  
VIR.yh  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 5ZAb]F90  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: xDO7A5  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: gX?n4Csy'  
9%iFV N'  
return l(i, j) = r(i, j); d= ]U_+  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) \BI/G  
|k{-l!HI  
  return ( int & )i; ?Jtg3AY  
  return ( int & )j; =qvZpB7ZZ  
最后执行i = j; w h$jr{  
可见,参数被正确的选择了。 i(6J>^I  
Kt.~aaG_  
;#G%U!p  
:'r6 TVDW  
Y+/l X6'  
八. 中期总结 mi2o1"Jd$`  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ]PNow S\  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 7nHTlI1 b  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ^Dx#7bsDZR  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor ]wuy_+$  
+TRy:e  
`$z)$VuP  
zSjgx_#U  
-&[z\"T  
y02 u?wJ  
九. 简化 XvSIWs  
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。 }+Vv0jX|V  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 IdM*5Y>f  
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: YJ2ro-X  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 []&(D_e"  
  +-*/&|^等 9F+P@Kp  
2. 返回引用。 YbMssd2Yg  
  =,各种复合赋值等 J%dJw}  
3. 返回固定类型。 ev>oC~>s  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) {sC=J hs-  
4. 原样返回。 H*W):j}8  
  operator, %>XN%t'6aT  
5. 返回解引用的类型。 | D.C!/69  
  operator*(单目) P?3{z="LzJ  
6. 返回地址。 ]i8c\UV\  
  operator&(单目) xT F=Y_  
7. 下表访问返回类型。 04 y!\  
  operator[] CM~MoV[k7e  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 LI:T c7t  
  operator<<和operator>> ur2!#bU9  
xKJ>gr"w#  
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。 @5}gsC  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: S@:B6](D$  
U 0ZB^`  
template < typename Left > :LV.G0)#  
struct value_return +|C[-W7Sw  
  { :J(sXKr[C  
template < typename T > @PcCiGZ  
  struct result_1 nJVp.*S  
  { {(vOt'  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ,{j4  
} ; +*t|yKO>[  
TV{)n'aA  
template < typename T1, typename T2 > t^@T`2jL  
  struct result_2 ,sb1"^Wc  
  { ~|) 9RUXr>  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 4S *,\q]q  
} ; !z=pP$81  
} ; & QY#3yj=  
 ]R Mb,hJ  
qiNliJ>40E  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait \mXqak,y  
}h~'AM  
下面我们来剥离functor中的operator() / = ^L iP  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 9!t4>  
!O\X+#j  
return l(t) op r(t) $au2%NL  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) {of]/ 3=  
return op l(t) ]A!.9Ko}u  
return op l(t1, t2) hmGdjw t$  
return l(t) op <7g Ml  
return l(t1, t2) op [(c L/_  
return l(t)[r(t)] ,z66bnjO  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] (G5xkygR9  
OKQLv+q5K)  
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: KF{a$d  
单目: return f(l(t), r(t)); s-Y+x  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); HP$K.a7H  
双目: return f(l(t)); MCAXt1sL&E  
return f(l(t1, t2)); ${e&A^h  
下面就是f的实现,以operator/为例 #K`B<2+T  
Bz]J=g7  
struct meta_divide $GF&x>]]  
  { HIPL!ss]  
template < typename T1, typename T2 > A1<k1[5fJ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) MYTS3(  
  { `D)S-7BR  
  return t1 / t2; +(AwSh!  
} @9_)On9hZ  
} ; MhH);fn  
Z1]"[U[;  
这个工作可以让宏来做: q)Je.6$#X  
)@c3##Zp)  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ NS 5 49S  
template < typename T1, typename T2 > \ H^v{Vo  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; n^6TP'r  
以后可以直接用 \DyKtrnm%  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) gDhl-  
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 GI4oQcJ  
(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。。。) &enlAV'#)O  
o*)@oU  
Y\>\[*.v  
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 ;@'0T4Z&l  
t>@yv#  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > K-<n`zg3  
class unary_op : public Rettype feg`(R2  
  { YUS?]~XC7x  
    Left l;  /Ef4EX0  
public : L)G">T;  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ei|0L$NCg  
)x9]xqoR  
template < typename T > a}GAB@YI  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const sx90lsu  
      { Qasr:p+  
      return FuncType::execute(l(t)); UR\ZN@O  
    } 9 G((wiE  
iGyVG41U  
    template < typename T1, typename T2 > :X|AW?*  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const -|$*l Q  
      { _AAx )  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); F94V5_[  
    } ],$6&Cm  
} ; |/2LWc?  
kEx8+2s=M  
f!^)!~  
同样还可以申明一个binary_op qY# m*R  
w4`!Te  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 6WCmp,*  
class binary_op : public Rettype gnYnL8l`J  
  { 6O%=G3I  
    Left l; ltP   
Right r; Za34/ro/T  
public : # e$\~cPd  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 0U9+  
a{5H33JA  
template < typename T > THb A(SM  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const x ru(Le}E  
      { R<_mK33hd  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); a =9vS{  
    } D1"1MUSod  
!Jh*a *I}  
    template < typename T1, typename T2 > wYC9 ~ms-  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 9Zs #Ky/  
      { gt#MeU  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Cb+P7[X-  
    } `>dIF.  
