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
  • 3537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 tf>"fU\P  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 CE|rn8MB  
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, Lr*\LP6jx3  
[$`%ve  
.|KBQMI  
/Uni6O)oc  
  class filler tPFj[Y~Iy  
  { eI/5foA  
public : vSwRj<|CF  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} (~?p`g+I.P  
} ; "6i3'jc`  
n"Wlfd0  
*~`BG5w  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: sc y_  
CWSc#E  
Bm +Ca:p%  
,Y7QmbX^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); Bk/&H-NI  
Fzy5k?R  
:c9 H2  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 X?'pcYSL  
|Zdl[|kX  
}qBmt>#  
5Rae?* XH  
二. 战前分析 kTm}VTr 1  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 C~04#z_$  
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 2u(G:cR  
gvFCsVv<{  
7Q?^wx  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [-VIojs+u  
  /* --------------------------------------------- */ E^m;Ab=  
vector < int *> vp( 10 ); M]SeNYDy  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); eaDG7+iS  
/* --------------------------------------------- */ D=}\]Krmay  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); c6VyF=2q  
/* --------------------------------------------- */ )D&xyC}  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 8;x0U`}Ez(  
  /* --------------------------------------------- */ T_fM\jdI  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); -]Q\G  
/* --------------------------------------------- */ YRU95K [  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); N{uVh;_  
plM:7#eA  
-[[( Zx  
zxeT{AFPr?  
看了之后,我们可以思考一些问题: wJh/tb=$o  
1._1, _2是什么? ?H eUU  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 k&17 (Tv$  
2._1 = 1是在做什么? P[tYu:  
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。 ==EB\>g|  
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。 4u#TKr.  
H^M>(kT#&  
@I#uv|=N  
三. 动工 P+DIo7VTX  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: 9^@)R ED  
bbT$$b-  
o_03Io ~Bf  
\susLD  
template < typename T > } g%v<'K  
class assignment pk0{*Z?@  
  { q`UaJ_7  
T value; 0e1-ZP CDj  
public : ~EU\\;1Rmq  
assignment( const T & v) : value(v) {} Gr#WD=I-}  
template < typename T2 > ;3o7>yEv  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } `UT UrM  
} ; <(i5hmuVd  
%^[D+1ULb  
/O~Np|~v  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 =Q*3\ )7  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment } |  
X!m lC51  
],Yy)<e.  
%*#+(A"V  
  class holder a4pewg'  
  { YLuf2ja}X  
public : 'c# }^@G  
template < typename T > bAwKmk9C  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ~0@fK<C)O  
  { Eihn%Esa  
  return assignment < T > (t); QQv%>=_`  
} <T&v\DN  
} ; '.&Y)A6!  
[2E(3`-u  
h`iOs>  
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: 3 FV -&Y  
F< XOt3VY.  
  static holder _1; n~.$iN  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 GxEShSGOE  
_n_()at)  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ;a| ~YM2I  
而不用手动写一个函数对象。 s;$f6X  
` 46z D ?  
nv\K!wZI=b  
Qqs1%u;e8  
四. 问题分析 pTXF^:8  
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。 A0:rn\$l3  
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。 uqLP$At  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 dCe LW  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 );kD0FO1|  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 qG ? :Q  
n>w<vM  
五. 问题1:一致性 ]Y!x7  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| SMzq,?-`  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 m xqY  
<'N:K@Cs  
struct holder *ifz@8C }  
  { 5{Q9n{dOh  
  // I Zw  
  template < typename T > :q?#$?  
T &   operator ()( const T & r) const FRQ0t!b<M1  
  { K6sXw[VC[  
  return (T & )r; "%\hDL;  
} 5 7-Hx;  
} ; *l=(?Pe<  
6?;z\ AP&  
这样的话assignment也必须相应改动: 9g>)7Ne  
)Yv=:+f  
template < typename Left, typename Right > |0Xf":  
class assignment 3bYjW=_hA  
  { Ri~$hs!  
