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
  • 7965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 3)W zX  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 sg^|dS{3D  
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, + tMf&BZ  
0Z8"f_GK  
W/ Q*NB  
PT6]qS'1  
  class filler nlNk  
  { DaQl ip  
public : &2`p#riAS  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} *$<W"@%^J  
} ; 3J+2#ML  
Xv-p7$?f  
(6S'wb  
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: 9VnBNuT  
$QC1l@[sM  
u##th8h4U  
VIT|#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); cQK-Euum  
K"0IWA  
LTTMa-]Yy  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 sF{aG6u   
5 aA* ~\  
-[=eVS.2%  
i3,IEN  
二. 战前分析 H;1@]|sH#  
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。 W[\6h Zv  
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 Wb-C0^dTn  
4#B'pJMw9  
.$18%jH#  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); V95o(c.p  
  /* --------------------------------------------- */ R c+olJ^5  
vector < int *> vp( 10 ); C!VhVOy>d  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); gc.Lh~  
/* --------------------------------------------- */ l_^SU8i57  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); J-v1"7[2GC  
/* --------------------------------------------- */ <+QQiFj  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); B.q/}\ ?(  
  /* --------------------------------------------- */ _}R[mr/  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); >rCD5#DG  
/* --------------------------------------------- */ kFn/dQ4|  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); .<"XE7  
=yf) Z^  
8 "l PiW3  
94"+l@K  
看了之后,我们可以思考一些问题: Lx0nLJ\  
1._1, _2是什么? VeYT[Us"  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 n)e2?  
2._1 = 1是在做什么? 4S<M9A}  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 wjA wJOw|  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 k]~o=MLmj  
-s3`mc}*  
Q(bOar5  
三. 动工 oD)]4|  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: paqGW]  
z'YWomfZm  
!5`MiH  
0!hr9Y]Lx  
template < typename T > x-BU$bx5  
class assignment ABWn49c.  
  { *w+'I*QSt~  
T value; }[AaI #  
public : 1Bj.MQ^  
assignment( const T & v) : value(v) {} PCviQ!X  
template < typename T2 > fiGTI}=P  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } K./qu^+k  
} ; 1'~Xn 4 f  
#Rw!a#CX.  
'nCVjO7o  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {VcRur}&Y8  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment (RddR{mX  
Aa ~W,  
]o6 ZZK  
J p'^!  
  class holder EXDDUqZ5\  
  { B7%K}|Qg  
public : qSY\a\.<  
template < typename T > G+zhL6]F  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const }]x \ `}o  
  { gv*b`cl  
  return assignment < T > (t); rzf Lp  
} ,lZ19B?WP  
} ; [`n_> p!  
+A}t_u3<  
I,-n[k\J  
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: R(1:I@<?E  
AdDX_\V,*  
  static holder _1; c4H6I~2Na  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 5X{|*?>T  
?P kJG ,~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); &Hoc`u  
而不用手动写一个函数对象。 hb`9Vn\-E  
IiPX`V>RC  
.?Eb{W)^br  
DQG%`-J  
四. 问题分析 CI W4E  
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。 Nq8ON!<<  
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。 \s=r[0tj!  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 +Mo4g2W  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Z RVt2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。  u r$  
TU|#Pz7n-Z  
五. 问题1:一致性 (0{Dn5MH  
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?| U0&myj 8L  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 #u&fUxM:AS  
hek+zloB+  
struct holder ?8~l+m6s$  
  { 9g6$"',H  
  // |` T7}U  
  template < typename T > GfONm6A  
T &   operator ()( const T & r) const <"3q5ic/Z  
  { lR?y tIY  
  return (T & )r; <*5S7)]BP  
} EyK!'9~a  
} ; rJiF2W  
EQyX!  
