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
  • 4203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 ADR`j;2  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 =pk'a_P 8-  
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, CC)9Ks\  
y.O? c &!  
r p @=  
IcQ?^9%{  
  class filler Z(<ul<?r  
  { piId5Gx7  
public : 7Ru0>4B  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} ,7QnZ=F  
} ; .s!:p pwl  
v,M2|x\r}  
B "qG-ci  
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: `2@-'/$\I|  
xS(sRx+A  
TWs|lhC7!  
>N,G@{FR  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); CD[7h  
#ERn 8k  
fk"{G>&8  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Ja (/ym^  
ScTqnY$v  
'sA&Pm  
djSN{>S  
二. 战前分析 Olno9_'  
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。 "~[Rwh?  
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 - a=yi d  
%bimcRX#W  
y^nR=Q]_  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); eT|_0kx1  
  /* --------------------------------------------- */ MO D4O4z&  
vector < int *> vp( 10 ); 3jI.!xD`  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); S :}s|![p  
/* --------------------------------------------- */ !;xE7w  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); }Sh-4:-D  
/* --------------------------------------------- */ ?k3b\E3  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); x$Dv&4  
  /* --------------------------------------------- */ wH`@r?&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); n;=A'g|Q  
/* --------------------------------------------- */ e7qT;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); t/$xzsoJZr  
3Yf$WE8#l  
h49Q2`  
]SPB c  
看了之后,我们可以思考一些问题: nY8UJy}<oL  
1._1, _2是什么? J~}UG]j n  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 )s8r(.W  
2._1 = 1是在做什么? e56#Qb@$\  
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。 ((5zwD  
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。 XgbGC*dQ  
7*5ctc!dG  
]lo1Kw  
三. 动工 |HA7 C  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: j~8+,:  
Qnw$=L:  
J)G3Kq5>:b  
aE%VH ;?  
template < typename T > _qg6( X  
class assignment %b?Pasf.  
  { j"V$J8)[  
T value; 35>}$1?-6  
public : Ocb2XEF  
assignment( const T & v) : value(v) {} "h2Ny#  
template < typename T2 > c]]F`B  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } s6D-?G*u%8  
} ; H94.E|Q\+  
s/^k;qw  
kmoJ`W} N  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 &8pXkD#A  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 9,W-KM  
. $k"+E  
ZFON]$Zk  
IBqY$K+l  
  class holder /OP*ARoC21  
  { gctaarB&  
public : Cm4 *sN.&)  
template < typename T > bxN;"{>Xz  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const F[u%t34'  
  { V!P3CNK  
  return assignment < T > (t); V9 VP"kD  
} x.yL'J\)  
} ; 6:,^CI|@ t  
2{CSH_"Z7  
R]Oy4U,f  
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: W'jXIO  
V\"5<>+O  
  static holder _1; [!le 9aNg  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 jE#8&P~  
sV<4^n7  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); w b[(_@eZ  
而不用手动写一个函数对象。 k)s 7Ev*  
=5`@:!t7  
/)1-^ju  
dO[4}FZ$  
四. 问题分析 gp)ds^  
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。 _p&$X  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 ;N\?]{ L  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 S:YL<_oI|  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 j 7 URg>i0  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 nrIL_  
ak>NKK8P  
五. 问题1:一致性 d mz3O(]$  
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?| YZl%JX  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 qfu2}qUX~%  
p]&Q`oh  
struct holder "^z=r]<5  
  { 2[po~}2-0  
  // QNXxpoS#  
  template < typename T > 8~E)gV+v  
T &   operator ()( const T & r) const ;#9| l=  
  { K]8wW;N4  
  return (T & )r; BA-nxR  
} 14!J\`rI  
} ; =on!&M  
%, et$1`g  
这样的话assignment也必须相应改动: 3+3m`%G  
Y}uQ`f  
template < typename Left, typename Right > 4P!DrOB  
class assignment %wW5)Y I  
  { AnY)T8w  
Left l; SAh054/St  
Right r; TEyx((SK  
public : }G+A_HF ^  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 5Kj4!Ai  
template < typename T2 > ,,@`l\Pgd  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } k{jw%a<Sc  
} ; cl{W]4*$  
k_<{j0z.  
