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
  • 7559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 jQ1~B1(  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 z| i$eF;x3  
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, hRtnO|Z6  
L'z;*N3D  
6EP5n  
qA Jgz7=c  
  class filler =DG aK0n  
  { ]'DtuT?Z  
public : 6aXsRhQ~  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,R3D  
} ; ,t(y~Z wJ  
rQ@,Y"  
|o|0qG@g  
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: ,r:. 3.  
([`-*Hy  
`"Tx%>E(U  
3,S5>~R=  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); `{ou4H\  
\[ +ZKj:  
80c\O-{  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 i!ejK6Q  
r]kLe2r:B  
1!0BE8s"@  
>c;q IP)Z  
二. 战前分析 J$]d%p_I  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 71w  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 4}LGE>  
ATPc ~f  
b6R0za  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); .#lQZo6$\|  
  /* --------------------------------------------- */ \/S?.P#L~  
vector < int *> vp( 10 ); Gk'J'9*  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); ]C}z3hhk  
/* --------------------------------------------- */ :X,1KR  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); g>T'R Vb  
/* --------------------------------------------- */ [[LCEw  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); +w%MwPC7`  
  /* --------------------------------------------- */ ){L`hQ*=w  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); v|CRiwx  
/* --------------------------------------------- */ J:M^oA'N:>  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); P_lk4 0X  
f:=q=i  
}V6}>!Sb  
9iUkvnphh  
看了之后,我们可以思考一些问题: qwiM .b5  
1._1, _2是什么? *:_ xy{m\  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 .' 3;Z'%"g  
2._1 = 1是在做什么? pU<->d;->  
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。 rnEWTk7&  
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。 :M'3U g$t  
y~]>J^  
L#m1!+J  
三. 动工 Nr uXXd  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: <+ >y GPp  
j""u:l^+x  
&AoXv`l4  
. m@Sk`s  
template < typename T > !sK{:6s  
class assignment +'y$XR~W{  
  { A ElNf:  
T value; .y#@~H($  
public : p@YU7_sF^!  
assignment( const T & v) : value(v) {} GwxfnC Ki9  
template < typename T2 > QVQe9{ "0  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Ym2![FC1  
} ; 3' mQ=tKa  
YDz:;Sp\  
sj0Hv d9  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 AL3zE=BL  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment {[NBTT9&  
pR; AqDQ  
dl;^sn0s  
G%Wjtrpj  
  class holder OqHD=D[  
  { {6 C!^ 5  
public : _LCK|H%v'  
template < typename T > BQ2DQ7q  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const -jFvDf,M,D  
  { }9:d(B9;  
  return assignment < T > (t); G# .z((Rj  
} cQA;Y!Q #  
} ; k`'^e/  
.ie\3q)  
Xj.6A,}^  
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: qMmh2a&  
yI)~- E.  
  static holder _1; O F2*zU7M  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 3K_J"B*7  
Vj2]-]Cm  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); (wo.OH  
而不用手动写一个函数对象。 |9@?8\   
>#)^4-e  
!QSL8v@c  
Jx.Jx~  
四. 问题分析 "tn]s>iAd=  
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。 pbl;n|  
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&7U |$  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 l]uF!']f  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 s1?N&t8c  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 }c:s+P+/  
[yW0U:m  
五. 问题1:一致性 xbvZ7g^  
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?| ?FA} ;?v  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 #JWW ;M6F  
Nw/4z$].J  
struct holder =NQDxt}  
  { @9~6+BZOq  
  // .-awl1 W  
  template < typename T > Rr{mD#+  
T &   operator ()( const T & r) const 5N@k9x  
  { F;kY5+a7~e  
  return (T & )r; NhU~'k  
} h.l^f>, /  
} ; [U5[;BNRD  
|k\4\a Lj  
这样的话assignment也必须相应改动: _)"-zbh}{  
SDwTGQ/0  
template < typename Left, typename Right > ^KM' O8  
class assignment wDVKp['  
  { bC{}&a  
Left l; >7V96jL$Y  
Right r; ^ Vso`(Ss  
public : !KKkw4  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} lA<n}N)j  
template < typename T2 > 07P/A^Mkx  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } {E@Fk,  
} ;  LP-~;  
gFizw:l  
同时,holder的operator=也需要改动: GL-v</2'U  
:PE{2*  
template < typename T > Qz=F nR  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const U*!q@g_  
  { opU=49 b  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); |r>+\" X  
}  Fku~'30  
Z-z^0QO  
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。 (~q.YJ'  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 *?x$q/a  
/99S<U2ej  
return l(rhs) = r; YcOPqvQ  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 #.L9/b(  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: H=RzY-\a%  
\@&oK2f  
template < typename Tp > JZI)jIh  
class constant_t 2[ = =  
  {  DA]<30 w  
  const Tp t; (VV5SvdE  
public : 6 <XQ'tM]N  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} >Q3_-yY+  
template < typename T > : fMQ,S0  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const DB%}@IW"  
  { "jV :L  
  return t; <+Eu.K&  
} C@d*t?  