Left l; M&/%qF15  
Right r; ?{e}ouKYX1  
public : @`dlhz  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} *@ H\J e`  
template < typename T2 > `G_~zt/  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } :mW< E  
} ; bzxf*b1I  
I7~) q`  
同时,holder的operator=也需要改动: P%gA` j  
^'a#FbMtt  
template < typename T > bwH[rT!n  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 7eju%d  
  { >7zC-3  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); lo(C3o'  
} tW/g0lC%  
8|)^m[c&  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 g,rmGu3v  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 _DH^ K 9,9  
y.c6r> }  
return l(rhs) = r; n:P:im?,y*  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 _OyQ:>M6P  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 0Q`v#$?":  
oLh ,F"nB  
template < typename Tp > 8-B7_GoJ+B  
class constant_t Kk6=61}A  
  { ;RRw-|/Wm  
  const Tp t; >36,lNt  
public : X;N?L%Pp  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 6-fv<Pn  
template < typename T > R$8{f:Pj  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const ,(pp+hNq  
  { 3 h d30o  
  return t; 7J!s"|VS  
} W(R~K -  
} ; &29jg_'W  
{ ]_j)R  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 L*tfY onq  
下面就可以修改holder的operator=了 kM{8zpn  
bXOKC  
template < typename T > Rd5_{F  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 66,(yxg  
  { }b&lHr'Uw  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ?VmgM"'md  
} .8u@/f%pV  
#Uu,yHMv:;  
同时也要修改assignment的operator() W>C?a=r~  
|w}j!}u  
template < typename T2 > dN)8r  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } J\Pb/9M/  
现在代码看起来就很一致了。 oDMPYkpTu  
<Q\KS  
六. 问题2:链式操作 vxj:Y'}  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 h_[{-WC  
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。 VMRfDaO9  
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。 !>n!Q*\(Ov  
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。 b4i=%]v8  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct XPO-u]<W  
6]Hwr_/tk  
template < typename T > 45 sEhs[$  
struct result_1 TZ5TkE;1  
  { $R/@8qnP W  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; }7[]d7  
} ; $Dj8 a\L  
uR5+")r@S  
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: hm! J@  
g"1V ]  
template < typename T > jts0ZFHc-  
struct   ref ,"(G  
  { )>:~XA|?  
typedef T & reference; s@@Km1w  
} ; A-T-4I  
template < typename T > w\o6G7  
struct   ref < T &> W~;Jsd=f  
  { ! 6%?VJB|b  
typedef T & reference; LSou]{R  
} ; RI&O@?+U  
,<t.Iz%  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: fq6Obh=A#  
KtL?,zi  
template < typename T > gGL}FNH  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const Ne1Oz}  
  { W_ `]7RO8  
  return l(t) = r(t); /)sP, 2/  
} .EL3}6"A  
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。 .i RKuBM/  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 E5n7 <  
$qQYxx@  
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 >X$JeME3  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 'NhQBk  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ,r w4Lo  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 k8+J7(_c  
最后的布局是: hhy+bA}  
                Add id1cZig  
              /   \ z/ 1$G"  
            Divide   5 =# Sw.N  
            /   \ C!*!n^qA  
          _1     3 MONX&$  
似乎一切都解决了?不。 hi1Ial\Y  
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。 n9+33^ PT  
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。 s Z[[ymu8  
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: 0vm>*M*p  
hLLSmW (  
template < typename Right > O D}RnKL  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ~~OFymQ%?q  
Right & rt) const CvY+b^;  
  { g %f5hy  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *#XZ*Ga  
} &L+uu',M0c  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 \Mg_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。 [ ulub|  
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。 <bzzbR[F  
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。 lLTqk\8g  
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。 z!"vez  
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? u;_h%z5K  
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: S\).0goOW  
Z v@nK%#J  
template < class Action > *vD.\e~  
class picker : public Action 5CFNBb%Xy  
  { Qu61$!  
public : nnv|GnQST  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ,/{e%J  
  // all the operator overloaded {JgY-#R?{(  
} ; \~ D(ww  
d&j  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 ukSv70Ev  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: G tI )O}  
F}nwTras  
template < typename Right > 7Bp7d/R-  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const H#SQ>vyAV  
  { @(,1}3s  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); M/?,Qii  
} c  C3>Ff'  
5daq}hsQs  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > @L3XBV2  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 2FIL@f|\7z  
y/Xs+ {x  
template < typename T >   struct picker_maker al9wNtMT  
  { l a3B`p  
typedef picker < constant_t < T >   > result; )\akIA  
} ; I%3[aBz4  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > U N9hZ>9  
  { XIdh9)]^}  
typedef picker < T > result; 32YbBGDN!f  
} ; [s( D==8  
dht0PZdx?  