同时,holder的operator=也需要改动: _|3TC1N$n  
X'7S|J6s  
template < typename T > jHH  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const O/9%"m:i  
  { WV1 Z  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); |HG b.^f?  
} Us,[x Q  
JjLyV`DJ  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 > x ghq  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 PbUcbb17  
:ZS 8Zm"  
return l(rhs) = r; +esNwz_   
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 3C=clB9<  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: M#]|$\v(  
t* vg]Yc  
template < typename Tp > Nu/Qa:H_{  
class constant_t |8 2tw|<o  
  { >B/&V|E  
  const Tp t; jne9=Als5  
public : t!~YO'<dS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} ^>8]3@ Nh  
template < typename T > &17,]#3  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const t"/"Ge#a  
  { WG/J4H`Od  
  return t; 5A$az03y$\  
} $;uWj|  
} ; .xkV#ol  
KHecc/,,S  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 8@yc}~8 *  
下面就可以修改holder的operator=了 LQ\ ELJj  
VnSj:LUD  
template < typename T > B9IXa;  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const (GEi<\16[  
  { (1AA;)`Kp  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); Di<J6xu  
} `JWYPsWk  
]~00=nXFM/  
同时也要修改assignment的operator() Cxk$"_  
_Sgk^i3v  
template < typename T2 > cbCE $  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } NQ!N"C3u  
现在代码看起来就很一致了。 E`uaE=Mdq  
%Mng8r  
六. 问题2:链式操作 *76viqY;dE  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 _lPl)8k  
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。 ?3, 64[  
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。 Dg>'5`&  
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。 $wYuH9(  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct X!rQ@F3  
>}DjHLTW\  
template < typename T > ~"q,<t  
struct result_1 37 O#aJ,K  
  { Uty(sDtu  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; q"+ q  
} ; K>R;~ o  
 m-'(27  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: R8[i XXjku  
#i+P(xV  
template < typename T > Qw<kX*fxrI  
struct   ref +# RlX3P  
  { AZy~Q9Kc  
typedef T & reference; P10p<@?  
} ; Dl zmAN  
template < typename T > Sz|Y$,  
struct   ref < T &> 8 5%Pq:E  
  { u1;e*ty  
typedef T & reference; X(!AI|6Bt  
} ; VX!Y`y^a  
~*mOt 7G  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ci ,o8 [Y  
(Gi+7GMV'  
template < typename T > g\qL}:  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const n=G>y7b  
  { BK(pJNBh  
  return l(t) = r(t); c3zT(FgO>N  
} /m Q2;*|  
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。 }+{*, z  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 y '_V/w s  
RD6h=n4B  
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 g<2lPH  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: r%y;8$/-  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 mo|PrLV  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 7~kpRa@\P  
最后的布局是: 5mna7 BCEb  
                Add m0I #  
              /   \ -B*<Q[_  
            Divide   5 XW UvP  
            /   \ R(2HY Z  
          _1     3 iM?I /\  
似乎一切都解决了?不。 2H?I'<NoC  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 Bbl)3$`,  
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。 O^X[9vrW  
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: m~Y'$3w  
' 1P=^  
template < typename Right > xm}q6>jRV  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const vbRrk($`  
Right & rt) const (>rS _#^  
  { wR Xn9  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); t<!+b@l5  
} YQ8j  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 P\22op_te-  
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。 +}c|O+6g  
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。 CJMaltPp&  
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。 t+=12{9;f  
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。 Ad]<e?oN=  
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? ']d!?>C@o  
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: T6h;Y  
8 zQ_xE  
template < class Action > 3 x"@**(Q  
class picker : public Action bK03 S Vx  
  { kyW6S+#-  
public : +A8=R%&b)[  
picker( const Action & act) : Action(act) {} Kk!6B  
  // all the operator overloaded >a&?AP #  
} ; ]]p19[4s  
5,HCeN  
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。 gdoJ4b  
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.[+yzuE6  
r#_7]_3  