} ; !xk`oW  
.8e]-^Z  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 Oy EOb>  
下面就可以修改holder的operator=了 P1C{G'cR  
/S2lA>  
template < typename T > (K xI*  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const C# zYZ JZ  
  { )l?1 dR:sP  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); QTr) r;Tro  
} VaP9&tWXj  
4PK/8^@7)>  
同时也要修改assignment的operator() : N9,/-s  
E+z),"QA  
template < typename T2 > -[/tS<U  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } m';j#j)w  
现在代码看起来就很一致了。 >x?x3#SX  
Hi%)TDfv  
六. 问题2:链式操作 'F2g2W`  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 zUq ^  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 cD.afy  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 ;QO3^P}  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 *$e1Bv6 $  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X1* f#3cm#  
!]f80z  
template < typename T > 7[=\bL  
struct result_1 =z >d GIT1  
  { `vjn,2S}  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; )qSjI_qt5  
} ; ]31>0yj[Q  
%#t*3[  
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: 9*~bAgkWI  
I]GGmN  
template < typename T > ^^,cnDlm  
struct   ref u00w'=pe)  
  { Ic2Q<V}oq  
typedef T & reference; /cHUqn30a  
} ; :1asY:)vNP  
template < typename T > B(|*u  
struct   ref < T &> r&%TKm^/  
  { f$>KTb({B  
typedef T & reference; M.FY4~  
} ; /U$5'BoS  
,3XlX(P  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 6v"WI@b4  
68*a'0  
template < typename T > gn//]|#H+  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const =[JstiT?E  
  { lXpbAW  
  return l(t) = r(t); uB=DC'lkg  
} b~$8<\  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 |j}D2q=  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 b:WA}x V  
k3(q!~a:.}  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 QmgO00{  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: h"0)g :\  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 P2Jo^WS  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +Y?) ?  
最后的布局是: Ztl?*zL  
                Add s(Y2]X4 (  
              /   \ `cQAO1-5  
            Divide   5 } ~NM\rm  
            /   \ CCHGd&\Z  
          _1     3 Nl]_Ie6  
似乎一切都解决了?不。 aD^jlt  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 NufRd/q  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 ="p,~ivrz  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: aT4I sPA?_  
uG7?:) pxv  
template < typename Right > vpq"mpfkh  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const p[Zk;AT~  
Right & rt) const 3AcS$.G  
  { Rp+Lu  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); bvW3[ V  
} ,(i`gH{D  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 q2 b>Z6!5  
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。 8vkCmV  
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。 s"UUo|hM  
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。 ++sbSl)Q  
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。 BT)PD9CN(  
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? T mK[^  
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: K 0e*K=UM  
|.KB  
template < class Action > |.z4VJi4  
class picker : public Action {uDH-b(R  
  { }}qY,@eeX  
public : |2E:]wT}qg  
picker( const Action & act) : Action(act) {} kyi"U A82  
  // all the operator overloaded +iqzj-e&e[  
} ; D&o ~4Qvc]  
J#IVu?B  
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。 z6*r<>Bf+b  
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: ^ Paf-/  
A vww @$  
template < typename Right > { SF'YbY  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const ;Q8`5h   
  { =pZ$oTR  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); X2|&\G9c  