} ; &f$a1#O}dx  
aA7S'[NjB  
5ENov!$H  
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 ?< -wHj)  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 f|;HS!$  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) mxtlr)  
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。 e-&L\M  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! =]8f"wAh*  
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。。。 "4J?JR  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 DX]z=d)tc  
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) aY3pvOV  
下面是修改过的unary_op h[vAU 9f)  
1uKD&k%q  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > J(H??9(s  
class unary_op pT|./ Fe  
  { M80}3mgP~  
Left l; L5hQdT/b$  
  ]W89.><%14  
public : Pcd i  
8^&fZL',  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} D N2hv2  
KFCQYdI`d  
template < typename T > wWp?HDl"M  
  struct result_1 RlG'|xaT  
  { |:`?A3^m#  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; bcGn8  
} ; Y/QK+UMW*  
C?_t8G./_  
template < typename T1, typename T2 > &utS\-;G  
  struct result_2 Pl`Bd0  
  { W$x K^}  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; n^g-`  
} ; d %F/,c-=  
[ni-UNTv  
template < typename T1, typename T2 > @ y&h4^)z  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const q[T_*X3o  
  { Th I  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $D0)j(v  
} 0B#rqTEKu  
 mP`,I"u  
template < typename T > #t5JUi%in*  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const >d1aE)?  
  { {|t?   
  return OpClass::execute(lt(t)); /9t*CEu\  
} \oD=X}UQw(  
\!? PhNv  
} ; URj% J/jD  
"N=&4<]I5  
^@l5u=  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug RMs1{64:  
好啦,现在才真正完美了。 0|f_C3  
现在在picker里面就可以这么添加了: \Ho#[k=y*/  
j:\_*f  
template < typename Right > |\{J` 5gr  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const ~h~r]tV*+  
  { ) 2*|WHO  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); .WPuQZ!  
} Y }g6IK}  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 ' ]H#0.  
1dXO3hot  
jw6ng>9  
kB!M[[t  
ygu?w7  
十. bind K;(|v3g6  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 tL 9e~>,`  
先来分析一下一段例子 kdZ-<O7@  
#|2g{7 g*  
itvy[b-*  
int foo( int x, int y) { return x - y;} M KE[Yb?  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 sC'A_-'  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 |cBF-KNZ  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 =z7 Ay  
我们来写个简单的。  I$sm5oL  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: OYCFx2{  
对于函数对象类的版本: r+WPQ`Ar  
5la]l  
template < typename Func > [&k& $04_  
struct functor_trait   ]q\=  
  { 1pBsr(  
typedef typename Func::result_type result_type; we@En .>f  
} ; "q#kh,-C  
对于无参数函数的版本: W,eKQV<j  
^a0 -5  
template < typename Ret > !D]6Cq  
struct functor_trait < Ret ( * )() > 97@?QI}  
  { QSQ\@h;E  
typedef Ret result_type; k>@^M]%  
} ; $1`t+0^k  
对于单参数函数的版本: ' c\TMb.  
mf_ 9O  
template < typename Ret, typename V1 > H0Gp mKYW  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > u\\niCNA  
  { TuhL :  
typedef Ret result_type; n"VE!`B  
} ; ;@UX7NA  
对于双参数函数的版本: 7m)ykq:?  