template < typename Right > *[d~Nk%Y$  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const My]+?.Ru  
  { v87$NQvwQ  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Qq'i*Mh  
} Lnh':7FQJx  
~In{lQ[QX  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ; g Z%U  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 fKL'/?LD]  
)"(V*Z  
template < typename T >   struct picker_maker g2g`,"T  
  { ps"/}u l  
typedef picker < constant_t < T >   > result; to99 _2  
} ; {l0,T0  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > /]ku$.mr\  
  { //\ds71h  
typedef picker < T > result; y#]}5gJ  
} ; 98ca[.ui  
6#E]zmXO2  
下面总的结构就有了: K#GXpj  
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。 |7rR99  
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。 P['X<Xt8  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 IXGW2z;  
至此链式操作完美实现。 [ 3$.*   
=E;=+eqt  
\e?.h m q  
七. 问题3 w) =eMdj\o  
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。 f!5F]qP>-  
kx|me~I  
template < typename T1, typename T2 > 7d3 'CQQ4  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '"oo;`g7  
  { x Z|&/Ci  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); = y?#^  
} h6g=$8E  
|n+ #1_t%  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: |.1qy,|!X  
98BYtxa  
template < typename T1, typename T2 > V3## B}2[Y  
struct result_2 FQ+8J7  
  { }C=Quy%Z<  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; (l Lu?NpIi  
} ; ^fkCyE;=  
M6# \na  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? 'b8R#R\P  
这个差事就留给了holder自己。 KuA>"X  
    6dF$?I&  
Oc7 >S.1  
template < int Order > 3"5.eZSOW  
class holder; a*V9_Px$&  
template <> D^|jZOJ  
class holder < 1 > p?Z(rCp  
  { 'KSa8;:=C  
public : S,lxM,DL&  
template < typename T > 5!<o-{J[(=  
  struct result_1 #-,g&)`]  
  { %>i@F=O2<  
  typedef T & result; zCBplb  
} ; >W'j9+Va  
template < typename T1, typename T2 > GOGt?iw*<  
  struct result_2 >&BrCu[u  
  { u0xQ;BQ  
  typedef T1 & result; _HwpPRVP/  
} ; ]22C )<  
template < typename T > qc3~cH.@  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const ])C>\@c6Gm  
  { }xqXd%uz  
  return (T & )r; $)Wb#B  
} &(g|="T  
template < typename T1, typename T2 > PJCnud F  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const G=1m] >I8  
  { -)X{n?i  
  return (T1 & )r1; w5,6$#  
} RYt6=R+f  
} ; 7UnzIe  
/M:H9Z8!  
template <> V7P6zAJy  
class holder < 2 > oB4#J*   
  { N*f^Z#B]  
public : Rxx>{+f4M  
template < typename T > L.kD,'G}>  
  struct result_1 yOc|*O=]U  
  { Fqo&3+J4  
  typedef T & result; P 4QkY#v  
} ; lDC}HC  
template < typename T1, typename T2 > g&bwtEZ  
  struct result_2 |ixGY^3;  
  { }hCaNQ&jH  
  typedef T2 & result; Ss 2$n  
} ; Z9xR  
template < typename T > ^1.7Juvb  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const >&1um5K  
  { <9`?Z-lJP  
  return (T & )r; _e*c  
} mY`@'  
template < typename T1, typename T2 > i *B:El1  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const WKxm9y V  
  { ` VwN!B:  
  return (T2 & )r2; Ae6("Oid  
} ?ZaD=nh$mK  
} ; v`SY6;<2  
v~}5u 5 $O  
uWTN 2jr  
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> >。 '6X%=f'^b  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: PRwu  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Q3,=~}ZNK  
8[M* x3  
return l(i, j) = r(i, j); `dO}L  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) *2=W5LaK.  
) \ 4 |  
  return ( int & )i; jXWNHIl)@  
  return ( int & )j; pisB,wP$2  
最后执行i = j; 7 W{~f?Sh  
可见,参数被正确的选择了。 #d% vT!Bz~  
g ?V&mu  
Y9tV%  
XCm\z9F  
=-qf;5[|  
八. 中期总结 q`[K3p   
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:,9I` aW  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 $3 4j6;oN  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 \B&6TeR  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Xem5@ (u  
4>YU8/Rw  
]~8v^A7u  
U*qNix  
d&u 7]<yDA  
ZBJ3VK  
九. 简化 -w~(3(  
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。 Q&PB]D{  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 MRs,l'  
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: $/paEn"  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 _88QgThb  
  +-*/&|^等 Y\p $SN  
2. 返回引用。 \?&A u  
  =,各种复合赋值等 D%U:!|G  
3. 返回固定类型。 YjLe(+ WQ  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) q@kOTkHv)  
4. 原样返回。 sT`^ljp4  
  operator, &K *X)DAs  
5. 返回解引用的类型。 hiwIWd:H  
  operator*(单目) Gs_qO)~xo  
6. 返回地址。 9 mPIykAj8  
  operator&(单目) 'gDe3@ci!  