下面总的结构就有了: =u<:'\_  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 _ox+5?>  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 b7QE  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Za:j;u Y  
至此链式操作完美实现。 gg/`{  
cpQ5F;FI  
h[mT4 e3c  
七. 问题3 xLW$>;kI  
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。 R/+$ :  
|\,OlX,  
template < typename T1, typename T2 > &xnQLz:#  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const vF27+/2+R  
  { S+T/(-W  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); h aAY=:  
} "?8)}"/f  
|?!i},Ki;  
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: AQ~ xjU  
N6Mr#A-{  
template < typename T1, typename T2 > G *CPj^O  
struct result_2 W7S~~  
  { FnO@\{M"A  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; C-&ymJC|  
} ; f<YYo  
f>N DtG.6  
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? %2\Hj0JQQ  
这个差事就留给了holder自己。 Pxlc RF  
    %O"8|ZG9{  
mO>L]<O  
template < int Order > Pyo|Sgk  
class holder; dHnCSOM<  
template <> I!sT=w8V  
class holder < 1 > 2*: q$c  
  { aGD< #]  
public : V(7,N(  
template < typename T > z#*.9/y\^R  
  struct result_1 :"%/u9<A  
  { G|wtl(}3  
  typedef T & result; 2cMC ZuO  
} ; L+am-k:T~  
template < typename T1, typename T2 > 3Ua?^2l  
  struct result_2 NAR6q{c  
  { :viW  
  typedef T1 & result; t3;Zx+Br  
} ; }%|ewy9|CW  
template < typename T > J&xZN8jW   
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const s2<!Zb4  
  { Zy}tZRG  
  return (T & )r; Un6R)MVT  
} YF5}~M ymF  
template < typename T1, typename T2 > M>AxVL  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const / F0q8j0  
  { KgL!~J  
  return (T1 & )r1; q/i2o[f'n  
} b($hp%+yJ  
} ; |+#Zuq  
I?e5h@uE  
template <> xRh 22z  
class holder < 2 > Tgdy;?  
  { -k'<6op  
public : G@8)3 @  
template < typename T > /R# zu_i  
  struct result_1 gaF6 j!p  
  { o<G 9t6~  
  typedef T & result; }9fa]D-a?  
} ; /_C2O"h  
template < typename T1, typename T2 > \x<8   
  struct result_2 Ln+l'&_nb  
  { /fI}QY1  
  typedef T2 & result; 1dH|/9  
} ; ^? fOccfQ{  
template < typename T > 8w0~2-v.?V  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const %8'8XDq^8  
  { VBhUh~:Om  
  return (T & )r; oTw!#Re)  
} RZa/la*  
template < typename T1, typename T2 > [|(|"dh@^H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const mQ[$U  
  { <FT7QO$I  
  return (T2 & )r2; ,B <\a  
} (5yM%H8:  
} ; :/5m D  
}`tSRB7  
;+Jx,{ )  
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> >。 0Hnj<|HL  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: &G {GLP?H  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: &o:5lxR{  
[M|^e;tWK  
return l(i, j) = r(i, j); =*\s`ox`  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) n Bu!2c  
KOcB#UHJ  
  return ( int & )i; Bkcwl  
  return ( int & )j; z*.AuEK?  
最后执行i = j; aKI"<%PNn  
可见,参数被正确的选择了。 y=3 dGOFB  
1/DtF  
j\y;~ V  
vX+oZj   
DX_ mrG  
八. 中期总结 e(c\U}&  
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: y{<e4{ !  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 !<[+u  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Xoj"rR9|  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor IiYL2JS;t|  
G~9m,l+  
9CD ei~  
I Xc `Ec  
0z8(9DlTc  
MB]E[&Q!  
九. 简化 AWO)]rM  
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。 [txOh!sxD  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 #CS>_qe.{  
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: 77RZ<u9/`  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 wh:;G`6S  
  +-*/&|^等 .LzA'q1+z  
2. 返回引用。 vq$6e*A  
  =,各种复合赋值等 `PWKA;W$0  
3. 返回固定类型。 yV^Yp=f_  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 4]d^L>  
4. 原样返回。 @*;x1A-]V  
  operator, wkg4I.  
