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
  • 4032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 j?\$G.Y  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 "mPSA Z  
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, 7-".!M  
6[*;M  
SqXy;S@  
%'L].+$t  
  class filler djsz!$  
  { K/vxzHSl  
public : Q`S iV  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} V(;55ycr  
} ;  ofMu3$Q  
ZD5I5  
uw Kh  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: VY/|WD~"CW  
5zNSEI"PY  
5^i.;>(b  
s, n^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); EkJVFHfh  
nW|'l^&  
/"""z=q  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ]}z'X!v_@  
tYs8)\{  
onnI !  
t_jyyHxoZ:  
二. 战前分析 & u$(NbK  
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。 vG]GQ#  
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 6FL?4>MZ  
_urG_~q  
6exI_3A4jh  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); YBX)eWslK  
  /* --------------------------------------------- */ (U|)xA]y!  
vector < int *> vp( 10 ); C=N! z  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); rO/a,vV  
/* --------------------------------------------- */ "^;#f+0  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); H LjvKE=W  
/* --------------------------------------------- */ -xJX_6}A  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); iv:,fkwG  
  /* --------------------------------------------- */ {(rf/:X!p  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); JY{X,?s  
/* --------------------------------------------- */ tg~A}1o`0  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); (y1$MYZ Q  
C,o:  
5;W\2yj  
sYGR-:K  
看了之后,我们可以思考一些问题: {7vgHutp  
1._1, _2是什么? [6AHaOhR'  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 Y!SE;N&  
2._1 = 1是在做什么? \V]t!mZ-}l  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Y [W6Sc  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 \UQ9MX _  
>n]oB~P%  
A-Mj|V  
三. 动工 -i#J[>=w{C  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: @-0Fe9 n=  
9Ei5z6Vk/+  
N99[.mErU  
^_@r.y]  
template < typename T > :<L5sp  
class assignment /@VsqD  
  { 6\NvG,8  
T value; -*?p F_*w  
public : swt tp`  
assignment( const T & v) : value(v) {} ]k[x9,IU\y  
template < typename T2 > H#OYw#L"u  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } %/51o6a  
} ; F8;mYuA  
+A@m9  
<mL%P`Jj  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 {$;2 HbM(  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment @B?FE\  
5J  ySFG3  
Ua %UbAt  
[w!C*_V 9  
  class holder G\R*#4cF  
  { ^w.]Hd 2  
public : 4Rx~s7l  
template < typename T > 6Lb{r4^  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const <PX.l%  
  { z<!O!wX_aI  
  return assignment < T > (t); >Iuzk1'S  
} G~"z_ (  
} ; u$C\E<G^  
Oukd_Ryf   
:$NsR*Cq*9  
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: 1Pm4.C)  
V\0E=M*P  
  static holder _1; u^t$ cLIZ  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 ]% K' fXj$  
qe<Hfp/p  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); q]CeD   
而不用手动写一个函数对象。 XIKvH-0&  
5$kdgFq(  
\^jjK,OK  
C0QM#"[  
四. 问题分析 k)cP! %z  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 Q^L) Vp"  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 3f"C!l]Xu  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 + ~ "5!  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 H(b)aw^(%  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 jXixVNw  
b]T@gJ4H=  
五. 问题1:一致性 YScvyh?E  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| eeM?]J-  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8] `Ru5nd  
/2xSNalC  
struct holder }9^@5!qX  
  { {{\ce;hN  
  // M%I@<~wl  
  template < typename T > Xw t`(h[u  
T &   operator ()( const T & r) const M*w'1fT  
  { >{wuEPA  
  return (T & )r; U6<M/>RG$  
} ];1R&:t  
} ; &kzj?xK=(j  
@ &pqt6/t  
这样的话assignment也必须相应改动: -\4zwIH  
7/aOsW"6  
template < typename Left, typename Right > #Y2i*:<  
class assignment  S(  
  { Or8kp/d  
Left l; E$A3|rjnoN  
Right r; 22&;jpL'?  