} (A )f r4  
NR,R.N^[  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > tkYPfUvTE  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 8d?%9# p-)  
[Kg3:]2A  
template < typename T >   struct picker_maker URbHVPCPb  
  { -FF#+Z$  
typedef picker < constant_t < T >   > result; Yl&bv#[z  
} ; +B[XTn,Cru  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > Q#F9&{'l  
  { ce3``W/H3  
typedef picker < T > result; ]eUD3WUe>q  
} ; u9{SG^  
s)jNP\-  
下面总的结构就有了: `PZ\3SC'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。 *JRM(V+IEv  
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。 jR9;<qT/  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 #kk5{*`  
至此链式操作完美实现。 ]u^ybW"  
O]Ey@7 &  
JXV#V7  
七. 问题3 $O&N  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 9?q ^yy  
nA(5p?D+YB  
template < typename T1, typename T2 > l,6' S8=  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const  1p K(tm  
  { Q/@ pcU  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); #eF,* d  
} e(?1`1  
<*I*#WI&B  
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: A{dqB  
bk0<i*ju7(  
template < typename T1, typename T2 > `z`=!1  
struct result_2 `,O"^zR)z  
  { %ikPz~(  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ~|[i64V<^  
} ; ![!,i\x  
nq,:UYNJ  
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? R , #szTu  
这个差事就留给了holder自己。 R|k:8v{V=  
    Pv=]7> e  
 @EURp  
template < int Order > Y[|9 +T  
class holder; La28%10  
template <> HWIn.ij  
class holder < 1 > 'pyIMB?x  
  {  od$$g(  
public : pHowioFx  
template < typename T > Y3#8]Z_"}O  
  struct result_1 V["'eJA,,  
  { -'}#j\  
  typedef T & result; ^F qs,^~W  
} ;  #]QS   
template < typename T1, typename T2 > Q8A+\LR~)  
  struct result_2 # F6<N]i  
  { Ga+Cb2$  
  typedef T1 & result; sOVpDtZ]LR  
} ; @#*{* S8  
template < typename T > i1X!G|Awfv  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const L8f_^ *,  
  { z}iz~WZ  
  return (T & )r; <>(v~a]  
} vM-kk:n7f  
template < typename T1, typename T2 > y<*\D_J  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const A8QUfg@uK~  
  { [0 rH/{  
  return (T1 & )r1; O 3?^P"C  
} #S] O|$&*  
} ; *%\Xw*\0  
W6`_ lGTj  
template <> A~ v[6*~>  
class holder < 2 > &G[W$2`@  
  { M?Fv'YE  
public : Lp3pJE  
template < typename T > MR: H3  
  struct result_1  )y6  
  { }O+S}Hbwy  
  typedef T & result; Q"Exmn3p  
} ; <pXOE- G5  
template < typename T1, typename T2 > 1;+77<  
  struct result_2 tKeozV[V  
  { -7XaS&.4  
  typedef T2 & result; ,S m?2<  
} ; _dECAk &b  
template < typename T > C^LxJG{L5  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ZFh[xg'0  
  { _j4 K  
  return (T & )r; +K8T%GAr  
} (uX"n`Dk  
template < typename T1, typename T2 > Uu@qS  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *NM*   
  { t|9vb  
  return (T2 & )r2; \II^&xSF  
} NG RXNh+  
} ; FjI1'Ah\  
d|`8\fq  
<Fv7JPN%  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 cp"{W-Q{$  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: *3h_'3yo@  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 7*%}=.  
_{ 2`sL)  
return l(i, j) = r(i, j); kyZZ0  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) |MN2v[y  
~]Av$S  
  return ( int & )i; _,v>P2)  
  return ( int & )j; 9. ,IqnP  
最后执行i = j; 3g56[;Up?  
可见,参数被正确的选择了。 KZ1m 2R}'  
*v: .]_;  
6ZwQ/~7H  
nEP3B '+  
bSQj=|h1  
八. 中期总结 DjiI*HLNR  
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: il"pKQF  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义  R7;X  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 FW)~e*@8=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor $VP\Ac,!  
/Z~$`!J  
a1ps'^Qhh  
6OJhF7\0&  
XWX]/j2jA  
DwK$c^2q{.  