这样的话assignment也必须相应改动: }qWnn>h9xv  
c=v016r\  
template < typename Left, typename Right > m` 1dB%;?  
class assignment >Na.C(DZ  
  { O=%Ht-kOc  
Left l; 8a6.77c  
Right r; d+DO}=]  
public : mm>l:M TF  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 3@~a)E}T  
template < typename T2 > DOWWG!mx  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Kbu>U{'  
} ; dA<%4_WZty  
4Sh8w%s  
同时,holder的operator=也需要改动: S)hDsf.I  
c/ Pql!h+  
template < typename T > P0 0G*iY~\  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const lf"w/pb'  
  { ';R]`vWFe  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); NfDS6i.Fqp  
} @|A!?}  
nmpc<&<<  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 `,AOxJ:$  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 ,$`} Rf<  
`)cI^!  
return l(rhs) = r; / =9Y(v  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 `,4yGgD!4  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: <lzC|>BG  
lITd{E,+r  
template < typename Tp > C]b:#S${  
class constant_t ^p(aZj3k  
  { J* !_O#  
  const Tp t; O.jm{x!m  
public : Z"c-Ly{vEj  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} < }K9 50  
template < typename T > @vq)Y2)r\  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const kk5&lak2V  
  { ?Tc|3U  
  return t; @ 95p[  
} IhzY7U)}T  
} ; 9Qszr=C0  
NrS+N;i  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 A$p&<#  
下面就可以修改holder的operator=了  dF `7]  
="]lN  
template < typename T > $-/-%=  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const !{ *yWpZ:  
  { ItLR|LO9  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ], Bafz)4  
} Pfs_tu  
OybmyGHY  
同时也要修改assignment的operator() `IlhLv  
d7BpmM  
template < typename T2 > i;pg9Vw  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); }  }c||$  
现在代码看起来就很一致了。 hpQ #`rhn  
: F3UJ[V  
六. 问题2:链式操作 Tp@Yn  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 b)a5LFt|  
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。 y~*B%KnEQy  
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。 a1_ N~4r`  
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。 T$mT;k  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 8p829  
47Vt8oyh%  
template < typename T > I!Dx)>E&  
struct result_1 ?#c "wA&  
  { t ^>07#z  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ]u<U[l-w  
} ; wx-&(f   
t,TlW^-  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: }^H(EHE  
k6DJ(.n'%a  
template < typename T > \1-lda  
struct   ref RPMz&/k  
  {  e+#Oj  
typedef T & reference; uFmpc7  
} ; u`B/9-K)y  
template < typename T > Z}zka<y6K6  
struct   ref < T &> zt]8F)l@  
  { <NDV 5P  
typedef T & reference; vR#MUKfh  
} ; K HNU=k  
x-@?:P*  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: aiX4;'$x!  
ZH=Bm^  
template < typename T > o;9H~E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const k^JgCC+  
  { EhD%  
  return l(t) = r(t); [GM!@6U  
} [$$R>ELYQ  
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。 _ZWU~38PM  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 IN;!s#cl:  
CXu$0DQ(  
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 5y='1s[%  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: V[^AV"V  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 <b4} B   
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 u6E ze4u  
最后的布局是: 1A(f_ 0,.Q  
                Add @G=:@;  
              /   \ we}5'bS>  
            Divide   5 vGH]7jht  
            /   \ }!*|VdL0  
          _1     3 $Y$s*h_-/<  
似乎一切都解决了?不。 [$>@f{:  
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。 \/wk!mWV@  
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。 SRHD"r^@  
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: 3<Z@!ft8  
hOqNZ66{  
template < typename Right > HA$7Q~{N-t  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const cy8r}wD  
Right & rt) const `Lw Z(M-hI  
  { CJ3/8*;w  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ls "Z4v(L6  
} I#F, Mb>:  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 2*-qEUl1  
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。 Uu`}| &@i  
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。 mCI5^%*0jQ  
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。 )>rYp )  
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。 DM,;W`|6%  
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? *rm[\  
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: rd(-2,$4  
-&y&b-  
template < class Action > JV;VR9-l  
class picker : public Action !cO<N~0*5x  
  { >^f]Lgp  
public : EL *l5!Iu  
picker( const Action & act) : Action(act) {} N9H qFp  
  // all the operator overloaded 'F1<m^  
} ; "LZv\c~v,%  
p|r>tBv?x  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 PB:r+[91  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: +jGUp\h%9;  
%CrpUx  
template < typename Right > (WGEX(|  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const h9%.tGx  
  { gi/W3q3c6  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); NA$ODK -  
} lb)i0`AN+  
NC x)zJ\S  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 51>OwEf<R  
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。 mndNkK5o  
xAf?E%_pi  
template < typename T >   struct picker_maker ;Ac!"_N?7  
  { \FIOFbwe  
typedef picker < constant_t < T >   > result; T,4REbm^  
} ; VB+y9$Y'  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > j+3=&PkA.]  