public : lj4o#^lC  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} py @( <  
template < typename T2 > l(!/Q|Q|  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } E"6X|I n  
} ; ! \sMR  
wksl0:BL  
同时,holder的operator=也需要改动: ^`XCT  
19W:-Om  
template < typename T > | &7S8Q  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const H;Ku w  
  { '1Y\[T*  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ^AL2H'  
} X:|8vS+0gU  
bWmw3w  
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。 j/KO|iNL2  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 'RbQj}@x  
* ?]~ #  
return l(rhs) = r; =^tA_AxVw  
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。 iX"C/L|JN  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: s2REt$.q  
Jxa4hM0  
template < typename Tp > Hr^3`@}#1  
class constant_t g9~]s 9  
  { pDl3!m  
  const Tp t; @kxel`,$e  
public : IeP WOpj3  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} u5+|Su  
template < typename T > *2e!M^K<  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const w!&~??&=}  
  { QI_4*  
  return t; iOCqE 5d3  
} ]PR#W_&q  
} ; %%JMb=!%2  
R#W&ery  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ~b)74M/  
下面就可以修改holder的operator=了 /?*]lH.  
$n!K6fkX%  
template < typename T > cBXWfv4  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const G8J*Wnwu[K  
  { %JyXbv3m,  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); {<=#*qx[Y!  
} />44]A<  
@7 <uMasfp  
同时也要修改assignment的operator() (Un_!)  
,r8Tbk]m  
template < typename T2 > F(,UA+$A  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Iz@)!3h  
现在代码看起来就很一致了。 ;j%BK(5  
yN6>VD{F  
六. 问题2:链式操作  Vzl^Ka'  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 !.TLW  
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。 :O= \<t  
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。 wW>fVP r  
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。 @~ETj26U'  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 2%u;$pj  
V[nQQxWp=  
template < typename T > i+{yMol1  
struct result_1 &(N+.T5cp  
  { ye}p~&  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; >e,mg8u6$  
} ; $I9qgDJ)  
0#*Lw }qi  
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: c>"cX&  
UVQ7L9%?f  
template < typename T > '#/G,%m<!i  
struct   ref kgi>} %  
  { [U/(<?F{(  
typedef T & reference;  ._O  
} ; 3?n>yS  
template < typename T > p< "3&HA  
struct   ref < T &> eKvV*[N a  
  { Iw<i@=V  
typedef T & reference; tptN6Isuh  
} ; *%/~mSx  
^-z=`>SrS"  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: W ~f(::  
H<EQu|f&x  
template < typename T > k%]=!5F  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const P [Uy  
  { 9ZXlR?GA  
  return l(t) = r(t);  rl2&^N  
} :GpDg  
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。 UMl#D >:C<  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ={>Lrig:l  
$37 g]ZD  
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 %ru;;h  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 6 GP p>X  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 :>Rv!x`  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 <Z}SKR"U%  
最后的布局是: XxIHoX&  
                Add /,=@8k!t?  
              /   \ { FZ=olZ  
            Divide   5 3psU?8(  
            /   \ 3I\n_V<  
          _1     3 7\FXz'hA  
似乎一切都解决了?不。 V-'K6mn;  
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。 fjk\L\1  
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。 W6H,6v  
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: l<0}l^C.  
X4l@woh%  
template < typename Right > ';Zi@f"  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ~vlype3/EF  
Right & rt) const |waIpB(  
  { $Iv2j">3)  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); W"^wnGa@a  
} a<}#HfC;'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ]$b[` g&  
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。 b306&ZVEk  
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。 B(xN Gs  
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。 M" ^PW,k  
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。 ./Q,  
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? %NL^WG:  
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: ; bHV  
_=CZR7:O  
template < class Action > !aO` AC=5u  
class picker : public Action [(1c<b2r  
  { 9z)5Mdf1j  
public : w?kJ+lmOQy  
picker( const Action & act) : Action(act) {} U!U$x74D5  
  // all the operator overloaded sBrI}[oyx  
} ; ?T+q/lt4  
ZaNQpH.  
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。 4jD2FFG- G  
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: {43>m)8+  
Y%`xDI  
template < typename Right > b[V^86X^  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const C4TE-OM8  
  { s(X;Eha  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); P(F+f `T  
} |$5[(6T|  
3U_2!zF3_  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > a7N!B'y  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 C8z{XSo  
da)NK!  
template < typename T >   struct picker_maker [1.+H yJ}  
  { @v}/zS  
typedef picker < constant_t < T >   > result; V5*OA??k<  
} ; g8PTGz  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > B&D}F=U  
  { _h}kp\sps  
typedef picker < T > result; `ZC<W]WYX/  
} ; /0Ax*919j  
c("_bOAT  
下面总的结构就有了: E Cyyl  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 U8 nH;}i  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 +TXX$)3%  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 "etPT@gF  
至此链式操作完美实现。 w^t/9Nasi  
-[-wkC8a  
/Q~i~B 2j-  
七. 问题3 0jEL<TgC  
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。 n=[/Z!  