5. 返回解引用的类型。 |#Gxqq'  
  operator*(单目) -gn0@hS0  
6. 返回地址。 v+ $3  
  operator&(单目) +B ?qx Q  
7. 下表访问返回类型。 g"-j/ c   
  operator[] K@.5   
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Cfi{%,em  
  operator<<和operator>> s:T%, xS  
UHl3/m7g  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 66=[6U9 *  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ]kj^T?&n.  
{*xE+ |  
template < typename Left > 4^7 v@3  
struct value_return o}N@Q-i gq  
  { !(d] f0  
template < typename T > %YG?7PBB  
  struct result_1 LjZlKB5C  
  { [gW eD  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; :jiEn y  
} ; Fis!MMh.$  
FXCBX:LnvU  
template < typename T1, typename T2 > w{ja*F6  
  struct result_2 *C*J1JYp+  
  { DB}Uzw|  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 6-U_TV  
} ; [LVXXjkFI  
} ; '6N)sqTR  
>8Oa(9n  
S_lGr k\j  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait Fa("Gok[  
:6Ri% Nb  
下面我们来剥离functor中的operator() Ww<Y]H$xZ<  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 4D65VgVDM  
a %#UF@ I  
return l(t) op r(t) Tm %5:/<8  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) -`]9o3E7H  
return op l(t) kowS| c#  
return op l(t1, t2) a;o0#I#Si  
return l(t) op )%C.IZ_s2  
return l(t1, t2) op 4$-R|@,|_  
return l(t)[r(t)] I;4quFBlMu  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] gawY{Jr8I  
!j!w $  
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: P1F-Wy1  
单目: return f(l(t), r(t)); -}7$;QK&a  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); dL42)HP5  
双目: return f(l(t)); {"o9pIh{~  
return f(l(t1, t2)); *@rA7zPFf  
下面就是f的实现,以operator/为例 v :pT(0N  
1}VaBsEV  
struct meta_divide yP"2.9\erH  
  { >}SEU-7&\  
template < typename T1, typename T2 > GcO2oq  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) `KQx#c>'  
  { jg$qp%7i%  
  return t1 / t2; 86#l$QaK{  
} Ejk;(rxI  
} ; /&gg].&2?  
^O}a,  
这个工作可以让宏来做: tZ]gVgZg  
rPk|2l,E,3  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ }Rh\JDiQ  
template < typename T1, typename T2 > \ z5@XFaQ  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; VEps|d3,,  
以后可以直接用 poz_=,c  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 9#DXA}  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 Xi="gxp$%  
(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。。。) yZlT#^$\  
Nd0tR3gi7  
Nm)3   
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 0|e[o"  
bQ*yXJ^8  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4 \z@Evm  
class unary_op : public Rettype IO)Y0J>x  
  { *7Vb([x4;  
    Left l; BA\aVhmx  
public : t<rIg1  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} F5?S8=i  
YZ~MByu  
template < typename T > 6A"$9sj6  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o U=vl!\J  
      { Y"FV#<9@7E  
      return FuncType::execute(l(t)); 0U=wGI O  
    } $N?8[  
/k'7j*t Z  
    template < typename T1, typename T2 > ;yNc 7Vl  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $PJ==N  
      { .IW`?9O$E  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); J[ }H^FR  
    } '!m6^*m|c  
} ; 'lIs`Zc5N  
ysnW3q!@  
5>}$]d/o  
同样还可以申明一个binary_op MCN>3/81  
' ]k<' `b|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > FJvY`zqB  
class binary_op : public Rettype HXq']+iC  
  { JM7mQ'`Ud  
    Left l; VR (R.  