九. 简化 B/mfm 7  
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。 D(Q]ddUi'  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 naA8RD5/  
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: UZ6y3%G3^  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ~Y;Z5e=  
  +-*/&|^等 _;/+8=  
2. 返回引用。 (]VY==t~  
  =,各种复合赋值等 7VdxQ T  
3. 返回固定类型。 ] yWywa\  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) F7/%,vf  
4. 原样返回。 uJ fXe  
  operator, ]l3Y=Cl  
5. 返回解引用的类型。 T-iQ!D~  
  operator*(单目) V}~',o<m  
6. 返回地址。 |N3#of(  
  operator&(单目) 8A/rkoht*  
7. 下表访问返回类型。 &" 5Yt&{  
  operator[] 91nB?8ZE6,  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 0QW;=@)d  
  operator<<和operator>> ($8!r|g5#  
4Me3{!HJz  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 )T&r770  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: 2z AxGX  
;!7M<T$&  
template < typename Left > Mhb~wDQl  
struct value_return k9NHdi7&2  
  { [r9HYju =  
template < typename T > : w>R|]  
  struct result_1 X`-o0HG  
  { L)S V?FBx  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; -6X+:r`>u  
} ; zz<o4b R  
et(AO)uv6  
template < typename T1, typename T2 > "ub0}p4V  
  struct result_2 r^ '  
  { RMid}BRE  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; DK'S4%;Sp  
} ; \C2HeA\#SW  
} ; Bt1v7M  
7 9k+R9m  
P?jI:'u!R.  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait NF-@Q@  
4af^SZ )l  
下面我们来剥离functor中的operator() J$T(p%  
首先operator里面的代码全是下面的形式: G,1g~h%I$  
}I#_H  
return l(t) op r(t) v-"nyy-&Z  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) !kH 1|  
return op l(t) O*n@!ye  
return op l(t1, t2) l%?()]y  
return l(t) op 92N`Q}  
return l(t1, t2) op \J;]g\&I"  
return l(t)[r(t)] & IsPqO  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ICc:k%wE7  
rZ.z!10  
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: x cZF_elt7  
单目: return f(l(t), r(t)); ,E@}=x9p  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); N] pw7S%  
双目: return f(l(t)); 5)0'$Xxqa0  
return f(l(t1, t2)); 3a}c'$F>_'  
下面就是f的实现,以operator/为例 !\OX}kHX5  
*_HF%JYMZ  
struct meta_divide # $'H?lO  
  { QBfo=9[=e  
template < typename T1, typename T2 > -3m!970  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) t8.3  
  { |eJR3o  
  return t1 / t2; I SdB5Va  
} '!`]Zc  
} ; qd~9uo&[Ig  
EN8xn9M?  
这个工作可以让宏来做: m,}GP^<1i  
fhC|=0XB  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 8KKhD$  
template < typename T1, typename T2 > \ k 6i&NG6  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; KYl!Iw67d  
以后可以直接用 [8Z !dj   
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) xX Dj4j,  
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 [81q 0@  
(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。。。) [F{P0({%?  
e nw*[D !  
g+(Y)9h&  
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 g'2; ///  
F%O+w;J4  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > <,U$Y>  
class unary_op : public Rettype mHH>qW{`  
  { Fr(;C>  
    Left l; f9)0OHa  
public : a(G}<  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} %u2",eHCB  
4[Wwm  
template < typename T > ,pVe@d'  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const $H&:R&Us  
      { A!}Ps"Z  
      return FuncType::execute(l(t)); i|28:FJA  
    } 9kbczL^Y  
6fC Hd10!  
    template < typename T1, typename T2 > M 5`hMfg  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const =j{Kxnv  
      { 3~Ap1_9  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); ["<'fq;PJ  
    } #%V+- b(  
} ; )HX(-"c  
Y.#fpG'  
E Q:6R|L  
同样还可以申明一个binary_op Q-1 Xgw!  