Yk=PS[f  
template < typename T1, typename T2 > KEWTBBg  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const >,td(= :  
  { hdrm!aBd  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); z[Xd%mhjO  
} P#AW\d^"B  
K'GBMnjD  
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: /~3r;M  
H)n9O/u  
template < typename T1, typename T2 > R=jI?p  
struct result_2 x&0vKo;  
  { S\;V4@<Kn  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; qT+%;(  
} ; MdW]MW{  
&Y }N|q-  
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? SJHr_bawd  
这个差事就留给了holder自己。 L*:jXmUM_~  
    Mxv;k%l|E|  
'*3h!lW1.  
template < int Order > kBffF@{  
class holder; j:VbrR  
template <> d@qsdYu-*  
class holder < 1 > 8SGo9[U2  
  { &G-!qxe  
public : .X;3,D[w  
template < typename T > MjU6/pO}L  
  struct result_1 i*Z" Me  
  { -PfX0y9n  
  typedef T & result; #?S^kM-0  
} ; 6ZP"p<xX  
template < typename T1, typename T2 > Q637N|01  
  struct result_2 t;}:waZD  
  { `7r@a  
  typedef T1 & result; maNl^i  
} ; 3qf Ym}d  
template < typename T > r[*Vqcz  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const <_-hRbS  
  { jEZMUqGY!  
  return (T & )r; Rd#WMo2Xd  
} ojan Bg   
template < typename T1, typename T2 > rogT~G}q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Rx}$0c0  
  { '!eKTC>  
  return (T1 & )r1; oaIi2=Tf  
} }n>p4W"OM  
} ; o{y9r{~A  
:0Rx#%u}#  
template <> E4M@WNPx  
class holder < 2 > t&AFU t\c  
  { VT\F]Oa#  
public : o%IA}e7PAa  
template < typename T > uc){+'[  
  struct result_1 3R.W >U  
  { U`2e{>'4t  
  typedef T & result; # mV{#B=  
} ; 9[.8cg*  
template < typename T1, typename T2 > ,)vDeU  
  struct result_2 _I:/ZF5  
  { A\HxDIU  
  typedef T2 & result;  ']2E {V  
} ; mj W8 Q\D  
template < typename T > aWR}R>E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const (KDD e}f  
  { J1C3&t}  
  return (T & )r; `)T13Xv  
} KbA?7^zo`  
template < typename T1, typename T2 > n $$SNWgM  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const tp63@L|Q  
  { d?A 0MKnl  
  return (T2 & )r2; YoBDvV":@  
} \1^^\G>H5  
} ; K<>oa[B9  
0Ziw_S\d&s  
P\1L7%*lU  
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> >。 nU7>uU  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: v>Q #B  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: \1D<!k\S  
RO 4Z?tz  
return l(i, j) = r(i, j); e4? >-  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) _({hc+9p  
Vf] "L .G  
  return ( int & )i; A#EDk U,  
  return ( int & )j; t/VD31  
最后执行i = j; onz?_SAW  
可见,参数被正确的选择了。 sn obT Q  
]:XoRyIZ1[  
,$s8GAmq  
n\*!CXc  
|)(VsVG&  
八. 中期总结 Egg=yF>T  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: X=5xh  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 u)}$~E>  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 UC]\yUK1J  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 0IBhb(X  
Lr$go6s  
dfKF%27  
,!#*GZ.ix  
xhV O3LW'  
jB%lB1Q|  
九. 简化 n<O}hM ZT  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 2bw_IT  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 }$SavB#SBP  
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_ & :24Lj  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 mr*JJF0Z  
  +-*/&|^等 ON=@ O  
2. 返回引用。 7%Gwc?[x  
  =,各种复合赋值等 J?? -j  
3. 返回固定类型。 g jDh?I  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 1OCeN%4]Qk  
4. 原样返回。 o<BOYrS  
  operator, ?!A7rb/tj  
5. 返回解引用的类型。 5m\<U`  
  operator*(单目) 8']M^|1  
6. 返回地址。 e7Xeo+/  
  operator&(单目) 6#7Lm) g8  
7. 下表访问返回类型。 ,':fu  
  operator[]  P5a4ze  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Mo?~_|}  
  operator<<和operator>> 8m2Tk\;:  
*W,]>v0%T  
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~'*D  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: ]O+Ma}dxz:  
{o_X`rgrL  
template < typename Left > _=_Px@<Q  