7. 下表访问返回类型。 DbtF~`3, .  
  operator[] c#QFG1  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 qo_]ZKL44  
  operator<<和operator>> *,lh:  
ax_YKJ5#P  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Q]rqD83((  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ,H39V+Y*  
[(|v`qMv/g  
template < typename Left >  rN"Xz  
struct value_return P'tMu6+)  
  { *d>vR1  
template < typename T > eh<rRx"[  
  struct result_1 ]*;F. pZ  
  { .oR3Q/|k]  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ^PqMi:htc  
} ; C),7- ?  
/K|:9Q$K6  
template < typename T1, typename T2 > FZXyfZw!|  
  struct result_2 OJ/SYZ.r  
  { {155b0  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; .GCR!V  
} ; P+Z\3re  
} ; "- eZZEl(  
w!`Umll2  
iYKU[UP?  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait `*yAiv>  
.X'< D*  
下面我们来剥离functor中的operator() }fA;7GW+9  
首先operator里面的代码全是下面的形式: ?z=\Ye5x  
U =cWmH  
return l(t) op r(t) QU/3X 1W  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) tg85:  
return op l(t) Q\9K2=4  
return op l(t1, t2) c!Dc8=nE0m  
return l(t) op xU}M;4kH~  
return l(t1, t2) op 73 V"s  
return l(t)[r(t)] }Hy ~i  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] XoItV  
VVuR+=.&  
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: i8~ r  
单目: return f(l(t), r(t)); JE!("]&  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); G{b:i8}l  
双目: return f(l(t)); )~ z Z'^  
return f(l(t1, t2)); L.B~ax.|Z  
下面就是f的实现,以operator/为例 ll<mE,  
} ` T8A  
struct meta_divide vM`~)rO@!  
  { |RhM| i  
template < typename T1, typename T2 > B:9.e?t  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) f=`33m5  
  { SRL-Z&M  
  return t1 / t2; Mw^ *yW  
} M35Ax],:^  
} ; Bo r7]#  
y3IWfiz>/d  
这个工作可以让宏来做: wsnK3tM7-  
3KcaT5(&  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ]sj0~DI*m  
template < typename T1, typename T2 > \ aB"xqh)a}T  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Rj6|Y"gq9  
以后可以直接用 HZZDv+  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) nl n OwyMJ  
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 mhzYz;}  
(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。。。) 6RK\}@^=K  
YaL]>.;Z:"  
Hwu4:^OL|  
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 @-"R$HOT  
9y~"|t  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > w%xCTeK[  
class unary_op : public Rettype s-?fUqA  
  { U7H9/<&o  
    Left l; AyVrk 8G  
public : ndi+xaQtG  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} #ia;- 3  
#a,9B-X  
template < typename T > 9%!dNnUk  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const V'StvU  
      { -Mf Q&U   
      return FuncType::execute(l(t)); z"379b7cN  
    } T~k)uQ  
=u|~ <zQw  
    template < typename T1, typename T2 > 9DE)S)e8  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const $1 @,Qor  
      { T bf:eVIG  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); $j*Qo/x d  
    } Q"VMNvKYB  
} ; tcL2J.  
:"'nK6>  
DWf$X1M  
同样还可以申明一个binary_op h-mTj3p-K  
O4Dr ]Xc]  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ~<r i97)  
class binary_op : public Rettype g}Q x`65:  
  { 4~|<` vqN  
    Left l; ycX{NDGs  
Right r; ngyY  
public : %l$W*.j|;  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 91d }, Mq:  
p;%<mUI  
template < typename T > :6Pad  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  CL3xg)x6  
      { ;pZ[|  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 3QCVgo i\  
    } q#[`KOPV  
MR;X&Up6!  