aY6F4,7/B  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > %7?Z|'\  
class binary_op : public Rettype 8`90a\t'Z  
  { zw iS%-F  
    Left l; u*rHKZ9i  
Right r; q0NToVo@  
public : *9EW &Ek  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} BPVOBL@   
x+DecO2  
template < typename T > cIrc@  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k~fH:X~x  
      { k dhwnO  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); |t~>Xs  
    } U~M!T#\s  
gP |>gy#e  
    template < typename T1, typename T2 > ViG>gMGv  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const \p]B8hLW  
      { #wZH.i #  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); @Y}G,i  
    } _>8Q{N\- {  
} ; $I4Wl:(~}  
Zq5~M bldh  
9\0$YY%  
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 T8yMaC  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 io@f5E+?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) fVdu9 l  
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。 eo.B0NZsF  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ,zxv>8Nt  
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。。。 \Pe+]4R-Xo  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 P4+PY 8  
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) oArJ%Y>  
下面是修改过的unary_op `; j$]  
% iZM9Q&NC  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > : LT'#Q8  
class unary_op 2IUd?i3~l  
  { ;mPX8bT  
Left l; tg\o"QKW9  
  *d PbV.HCl  
public : 81w"*G5AM  
_KkP{g,Y  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} usC$NVdm  
'}"&JO~vPj  
template < typename T > S0}=uL#dt  
  struct result_1 wN :"(mQ  
  { xn,9Wj-  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; :+"H h%  
} ; 2gR*]?C*  
1+YqdDqQ  
template < typename T1, typename T2 > P+QL||>L  
  struct result_2 (L(n%  
  { 'g3T'2"`5  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8;# yXlf  
} ; NFR>[L V  
\N$)Q.M  
template < typename T1, typename T2 > +[_3h9BK  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const gYe6(l7m  
  { O~Bh(_R&  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); W!Fc60>p@f  
} 6Rmdf>a  
Rz[3cN)?q  
template < typename T > G\B+bBz  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const s[t<2)i  
  { d[XMQX  
  return OpClass::execute(lt(t)); "\ =Phqw   
} cLw|[!5:  
`*D"=5G+  
} ; m;t&P58f  
+'nMy"j1  
1aCpeD4|)  
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 q'TIN{\.{  
好啦,现在才真正完美了。 &HtTh {  
现在在picker里面就可以这么添加了: o"_'cNAz  
r4<aEj;l  
template < typename Right > 0m"Ni:KEf  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const `#vbV/sM  
  { NRgVNE  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); NFKvgd@  
} ;47z.i&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。 sx}S,aIU  
!&NrbiuN  
`uH7~ r^  
euVj,m  
-3guuT3x\  
十. bind mCG&=Fx  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 $L?KNXHAF!  
先来分析一下一段例子 k%Vprc  
b4WH37,lA  
?_cOU@n  
int foo( int x, int y) { return x - y;} lk[Y6yE  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 )^+hm+27v  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 e<[ ] W4"A  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ;_2+Y^Qb  
我们来写个简单的。 QR_h#N2h  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: C,GZ  
对于函数对象类的版本: t,IOq[Vtk  
8ZLHN',  
template < typename Func > xV 2C4K  
struct functor_trait =I@I  
  { ]V_A4Df  
typedef typename Func::result_type result_type; :2&"ak>N  
} ; Z# bO}!  
对于无参数函数的版本: D W^Zuu/)  
,wXmJ)/WZ  
template < typename Ret > )*S:C   
struct functor_trait < Ret ( * )() > Kf*Dy:e  
  { %:zu68Q[  
typedef Ret result_type; 2#r4dr0  
} ; :tI F*pC  
对于单参数函数的版本: R&a$w8  
{]Hv*{ ]  
template < typename Ret, typename V1 > /-G_0 A2wF  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ai-rF^ehC  
  { Bc[~'gn  
typedef Ret result_type; w,$qsmR  
} ; U+@U/s%8  
对于双参数函数的版本: [.1ME lM  
Qh(X7B  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > FROC/'  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > >%0$AW|Exu  
  { _B&Lyg !J  
typedef Ret result_type; !!H"B('m  
} ; (xRcG+3];  
等等。。。 : -d_  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy J9p4\=9  
H;l_;c`  
template < typename Func > -Ou.C7ol  
struct func_return r$}C<a[U  
  { m!ueqV"  
template < typename T > upL3M`  
  struct result_1 I "~.p='  
  { G3%Ju=  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mbGma  
} ; kFV, Fg  
. R/y`:1:W  
template < typename T1, typename T2 > j)6p>6  
  struct result_2 yxo=eSOM  
  { m<#12#D  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 5<R m{  
} ; [!-gb+L  
} ; G0Qw& mqF  
Vm>EF~r  
>MYDwH  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 9;?u%  
~"CGur P  
template < typename Func, typename aPicker > }Mt1C~{(  
class binder_1 W>)0=8#\  
  { mpMAhm:  
Func fn; %kjG[C  
aPicker pk; !W9:)5^X  
public : ow.!4kx{d  
RbXR/Rd  
template < typename T > O6R)>Y4  
  struct result_1 o1x1SH  
  { b' y*\9Ru  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; q1( [mHZ  
} ; n]ba1t8ZA  
I}3F'}JV<  
template < typename T1, typename T2 > g}xL7bTlI>  
  struct result_2 Oo}h:3?  