  { 0mT.J~}1v  
typedef picker < T > result; pmDFmES  
} ; #fF';Y7  
h`:gMhn  
下面总的结构就有了: ,xC@@>f  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 `[4{]jX+<  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 4Cf.%f9@  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 F)tcQO"G  
至此链式操作完美实现。 mLeK7?GL  
K&iU+  
 u+]8Sq  
七. 问题3 !2g*=oY  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 iC<qWq|S_m  
%y\  
template < typename T1, typename T2 > ;[j)g,7{  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0a's[>-'A  
  { h\OMWJ~  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Ivc/g,  
} ~$ "P\iJ  
#6Fc-ysk:  
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: Bjsg!^X7  
RZ:= ';  
template < typename T1, typename T2 > s ` +cQ  
struct result_2 CF@j]I@{   
  { )ocr.wU@  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; q!8aYw+c  
} ; e:RgCDWL  
fnU;DS] W  
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? N/N~>7f  
这个差事就留给了holder自己。 |Skhx9};  
    hxuc4C\J  
]9NA3U7F  
template < int Order > [#C(^J*@c  
class holder; xEqr3(  
template <> 6^"Spf]  
class holder < 1 > \zyvu7YA  
  { qv$m5CJvK  
public : >du|DZq  
template < typename T > a}/ A]mu  
  struct result_1 (<xl _L:*.  
  { _ "H&  
  typedef T & result; 6Y&`mgMF'  
} ; 'P3jUc)  
template < typename T1, typename T2 > AqucP@  
  struct result_2 |#`qP^E  
  { qO}Q4a+  
  typedef T1 & result; K)F6TvWv  
} ; S;I}:F#5  
template < typename T > , FD RU  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const q jmlwVw  
  { 4 oZm0  
  return (T & )r; {E$smX  
} Ud'/ 9:P  
template < typename T1, typename T2 > g.T:72"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #8qhl  
  { TnQ"c)ta  
  return (T1 & )r1; h@yn0CU3.  
} B 42t  
} ; E]dmXH8A  
&*8_w-  
template <> oZ,_G,b^  
class holder < 2 >  6>&h9@  
  { CWw#0  
public : {Etvu  
template < typename T > b .|k j  
  struct result_1 /l1OC(hm  
  { :.aMhyh#*  
  typedef T & result; ?Es(pwJB  
} ; 4Be'w`Q {  
template < typename T1, typename T2 > N|\Q:<!2_w  
  struct result_2 iqr/MB,W  
  { Z|$M 9E  
  typedef T2 & result; h1 pEC  
} ; |Q+:vb:  
template < typename T > !\5w<*p8  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const x7ZaI{    
  { #Ic)]0L  
  return (T & )r; U'k 0;  
} ,9Si 3vn  
template < typename T1, typename T2 > ,=V9 ?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const '8w>=9Xl  
  { K*S3{s%UR  
  return (T2 & )r2; y ~n1S~5cI  
} AW8*bq1  
} ; 5yk#(i 7C  
h?'~/@  
QTC!vKM  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 E.N  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: je8 5G`{DC  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: 7!Qu+R  
T:Nc^QP|tm  
return l(i, j) = r(i, j); e2^TQv2(=e  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) \zKO5,qw  
pZz\o  
  return ( int & )i; {$g3R@f^~  
  return ( int & )j; 7@ \:l~{  
最后执行i = j; # /Bg5:  
可见,参数被正确的选择了。 Swr4De_5  
lg +>.^7k  
=;Dj[<mJ45  
nF B]#LLv  
niqknqW<t  
八. 中期总结 O,JS*jXl  
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: _"*}8{|  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ?4^ 0xGyE  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 dXfLN<nD>U  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 0SDnMij&bf  
ocu,qL)W  
E>+>!On)b  
?lML+  
k.z(.uc=  
F1A40h7R$Y  
九. 简化 l dqU#{  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 Wy%FF\D.Y  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 5 owK2  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: K)U[xS;<  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 xHMFYt+0$G  
  +-*/&|^等 mRa\ wEg%  
2. 返回引用。 2vWn(6`  
  =,各种复合赋值等 xv&h>GOg  
3. 返回固定类型。 wZs 2 aa  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) J#t-." f6^  