struct value_return ,k )w6)  
  { U}yW<#$+  
template < typename T > T!+5[  
  struct result_1 b6nsg|&#  
  { } ()5"QB  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; y"bByd|6  
} ; n0r+A^]  
gd%NkxmW  
template < typename T1, typename T2 > q)X$^oE!6  
  struct result_2 OK[T3/v,  
  { Uzz'.K(Mv|  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; rI= v  
} ; be]bZ 1f  
} ; Tl(^  
s.bc>E0  
27 ]':A4_  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait TSTl+W  
]zj9A]i:a  
下面我们来剥离functor中的operator() nKPYOY8^  
首先operator里面的代码全是下面的形式: s )noo  
[~-9i &Z  
return l(t) op r(t) q)LMm7  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) :o0JY= 5  
return op l(t) |n+qMql'  
return op l(t1, t2) sy:[T T!w  
return l(t) op LJd5;so-  
return l(t1, t2) op diJLZikk  
return l(t)[r(t)] LLk(l#K*  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] 77C'*tt1]  
o3Yb7h9  
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: .`HYA*8_  
单目: return f(l(t), r(t)); E27vR 7  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); W5EDVP ur  
双目: return f(l(t)); aoMqSwF=  
return f(l(t1, t2)); /Y9>8XSc  
下面就是f的实现,以operator/为例 *7CV^mDm  
0Vlk;fIh  
struct meta_divide Lm*e5JnV  
  { F"&~*m^+  
template < typename T1, typename T2 > [B+yyBtx  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) JJP08 oP  
  { S>h;K`  
  return t1 / t2; ]$ L|  
} 'n{Nvt.c  
} ; +c(zo4nZ  
^T*?>%`  
这个工作可以让宏来做: ![`Ay4AZ@a  
ykl .1(  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ rSZd!OQ  
template < typename T1, typename T2 > \ 'FqQzx"r  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; Huy5-[)15  
以后可以直接用 OVm\  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )2Wi `ZT  
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 1n=lqn/  
(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。。。) &~8oQC-eF  
N >FKy'.gk  
uD\?(LM  
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 <v)1<*I  
[b 6R%  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 1pt%Kw*@j  
class unary_op : public Rettype {K+i cTL3  
  { (KFCs^x7wG  
    Left l; C<NLE-  
public : o C<.=2]  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} g<l1zo`_  
JSkLEa~<  
template < typename T > K~c=M",mW  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const  O{QA  
      { d;zai]]  
      return FuncType::execute(l(t)); `P@T$bC  
    } G/b^|;41  
wG~`[>y (  
    template < typename T1, typename T2 > 3vuivU.3  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const "3Uv]F  
      { LCZ\4g05  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); &|Bc7+/P  
    } A#Iyb){Y  
} ; tz5e"+Tz  
W=j[V Oq  
Cbg!:Cws  
同样还可以申明一个binary_op CLRiJ*U  
ZIf  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 5* j?E  
class binary_op : public Rettype @JtM5qB  
  { q)Lu_6 mg  
    Left l; q"%_tS  
Right r; 5>CEl2mSl  
public : zDw5]*R  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (pY 7J  
@Fluc,Il  
template < typename T >  `7 vHt`  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ZjgsR|i  
      { I%r{]-Obr-  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); JG" R\2  
    } ey2S#%DF]  
$CY~5A`l9  
    template < typename T1, typename T2 > @aAW*D~-J  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const |%J{RA  
      { -7*ET3NSI/  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); v/](yT  
    } F<L EQ7T  
} ; :e_V7t)o  
d@ i}-;  
?\vh9  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 'm4W}F  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Hw7;;HK 7  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) B P2=2)Q  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 Ka[t75~;  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! QIB\AAclO  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ]QpWih00V  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 I/&%]"[^u  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) E8pB;\Z(  