  { pB 8D  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; /uj^w&l#  
} ; *}d N.IL,  
,T<JNd'  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} P*O G`%y  
!}#> ky!t  
template < typename T > ]A'{DKR  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  JhFbze>  
  { <f>w"r  
  return fn(pk(t)); %+N]$Q  
} !m+Pd.4TaB  
template < typename T1, typename T2 > >|E]??v  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const t?4H9~iH  
  { A51 a/p#  
  return fn(pk(t1, t2)); zVq!M-e  
} f\]?,  
} ; <gkE,e9  
alaL/p{O  
FklR!*oL,)  
一目了然不是么? xR/CP.dg  
最后实现bind ctZ,qg*N  
,,gMUpL7_8  
}kqh[`:  
template < typename Func, typename aPicker > 3ic /xy;}  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) >8e)V ;  
  { Mw/9DrE7/  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); A'DFY {  
} I)Xf4F S@  
]P0%S@]  
2个以上参数的bind可以同理实现。 &v{#yzM  
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。 #1DEZ4]jjY  
e0zP LU}  
十一. phoenix Z8 #nu  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 7__[=)(b2X  
YsVmU  
for_each(v.begin(), v.end(), ](w)e p~;3  
( XB7Aa)  
do_ lFnls6dp  
[ EAGvP&~P  
  cout << _1 <<   " , " hv|a8=U!R  
] = :gKh  
.while_( -- _1), mgAjD.  
cout << var( " \n " ) 9\_AB.Z:  
) /?'~`4!(  
); K ze?@*  
fp' '+R[   
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: }=[p>3Dd  
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 l{{,D57J  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 NP T-d  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Z-PB CU  
-tj#BEC[H(  
k$3pmy*  
template < typename Cond, typename Actor > JU?;Kq9R  
class do_while >^s2$@J?p  
  { _QL|pLf-  
Cond cd; u}@N Qeg  
Actor act; ba|xf@=&  
public : ,8@<sF B'  
template < typename T > D&%8JL  
  struct result_1 o08WC'bX  
  { |g&V? lI  
  typedef int result_type; ; llPM`)  
} ; J3eud}w  
8;@y\0  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} FEjO}lTK  
*7xcwj eP  
template < typename T > oy^-?+   
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l=CAr  
  { XV]N}~h o`  
  do sgfqIe1  
    { z &EDW 5I  
  act(t); &=g3J4$z  
  } :#YC_ id  
  while (cd(t)); {rc3`<%  
  return   0 ; *D? =Ts  
} .4zzPD$1  
} ; jJ#D`iog5  
g0B] ;Y>(  
s2O()u-  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). ip-X r|Bq  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 d%7?913  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 COh#/-`\1  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 ET}Z>vU}+  
下面就是产生这个functor的类: 1K Fd ~U  
)U %`7(bN  
wL0[Slf}  
template < typename Actor > {`!6w>w0  
class do_while_actor \3JCFor/  
  { 1 /M^7Vb.  
Actor act; Tb i?AJa}  
public : /vSGmW-*  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} `K{}  
1>Sfv|ZP,  
template < typename Cond > )'+[,z ;s  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; w+)${|N?  
} ; N~!, S;w  
iB)\* )  
]? y~;-^  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 #[ prG  
最后,是那个do_ XoKgs,y4  
qO>UN[Y  
Y#F.{ i  
class do_while_invoker ;M~,S^U  
  { cY5&1Shb~  
public : 05wkUo:9  
template < typename Actor > v@\S$qU2  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const `etw[#~N  
  { |vs5N2_  
  return do_while_actor < Actor > (act); vb>F)X?b_  
} Ae>+Fcv  
} do_; poQ_r <I  
^#R`Uptib  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? +f/ I>9G  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 b}qfOgd5  
最后来说说怎么处理break和continue IBa0O|*6  
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。 MLd; UHU  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八