Right r; |4\1V=(  
public : [t4v/vQT  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ny-:%A  
t:10  
template < typename T > KZKE&bTx  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :T-DxP/  
      { LS~at.3zX  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); g Wtc3  
    } _xKn2?d8g  
 7)2K6<q  
    template < typename T1, typename T2 > F`g(vD >  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const H07\z1?.K  
      { ?V6,>e_+  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); #E]K*mE'  
    } #/>TuJc  
} ; um,f!ho-U  
j_JY[sex  
KF(H >gs  
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 bRvGetX  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 @&\Y:aRO%i  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) K<P d.:  
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。 QFP9"FM5F  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! H )ej]DXy  
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。。。 868X/lL  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 s%:fZ7y  
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) j[U#J  
下面是修改过的unary_op &g|[/~dIr  
|62` {+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > V'vWz`#  
class unary_op `'1g>Ebk0  
  { d]DV\*v  
Left l; I=dG(?#7%  
  [=K lDfU=  
public : I?rB7 *:  
6H|1IrG  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} S;4:`?s=i  
k8D _  
template < typename T > {SV/AN  
  struct result_1 a7g;8t-&   
  {  qb? <u  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; TUfj\d,  
} ; %7ngAIg  
PYCN3s#Gi  
template < typename T1, typename T2 > ) H,Xkex  
  struct result_2 ?+]=|hN  
  { Tz1^"tx9  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; `*s:[k5k  
} ; 3RaduN]  
@:>]jp}uq  
template < typename T1, typename T2 > s+:|b~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WE\TUENac(  
  { w9'>&W8T  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); T]tP!a;K  
} >ai,6!  
flCT]ZR  
template < typename T > fl-J:`zyyZ  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const HPphTu}`  
  { COw"6czX/  
  return OpClass::execute(lt(t)); 7DAP_C  
} h ;*x1BVE  
>eTbg"\  
} ; 8 W  
IAO5li3  
xSudDhRP  
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 #QwkRzVoy  
好啦,现在才真正完美了。 Z!g6uV+.5  
现在在picker里面就可以这么添加了: <&\ng^Z$  
^+yz}YFM  
template < typename Right > CzBYH   
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const <@Q27oEuA  
  { iM!2m$'s  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); e0(/(E:  
} <H^jbK  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Kg 6J:HD49  
k-ZO/yPo  
w-Ph-L/  
uZl d9u  
T 6D+@i  
十. bind NO~G4PUM0C  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 "AagTFs(i  
先来分析一下一段例子 RL}?.'!  
|[rn/  
{ { \oC$  
int foo( int x, int y) { return x - y;} >J;TtNE:  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 "lt<$.  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 as@8L|i*  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 #z P-, 2!r  
我们来写个简单的。 tl_3 %$s  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: MnD}i&k[  
对于函数对象类的版本: 6_%Cd`4Z  
y7+@ v'  
template < typename Func > l9 \W=-'  
struct functor_trait d}O\:\}y  
  { Jh.~]\u  
typedef typename Func::result_type result_type; 1i#y>fUj  
} ; i`+w.zJOH8  
对于无参数函数的版本: 48 -j  
J!om"h  
template < typename Ret > {|oWU8.l  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Mst%]@TG  
  { GFT@Pqq  
typedef Ret result_type; vEfj3+e  
} ; ! \s}A7  
对于单参数函数的版本: rfonM~3?'  
+=/j+S`  
template < typename Ret, typename V1 > Pyuul4(  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ,6]ID1o:y  
  { %fF,Fnf2  
typedef Ret result_type; 4Wgzp51Aq!  
} ; Z=8&`  
对于双参数函数的版本: f2c <-}wR  
-n 7 @r  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > /}1|'?P  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > uQ3sRJi  
  { oOprzxf"+Z  
typedef Ret result_type; c(1tOQk.  
} ; o<A-ETx<  
等等。。。 sq=EL+=j  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy mW]dhY 3X  
I'IFBVhaYn  
template < typename Func > (LsVd2AbR  
struct func_return _b8KK4UR  
  { #jBmWaP.  