下面是修改过的unary_op 6{"$nF]  
v:!Z=I}>  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > A;*d}Xe&J  
class unary_op ] Bcp;D  
  { E;Y;z  
Left l; M!/Cknm  
  ]!I7Y.w6  
public : { vKLAxc  
n&"B0ycF  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} P,xKZ{(  
+_; l|uhT;  
template < typename T > -n=^U  
  struct result_1 Ont%eC\  
  { `}(b2Hc>  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; ^5H >pat  
} ; <g1hxfKx5  
i>D.!x  
template < typename T1, typename T2 > qyF{f8pzq  
  struct result_2 luo   
  { '^No)n\`  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; ]~aF2LJ_q  
} ; 8vMG5#U[  
-*$HddD  
template < typename T1, typename T2 > g'H$R~ag  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `+o 2DA)#(  
  { d Vj_8>  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); pm_`>3  
} HkO7R `  
*VFf.aPwYi  
template < typename T > h-G)o[MA  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _CmOd-y  
  { vbb 5f#WZ  
  return OpClass::execute(lt(t)); )2bvQy8K  
} 4x  
(#Wu# F1;  
} ; 1DE1.1  
;A]@4*q  
PmKeF}  
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 %>~sJ0  
好啦,现在才真正完美了。 4kBaB  
现在在picker里面就可以这么添加了: 2 lj'"nm  
MRb-H1+Xf  
template < typename Right > +z9Q-d%O  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Q4+gAS9  
  { Y~L2  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); }s(N6a&(  
} ~\Hc,5G  
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。 EdlTdn@A  
<kGU,@6PF  
3QG7C{  
K_RjX>q%N  
+89*)pk   
十. bind 1guJG_;z  
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。 `%+Wz0(K  
先来分析一下一段例子 g/P+ZXJ  
-(  
bYEy<7)x  
int foo( int x, int y) { return x - y;} ,1[q^-9  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 '}fzX2Q#  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 )n2 re?S  
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):>'  
我们来写个简单的。 *=(lyx_O  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: gDQ1?N'8{t  
对于函数对象类的版本: 5*Y^\N  
d@5[B0eH  
template < typename Func > L<ue$'  
struct functor_trait 1][4.}?F[  
  { !HnXXVW  
typedef typename Func::result_type result_type; Tk5W'p|6f  
} ; _F$aUtb%O  
对于无参数函数的版本: VU&7P/\f%  
U<DZ:ds ?T  
template < typename Ret > Cj{1H([-  
struct functor_trait < Ret ( * )() > }+C2I  
  { 4lKq{X5<  
typedef Ret result_type; ?QFpv #4  
} ; wVEm:/;z&  
对于单参数函数的版本: AaWs}M  
m 8aITd8  
template < typename Ret, typename V1 > [_1G@S6Ex  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > PE5R7)~A  
  { +RyjF~  
typedef Ret result_type; 1Cgso`  
} ; v^d]~ !h  
对于双参数函数的版本: CF?1R  
(O.d>  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > v7iuL6jl  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > j)<IRD^  
  { >zXsNeGQR  
typedef Ret result_type; &6ZD136  
} ; e[&L9U6GW-  
等等。。。 q,93nhs "  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy *X+79vG:  
}a/x._[s  
template < typename Func > J&.{7YF  
struct func_return PIdikA  
  { ? 4q4J8j  
template < typename T > p<,*3huj  
  struct result_1 M$/|)U'W  
  { ^j31S*f&:  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; }]lr>"~y}  
} ; L"o>wYx  
kXi6lh  
template < typename T1, typename T2 > Z -W(l<  
  struct result_2 >[*8I\*@n  
  { {L/tst#C  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Y@N,qHtz  
} ; SqEgn}m$  
} ; - jb0o/:  
G(p`1~xm  
Wu[&Wv~  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 { g/0x,-Z  
/v- 6WSN  
template < typename Func, typename aPicker > &#!4XOyB  
class binder_1 }:us:%  
  { @?yX!_YC  
Func fn; ]yK7PH-{L  
aPicker pk; 95A1:A^t  
public : E\as@pqo\p  
3%E }JU?MM  
template < typename T > cx&>#8s&  
  struct result_1 }o(zj=7  
  { MvK !u  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; PIu1+k.r?  