4. 原样返回。 7i!VgV  
  operator, Ek1c>s,t  
5. 返回解引用的类型。 K_@?Q@#YhR  
  operator*(单目) ES?*w@x  
6. 返回地址。 -]+pwZ4g  
  operator&(单目) S*$?~4{R  
7. 下表访问返回类型。 u~aRFQ:  
  operator[] GbclR:G  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ^ H&U_  
  operator<<和operator>> $rI 1|;^  
- Z`RKR8C  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 "?.#z]']  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: I}m20|vv  
f:-l}Zj  
template < typename Left > 3 ye  
struct value_return 'It8h$^j  
  { !~yBz H;K  
template < typename T > (6 Od   
  struct result_1 c(e>Rmh  
  { t:5-Ro  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; S YDE`-  
} ; tKeTHj;jO  
[IQ|c?DxpL  
template < typename T1, typename T2 > ? ep#s$i  
  struct result_2 ".tL+A[  
  { 2Jio_Hk  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; YT Zi[/  
} ; i*Ldec^  
} ; hg(<>_~  
Ca PHF@6WN  
GD{L$#i!  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait  D**GC  
L_NiU;cr%  
下面我们来剥离functor中的operator() iBd6&?E?<  
首先operator里面的代码全是下面的形式: {^ b2nOMv  
dy&UF,l6  
return l(t) op r(t) R<Lf>p>_  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) wDZ<UP=X  
return op l(t) :Ko6.|  
return op l(t1, t2) -juG[zn  
return l(t) op "|L" C+tE  
return l(t1, t2) op S@FO&o 0  
return l(t)[r(t)] OegeZV  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] by X!,  
 :^.wjUI  
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: 6 :] N%  
单目: return f(l(t), r(t)); 3KkfQ{  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); Z[oEW>_A  
双目: return f(l(t)); `za,sRFR  
return f(l(t1, t2)); s|]g@cz an  
下面就是f的实现,以operator/为例 DH-M|~.sf^  
.B# .   
struct meta_divide :TH cI;PG8  
  { ?Gki0^~J  
template < typename T1, typename T2 > @h%V:c  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) d,b4q&^X8  
  { d,V#5l-6  
  return t1 / t2; CJBf5I3  
} xc:E>-  
} ; sjr,)|#[  
[1VA`:?W  
这个工作可以让宏来做: 8Xot ly  
H\67Pd(Z6  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ N{;!xI v  
template < typename T1, typename T2 > \ <v:VA!]  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ;]>kp^C#  
以后可以直接用 L*(9Hti  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) jwDlz.sW!  
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 _FY&XL=  
(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。。。) E.oJ[;  
XA>W >|  
 wA"@t  
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 #DTKz]i?  
Ps!MpdcL3  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9%/hoA)  
class unary_op : public Rettype 9DxHdpOk  
  { };/QK*  
    Left l; 'cW^S7  
public : " O&93#8  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ot t6y  
9u B?-.  
template < typename T > l!mbpFt  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const MMM tB6  
      { kRp]2^}\s\  
      return FuncType::execute(l(t)); ;H_/o+  
    } -aoYoJ '  
{Su?*M2y  
    template < typename T1, typename T2 > 3nq?Y8yac  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const IC`3%^  
      { CVj^{||eF  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); TlqHj  
    } z;c>Q\Q  
} ; bz4Gzp'6k  
K$CC ~,D  
7aG.?Ca%  
同样还可以申明一个binary_op "[bkdL<  
(m~>W"x/  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,T/Gv;wa2  
class binary_op : public Rettype p@ <Q?  
  { ?bTfQH vX  
    Left l; 44]s`QyG  
Right r; *FS8]!Qg  
public : kB7vc>@1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 6EqA Y`y  
i! .]U@{k  
template < typename T > IpP%WW u  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const +&GV-z~o  
      { wq)*bIv  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); R+ * ; [  
    } Ss3p6%V/  
dbp\tWaW  
    template < typename T1, typename T2 > =u.@W98, K  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const YagfCi ?  