template < typename T > hRXnig{;3  
  struct result_1 KK 7}q<&i  
  { 8qkQ*uJP  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 346 z`5  
} ; b$;oty9Y  
Re~6 '  
template < typename T1, typename T2 > lO\HchG zB  
  struct result_2 8L:AmpQdpA  
  { Otu?J_d3  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 0(d!w*RpG  
} ; ,62~u'hR5  
} ; >3g`6d  
zq + 2@"q  
(@N ILK  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 9.xb-m7  
$|Ol?s  
template < typename Func, typename aPicker > ,L  
class binder_1 [&~x5l 8\C  
  { .]exY i  
Func fn; UQkd$w<  
aPicker pk; bX[ZVE(L  
public : CV HKP[-  
5Kd"W,  
template < typename T > -`ljKp  
  struct result_1 Zl%)#=kO  
  { 'O 7:=l  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; \a0{9Xx F  
} ; :BR_%$  
\aPH_sf,  
template < typename T1, typename T2 > WyV,(~y  
  struct result_2 tMdSdJ8  
  { |63uoRr  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; f.` 8vaV  
} ; yU(}1ZID  
i+QVs_jW  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 29 !QE>Q  
CUTjRWQ  
template < typename T > )y:M8((%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const :xmj42w>^  
  { 3 u=\d)eq  
  return fn(pk(t)); 2OI 0B\  
} 8d1qRCIz  
template < typename T1, typename T2 > d8 ~%(I9  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const %q r,Ssa/  
  { nT 4Ryld  
  return fn(pk(t1, t2)); DB|w&tygq  
} X:f5t`;  
} ; _UP 9b@Z"  
b&,Z mDJh  
5`}za-  
一目了然不是么? GGLSmfb)  
最后实现bind IuFr:3(  
FW2x  
{{bwmNv"  
template < typename Func, typename aPicker > ":sp0(`h  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) m' j1  
  { JSq3)o9?/  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); E>#@ H  
} >sAaLR4  
sm?b,T/  
2个以上参数的bind可以同理实现。 npytb*[|c  
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。 $B9?>a|{A  
1DU l<&4  
十一. phoenix um<$L  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: W}7Uh b  
it>Bf;  
for_each(v.begin(), v.end(), qxyY2&  
( XdzC/ {G  
do_ f;+.j/ +  
[ :|&6x!  
  cout << _1 <<   " , " M/xm6  
] B1I{@\z0G  
.while_( -- _1), W7.RA>  
cout << var( " \n " ) j)nE!GKD(  
) gQ{<2u  
); Cnc=GTR i  
&{#6Z  
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: J?E!\V&U  
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 Z,-TMtM7  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 q)@;8Z=_c  
那么我们就照着这个思路来实现吧: <Nloh+n=  
;Hp78!#,  
9N2.:<so  
template < typename Cond, typename Actor > WU/5i 8  
class do_while ?!c7Zx,(  
  { P3a]*>.,  
Cond cd; RZ9_*Lq7+  
Actor act; XfEp_.~JM  
public : \O~WMN  
template < typename T > fI.X5c>WK  
  struct result_1 PVN`k, 4  
  { 3+ C;zDKa  
  typedef int result_type; <h~uGBS"  
} ; n"~K",~P  
}`2+`w%uZ  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} 3EA_-?  
*Hv d  
template < typename T > XCez5Q1  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const z,!A4ws  
  { xkkG#n)  
  do IG%x(\V-e  
    { &u) qw }  
  act(t); hbx+*KM  
  } a6d|Ps.\!  
  while (cd(t)); -O@/S9]S)  
  return   0 ; %u Dd#+{  
} zR=g<e1xe  
} ; }$@K   
XNBzA3W  
\pI ,6$'  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). D{+D.4\  
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。 0h('@Hb.K#  
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。 ,M\/[_:  
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。 sBE@{w%  
下面就是产生这个functor的类: 0U2dNLc  
$7Tj<;TV  
|g\CS4$  
template < typename Actor > eW_EWVH  
class do_while_actor Wl,I%<&j}  
  { %!L*ec%,  
Actor act; s21)*d  
public : q}&+{dN\1  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} JgldC[|7  
,nw5 M.D_  
template < typename Cond > s6oIj$  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; woU3WS0  
} ; fa/p  
$bk_%R}s  
^687U,+  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 &{x`K4N  
最后,是那个do_  8KzH -  
,^T0!k$  
O(T6Y80pU  
class do_while_invoker m&Y?]nbq  
  { d5=yAn-+=  
public : >>>MTV f  
template < typename Actor > DEenvS`,P  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const )Mw 3ZE92  
  { k%LsjN.S  
  return do_while_actor < Actor > (act); +AOpB L'  
} 2\[ Q{T=Qe  
} do_; dQAo~] B  
pf_`{2.\uO  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? z|N*Gs>,  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 vLcOZ^iK  
最后来说说怎么处理break和continue ,j[1!*Z_[  
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。 liH1r1M  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五