Yka yT0!  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > < EE+ S#z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 4%.2 =  
  { yeh adm\  
typedef Ret result_type; k*+ZLrT  
} ; G"R>aw  
等等。。。 /3HWP`<x  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy V?pO~q o  
C=f(NpyD6  
template < typename Func > 74N\G1  
struct func_return [Z&s0f1Qb  
  { g KY ,G  
template < typename T > 4BL,/(W] x  
  struct result_1 wtick~)  
  { YuW\GSV00  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; bI0+J)  
} ; N= q29JU  
?26[%%  
template < typename T1, typename T2 > ,#FH8%Yf  
  struct result_2 NjMLq|X  
  { #6Ph"\G/  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; S6:gow(wU  
} ; w3hL.Z,kV  
} ; B_G7F[/K  
AxQ/  
dfd%A" I  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 R')GQ.yYq  
Ss/="jC  
template < typename Func, typename aPicker > WYUU-  
class binder_1 I>zn$d*0  
  { E8 )*HOT_T  
Func fn; Wm/k(R`O<  
aPicker pk; 7!r`DZ"yF  
public : cjpl_}'L:  
!(tJZ5  
template < typename T > 2UJ0%k  
  struct result_1 PQay sdb  
  { ?':'zT  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; ~Q]M_,`M  
} ; j<5R$^?U  
8=Ht+Br  
template < typename T1, typename T2 > L4-Pq\2  
  struct result_2 <6$%Y2  
  { #bH[UId[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; pr?(5{BL  
} ; o%7yhCY  
4 ETVyK|  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Kj5f:{Ur  
*a@UV%u  
template < typename T > )9,"~P2[R  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const #d(r^U#I  
  { +r"$?bw '  
  return fn(pk(t)); ,iy   
} k$/].P*!  
template < typename T1, typename T2 > <GEn9;\  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const BW[K/l~"$:  
  { jz0\F,s  
  return fn(pk(t1, t2)); &Gl&m@-j  
} _FgeE`X  
} ; djM=QafB:C  
"yk%/:G+  
|+''d  
一目了然不是么? 06 1=pV$CJ  
最后实现bind QI<3N  
WDR!e2G  
nrS_t y  
template < typename Func, typename aPicker > C]cw@:o%  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) >i<-rO>kN  
  { 9x\G(w  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); @TDcj~oR ?  
} FT=>haN  
*WG}K?"/  
2个以上参数的bind可以同理实现。 %cL:*D4oz  
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。 MN4}y5  
\h4y,sl  
十一. phoenix *q BZi;1  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: cx) EFy.  
}vIm C [  
for_each(v.begin(), v.end(), 1g+<`1=KT  
( Yn/-m Z  
do_ DEhA8.v  
[ CXA8V"@&b/  
  cout << _1 <<   " , " hpu(MX\  
] c#Bde-dh  
.while_( -- _1), m`cG&Ar5  
cout << var( " \n " ) 1<UQJw45  
) o6oYJ`PY  
); P8f-&(  
mLSAi2Y  
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: +l\Dp  
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 T rW3@@}j  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 R >TtAm0N  
那么我们就照着这个思路来实现吧: mUxD.;P  
HN+z7Q8hH  
U@WT;:.T  
template < typename Cond, typename Actor > vP!gLN]TV  
class do_while OJaU,vQ#  
  { (XQG"G%U6W  
Cond cd; Nx__zC^r  
Actor act; 5ZLH=8L  
public : '(}BfDP  
template < typename T > VTU-'q  
  struct result_1 Rx.0P6s  
  { \kx9V|A'  
  typedef int result_type; =v8q  
} ; t!tBN  
wpdT "  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} t$J-6dW  
<G={V fr  
template < typename T >  ar yr  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const (;N_lF0  
  { ~JJv 2  
  do *zcH3a,9"x  
    { `/O_6PQ}  
  act(t); 9TLP(  
  } l; 4F,iI  
  while (cd(t)); qM)^]2_-  
  return   0 ; QXCI+Fcg  
} SL*(ZEn"  
} ; OA;L^d  
=0Mmxd&o=M  
F`l1I=;  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Nf1l{N  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 {sLh=iK  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 he,T\ };  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 \;]~K6=  
下面就是产生这个functor的类: rlq8J/0/+  
.dV!du  
 6O}r4*  
template < typename Actor > *7ox_ R@  
class do_while_actor P&K~wP]  
  { Rs dACP   
Actor act; b3ZPlLx6  
public : oKUJB.PF  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} P7 n~Ui~U  
]Q+Tm2{  
template < typename Cond > <_5z^@N3$  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?AEpg.9R-  
} ; R[b?kT-%  
<m!\Ma  
@m6E*2Gg  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 +.=a R<Q  
最后,是那个do_ kciH  
`k+k&t  
y(HR1v Q;Z  
class do_while_invoker q(C+D%xB  
  { %}@^[E)  
public : &\A$Rj)  
template < typename Actor > F[lHG,g-  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ?w.Yx$Z"  
  { |cH\w"DcXw  
  return do_while_actor < Actor > (act); T SOt$7-  
} p8Pvctc  
} do_; ?@ O[$9y  
wXP1tM8T  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? cla4%|kq3Y  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 KF.?b]  
最后来说说怎么处理break和continue $ysC)5q.  
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。 z~F!zigNAc  
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
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