    template < typename T1, typename T2 > ) Yj%#  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EUcKN1  
      { +m/,,+4  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Jqfm@Y  
    } <Ar$v'W=F{  
} ; +)/ Uu3"=  
{#hVD4$b  
E%3TP_B3  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 7z'h a?  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 rFu ez$  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) -s"0/)HD  
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。 !7 _\P7M  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! }5n  
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。。。 IZNOWX|Z;  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 x$B&L`QV  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) AHd-  
下面是修改过的unary_op WS,7dz  
G[z .&l  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > '%7 Bxof  
class unary_op X")|Uw8Kl/  
  { xsP4\C>  
Left l; /A07s[L  
  LmL Gki$w  
public : HL8eD^  
;j'Daupt;=  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} VKuAO$s$  
e7k%6'@  
template < typename T > O<N#M{kc.  
  struct result_1 VLI'    
  { <P4 FzK  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; (S9f/i ^  
} ; |g_g8[@`}  
ja T$gAx  
template < typename T1, typename T2 > E1*QdCV2  
  struct result_2 7"Mk+'  
  { >^SEWZ_[  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 9&  
} ; n-afDV  
4 I@p%g&  
template < typename T1, typename T2 > ,8VU&?`<}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const a!,r46>$H  
  { oF|N O^H  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 3W&S.$l  
} $a#H,Xv#  
APSgnf  
template < typename T > b?VV'{4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const H3O@9YU  
  { dULS^i@@  
  return OpClass::execute(lt(t)); YpmYxd^  
} |jG~,{  
1oY^]OD]W  
} ; r>n" 51*  
a.kbov(  
&ab|2*3?X  
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 +%#8k9Y  
好啦,现在才真正完美了。 ;Icixu'O  
现在在picker里面就可以这么添加了: 5<R%H{3j  
1W,(\'^R  
template < typename Right > xeA#u J  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const bB 6[Xj{  
  { gv.6h{Ut  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ;O=h$8]  
} ,sQ93(Vo  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 Lp&k3?W  
:qj<p3w~}  
q,l)I+  
:T@r*7hNT  
ejePDgi_[  
十. bind sC7/9</  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 +4)7j&L  
先来分析一下一段例子 p EusTP  
qx)?buAij  
_8fA?q=  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 9F##F-%x  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 46x.i;b7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 U ?b".hJ2  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 (q;bg1\UK  
我们来写个简单的。 ;hDa@3|]34  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: <+U|dX  
对于函数对象类的版本: _D;@v?n6!O  
*@S@x{{s  
template < typename Func > q mQfLz7&x  
struct functor_trait }DjYGMrTB  
  { 0^l%j8/  
typedef typename Func::result_type result_type; L^0v\  
} ; +t!S'|C  
对于无参数函数的版本: ?S[Y:<R{:  
QU5Sy oL[  
template < typename Ret > >fs2kha  
struct functor_trait < Ret ( * )() > iEHh{H(  
  { f~h~5  
typedef Ret result_type; (-^bj  
} ; gS9>N/b|  
对于单参数函数的版本: WZewPn>#q  
f`$Gz  
template < typename Ret, typename V1 > ZI13  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > 6NLW(?]  
  { VLvS$0(}Z  
typedef Ret result_type; \ v2H^j/  
} ; {6,|IGAq V  
对于双参数函数的版本: LR&_2e^[  
tw K^I6@  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ^twivNB  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > +wfVL|.Wq  
  { /b[2lTC-e  
typedef Ret result_type; lP _db&  
} ; *b|NjwmB  
等等。。。 Te-Amu  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy uofr8oL~  
0!GAk   
template < typename Func > Jfhk@27T  
struct func_return AR&:Q4r|  
  { +]wuJSxc  
template < typename T > q9*MNHg }  
  struct result_1 &xd.Qi2  
  { smy}3k  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; v;2CU  
} ; )b4$A:  
grom\  
template < typename T1, typename T2 > p9[6^rjx8  
  struct result_2 > s EjR!  
  { ql{_%x?  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; L8$1K&!  