} ; yku5SEJ\  
0 q} *S~  
template < typename T1, typename T2 > 62 k^KO6Y  
  struct result_2 a yCY~=i  
  { JtEo'As:[  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 1IC~e^"  
} ; 5ni~Q 9b  
[5G6VNh=  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 6p?,(  
5nT"rA  
template < typename T >  >qS9PX  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /& Jan:  
  { HCyv]LR  
  return fn(pk(t)); bwD,YC  
} S?{#r  
template < typename T1, typename T2 > zsX1QN16  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Z>)Bp /-  
  { nExU#/*~^  
  return fn(pk(t1, t2)); wO'T BP  
} YG@t5j#b  
} ; w<Wf?aG  
YG3J$_?y0  
'gC_)rK*  
一目了然不是么? kCR_tn 4  
最后实现bind o4m\~as)Y  
k5:G-BQ:  
H*ow\ Ct  
template < typename Func, typename aPicker > 'p> Ra/4  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) mZSD(  
  { _jLL_GD  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); o]yl ;I  
} w80oXXs[#  
,l !Ta "  
2个以上参数的bind可以同理实现。 _FH`pv  
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。 . $BUw  
xF;kT BRi  
十一. phoenix _P0T)-X\(  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: "e.jZcN*  
B* ?]H*K  
for_each(v.begin(), v.end(), DJ'zz&K  
( coW:DFX  
do_ &;^YBW:I  
[ }=<  
  cout << _1 <<   " , " YC++& Nk  
] Z/k:~%|E  
.while_( -- _1), kW;+|qs^  
cout << var( " \n " ) &,zq%;-f  
) kD=WO4}  
); ,{M^-3C  
)'l:K.F  
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[`j9mM8  
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 n^Hm;BiE#  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。  6:b! F  
那么我们就照着这个思路来实现吧: &e @2  
hs^zTZ_  
tSr8 zAV  
template < typename Cond, typename Actor > oI }VV6vO  
class do_while ;Lc Z`1  
  { 3EJj9}#x"'  
Cond cd; G<}()+L  
Actor act; ?zh9d%R  
public : A\4D79>x  
template < typename T > $xzAv{  
  struct result_1 #.rdQ,)<  
  { b*a#<K$T_  
  typedef int result_type; 7m4ao K  
} ; ^q{9  
);#JL0I  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} EK {Eo9l  
]{3)^axW;  
template < typename T > .~~nUu+M  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 8&GBV_`I  
  { tXNm$Cq.|  
  do !%CWZZ 6u  
    { iW$_zgN  
  act(t); J1( 9QN[w  
  } ns9U/ :L  
  while (cd(t)); /rK}?U  
  return   0 ; (?n=33}Ci  
} Q_"]+i]s@  
} ; ck: T,F{}  
6n,i0W  
|:nn>E}ZA/  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). cz >V8  
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。 /)YNs7gR  
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。 , ]bhyp  
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。 :ci5r;^  
下面就是产生这个functor的类: %KsEB*' "  
m8A#~i .  
6eLR2  
template < typename Actor > C[ NS kr  
class do_while_actor Lt u'W22  
  { e|)hG8FlF  
Actor act; CyJEY-  
public : 95ZyP!  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} ni.cTOSx  
9]k @Q_  
template < typename Cond > h}[-'>{  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; e%svrJ2   
} ; eWCb73  
=$u! 59_dE  
<CS(c|7  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 l{5IUuUi  
最后,是那个do_ "sS}N%!  
1Ir21un  
I3a NFa}  
class do_while_invoker 6/5YjO|a  
  { F0GxH?  
public : ( l\1n;s*B  
template < typename Actor > aRj9E}  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const $Ipg&`S"  
  { Z_$%.  
  return do_while_actor < Actor > (act); Z-^LKe  
} Y1OCLnK~  
} do_; (7vF/7BZ|_  
HHA<IZ#;,  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 52%2R]G!  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 vmU@^2JSJ  
最后来说说怎么处理break和continue vx1c,8  
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。 '.on)Zd.  
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
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:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八