      { VUb>{&F[  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2));  ~?ab_CY  
    } =|t-0'RsN  
} ; l45/$G7  
Y]z :^D  
^Hd[+vAvR  
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 2g.lb&3W  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 =|3BkmO  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 6g(;2gY  
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。 :@A&HkF  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! S?J!.(  
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。。。 >O'\ jp}$l  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /cjz=r1U>  
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) !fh (k  
下面是修改过的unary_op x|H`%Z  
Kv_2=]H  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > N*Y[[N(  
class unary_op iw@rW5%'~  
  { :F(4&e=w  
Left l; $?= $F  
  ]so/AdT9hA  
public : 2Q^ q$@L  
Cxf K(F  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} -y`Pm8  
m+QS -woHn  
template < typename T > V!}I$JiJ  
  struct result_1 hkK>h  
  { ,=/9Ld2w9  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; {K^5q{u  
} ; eG=d)`.JaV  
_3/u#'m0  
template < typename T1, typename T2 > ~ua(Qm  
  struct result_2 D8A+`W?  
  { ,@*5x'auK  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; u[a-9^&g  
} ; TWP@\ BQ  
NdK`-RT  
template < typename T1, typename T2 > lrrTeE*  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const h ldZA  
  { o&JoeKXor  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); z)Rkd0/X  
} y?s z&*:  
X5WA-s(?0  
template < typename T > g#S X$k-O  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const LkbD='\=  
  { #}A"yo  
  return OpClass::execute(lt(t)); u`ir(JIj]  
} y-pdAkDh  
=dXHQU&Q  
} ; P~7(x7/7~  
\kE0h\  
Fe8X@63  
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 z~{08M7  
好啦,现在才真正完美了。 N"9^A^w8k  
现在在picker里面就可以这么添加了: fh#:j[R4e  
T;u;r@R/  
template < typename Right > Tzd#!Lvm:,  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const :tWk K$  
  { [8u9q.IZ  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); }B%9cc  
} QPuc{NcB>  
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。 {-)^?Zb @  
%YVPm*J ~  
F=\ REq  
lz^Vi!|p  
XT/t\\Z`U  
十. bind NSVE3  
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。 gj|5"'g%  
先来分析一下一段例子 1 -Z&/3T]  
6{I7=.V  
.1(_7!m@  
int foo( int x, int y) { return x - y;} y,?=,x}o#  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 j32*9  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 q,K|1+jn  
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。 Up Z 9g"  
我们来写个简单的。 <ppdy,j:  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: qt:B]#j@  
对于函数对象类的版本: !S~)U{SSK  
(o{Y;E@/y  
template < typename Func > Q``1^E'  
struct functor_trait gpq ,rOIK  
  { n)N!6u  
typedef typename Func::result_type result_type; ts=D  
} ; [XPAI["  
对于无参数函数的版本: eNfH9l2k  
f (C:J[;Z  
template < typename Ret > Ew4D'; &;  
struct functor_trait < Ret ( * )() > $c*fbBM(&n  
  { ^/%o I;O{  
typedef Ret result_type; |keU+De  
} ; 6Takx%U  
对于单参数函数的版本: dkC_Sh{  
U| yt   
template < typename Ret, typename V1 > WiZkIZ  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Y"ta`+ VJ  
  { j7d^g a-`  
typedef Ret result_type; 0aq{Y7sYU  
} ; 4~Q<LEly  
对于双参数函数的版本: lB2 F09`  
.NWsr*Tel  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > NI/'SMj%  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ^?|4<Rm  
  { ((?"2 }1r  
typedef Ret result_type; ZK ?V{X{";  
} ;  Jj%xLv%  
等等。。。 Sc3{Y+g  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy -7oIphJ=\  
ZT"vVX- )G  
template < typename Func > n[BYBg1yG  
struct func_return m Urb  
  { [6\O <-?  
template < typename T > )a!f")@uz  
  struct result_1 `?^<r%*F.  
  { p  Dg!Cs  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; a^G>|+8  
} ; Q?.9BM1V  
 vWW Q/^  
template < typename T1, typename T2 > ^-Ks_4  
  struct result_2 ]=3hH+1 a  
  { >;G7ty[RX7  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; JFu.o8[Q  
} ; ]c\`EHN  
} ; od@!WjcM[8  
dtQ3iuV %  
g}?39?o4  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 xt@v"P2Ok  
kQ[23  
template < typename Func, typename aPicker > D41.$t[  
class binder_1 daB 5E<?  