} ; p3x?[ Ww  
} ; yi6N-7  
`wz[='yM  
pmc=NTr&<  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 3=.Y,ENM;  
u?H 2%hD  
template < typename Func, typename aPicker > 6ghx3_%w  
class binder_1 D]03eu  
  { 't (O$  
Func fn; kuMKX`_  
aPicker pk; 1 Y/$,Oa5  
public : U.oksD9 v  
ot%.M*h-  
template < typename T > J%rP$O$  
  struct result_1 HIc a nk  
  { OM83S|1s  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; _ -..~K.|  
} ; 9";sMB}W*  
-_A$DM!^=w  
template < typename T1, typename T2 > \Ad7 Gi~  
  struct result_2 kBWrqZ6  
  { ](0mjE04<d  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; GHc/Zc"iX  
} ; ?A*Kg;IU  
{3\R|tZh,`  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} wxQ>ifi9Z  
/BA{O&Ro^  
template < typename T > I*|P@0  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const k3Cz9Vt%  
  { i775:j~zx0  
  return fn(pk(t)); @R6 ttx  
} ;iQEkn2T|}  
template < typename T1, typename T2 > mLbN/M  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const z!wDpG7b  
  { ]7GlO9  
  return fn(pk(t1, t2));  #@.-B,]  
} !X^Ce)1K  
} ; ) ]6h y9<  
9.OA, 6  
]/2T\w.<  
一目了然不是么? |CD"*[j]  
最后实现bind g}xQ6rd  
_k66Mkd#b  
m\u26`M  
template < typename Func, typename aPicker > Xz{~3ih  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 7:=k`yS,  
  { R[[ ,q:4  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); Yc Q=vt{  
} K`%tGVY  
j6:7AH|!)2  
2个以上参数的bind可以同理实现。 \.{AAj^qD  
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。 v({N:ya  
%Q"(/jm?  
十一. phoenix Tenf:Hm/k  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: q3e8#R)l  
} (FPV*mS  
for_each(v.begin(), v.end(), XFwLz  
( ub:ly0;t  
do_ D)$8 W[  
[ aE VsU|  
  cout << _1 <<   " , " <O~WB  
] \FmKJ\  
.while_( -- _1), PH3 >9/H  
cout << var( " \n " ) b0<o  
) U^lW@u?:  
); y*b3&%.ml  
Vzlh+R>c  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: uBnoQ~Qd[z  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor K!z`  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 p]G3)s@>  
那么我们就照着这个思路来实现吧: w!^~<{ Kz  
G7LIdn=  
Q\Kx"Y3i  
template < typename Cond, typename Actor > \fWW'  
class do_while 'cZN{ZMWG  
  { 4\otq%Y  
Cond cd; 0$.m_0H  
Actor act; T<b+s#n4  
public : []kN16F  
template < typename T > AI ijCL  
  struct result_1 n| !@1sd  
  { !vD{Df>  
  typedef int result_type; AasZuO_I  
} ; `RRE(SiKU  
R=j% S!  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _RkuBOv@e  
f2I6!_C!+  
template < typename T > myFAKRc  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const TX8<J>x  
  { cQj-+Tmu  
  do +/{L#e>   
    { !BIOY!M  
  act(t); "B7`'jz  
  } -Sv"gLB  
  while (cd(t)); o :q1beU  
  return   0 ; t ~7V { xk  
} _banp0ywS  
} ; W;6vpPhg#!  
c:!zO\P#  
Ucw yxX I  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). Rf-[svA  
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。 XMN:]!1J  
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。 7Cqcb>\X  
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。 0u B'g+MU`  
下面就是产生这个functor的类: WCJxu}!  
9O.YOiW  
uGN^!NG-0  
template < typename Actor > XM1`x  
class do_while_actor qO1tj'U<  
  { F/d7q%I  
Actor act; p>=[-(mt  
public : >x1p%^cA;=  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} aolN<u3G  
KW^<,qt5w  
template < typename Cond > {svn=H /  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; /$N~O1"0)  
} ; ^eYqll/U  
SO\/-]9#  
Q^Ql\  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。  kzmQm  
最后,是那个do_ ">81J5qgd  
az;Q"V'6  
oEz%={f  
class do_while_invoker /t<@"BoV  
  { m#/_x  
public : ;TiUpg</_3  
template < typename Actor > penlG36Q  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const P,S G.EFK  
  { `Pn[tuIO  
  return do_while_actor < Actor > (act); U:6W+p8  
} 5+Mdh`  
} do_; d&8APe  
tMx}*l|]  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Q;Wj?8}  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 [Qt?W gPj  
最后来说说怎么处理break和continue #L}+H!Myh  
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。 -5l6&Y   
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