  { .K_50 %s  
Func fn; Ug[0l)  
aPicker pk; ?r$& O*;  
public : |+-b#Sa9  
lBG5~<NT  
template < typename T > C-:|A* z  
  struct result_1 I_c?Ky8J_|  
  { RR`\q>|  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; SQ/}K8uZ  
} ; x {R j2~KC  
g |]Hm*  
template < typename T1, typename T2 > us#ji i.<  
  struct result_2 1"l48NLL|  
  { vN6)Szim  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Ch=jt*0  
} ; [MAvU?;  
KrTlzbw&p\  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ;P8.U(  
xM&`>`;^e  
template < typename T > &61h*s  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const qz-lQ  
  { !'bZ|j%  
  return fn(pk(t)); tac_MtW?  
} C7l4X8\w  
template < typename T1, typename T2 > 7U)w\A;~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,_'Z Jlx  
  { W 6R/{H  
  return fn(pk(t1, t2)); m4c2WY6k  
} -+Ox/>k  
} ; D'Kiy  
&7w*=f8I  
1?y QjW,  
一目了然不是么? [TmZ\t!5$  
最后实现bind UotLJa  
`! )^g/>0i  
P.Qz>c^-C  
template < typename Func, typename aPicker > cw;TIx_q  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) a;G>56iw  
  { mN" g~o*  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); xQs._YY  
} _WBWFGj  
Mgux (5`;  
2个以上参数的bind可以同理实现。 p v*f]Yzx  
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。 j[$+hh3:  
dJ7!je1N*  
十一. phoenix V}/AQe2m&  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: B|kIiL63 D  
sWMY Lo  
for_each(v.begin(), v.end(), 5"7lWX  
( zRA,Yi4;+  
do_ `6Yk-5  
[ )VkH':yCM  
  cout << _1 <<   " , " !?GW<Rh  
] 0PJ7o#}_{@  
.while_( -- _1), +Y440Tz  
cout << var( " \n " ) a_Z[@W  
) 3Ebkq[/*%  
);  tZN'OoZ  
0?,%B?A8O  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: BA`K,#Ft7  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor ft Rza  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 0' II6,:  
那么我们就照着这个思路来实现吧: Si=u=FI1e  
HA GpM\Qa  
tQ(gB_  
template < typename Cond, typename Actor > ?`=r@  
class do_while @<=<?T> 1  
  { >?^_JE C6  
Cond cd; c~n:xblv  
Actor act; hdy N   
public : Y~-P9   
template < typename T > <izn B8@  
  struct result_1 K`twbTU  
  { S0p[Kt  
  typedef int result_type; [UYE.$Y#(  
} ; wT^QO^.  
3W"l}.&ZJ"  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} \WZ]'o6  
,(Nr_K  
template < typename T > @LR:^>&*  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |eFce/  
  { %j2ZQ/z  
  do NekPl/4  
    { N Uo   
  act(t); Eh|v>Yew  
  } "DU1k6XC  
  while (cd(t)); M}xyW"yp  
  return   0 ; E@92hB4D"  
} \LQ54^eB  
} ; geSH3I   
y-^m  
hScC< =W  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 4~mmP.c  
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。 gP:H_nVh  
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。 f,'9Bj. ~  
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。 hSF4-Vvb  
下面就是产生这个functor的类: y8CH=U[  
kr>H,%3~  
<5:`tC2  
template < typename Actor > DNy 6Kw  
class do_while_actor VJ()sbl{k  
  { bz\-%$^k  
Actor act; RG V}c#  
public : yZw5?{g@  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} |%c"Avc  
F<LRo}j"9Q  
template < typename Cond > F%^)oQT+c  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ERz{, >G?  
} ; xfADks2w  
jltW@co2sV  
b,):&M~p  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 #f-pkeaeq  
最后,是那个do_ }?^5L7n  
Z[?zaQ$  
y;xY74Nq  
class do_while_invoker m%)Cw)t 7  
  { 8D6rShx =  
public : \:D"#s%x  
template < typename Actor > =dDr:Y<@*  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const zyPc<\HoK  
  { \zM3{{mV/  
  return do_while_actor < Actor > (act); 4"~l^yK  
} ((cRe6  
} do_; O#72h]  
-0f ,qNF  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? \^]*T'>b  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 GW\66$|  
最后来说说怎么处理break和continue O =0j I  
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)iWm  
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 或 注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五