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
  • 3637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 bP@ _4Dy  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 V  ""  
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, P0=F9`3wb  
h@d m:=ul  
= xk@Q7$  
5WYU&8+]{:  
  class filler DM95Il[/  
  { uX[ "w|  
public : Ex3woT-  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} OLwxGRYX  
} ; %54![-@  
~T~v*'_h  
#v-!GK_<  
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: ./'n2$^3  
!TF VBK  
L')zuI  
<9~qAq7^  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); aJ5R0Y,  
%ZK}y{u\  
=qRVKz  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 P'8 E8_M}  
Apn#o2  
n6f|,D!?  
-,&Xp>u\  
二. 战前分析 i_"I"5pBF  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 xjN~Y D:  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 *$!LRmp?  
'\Ub*m((1O  
Qp ,l>k  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); TfPx   
  /* --------------------------------------------- */ MR}\fw$(.  
vector < int *> vp( 10 ); |=POV]K  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); x3Uv&  
/* --------------------------------------------- */ :-)[B^0  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); EIRf6jL  
/* --------------------------------------------- */ V_* ^2c)  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); @w0[5ZAj  
  /* --------------------------------------------- */ ( EX  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); w3@ te\  
/* --------------------------------------------- */ x-<dJ}`  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ~CA+'e%~~  
g i)/iz`  
sq_:U_tJ  
pP @#|T  
看了之后,我们可以思考一些问题: d\v _!7  
1._1, _2是什么? r!S iR(  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 o2~x'*A0I  
2._1 = 1是在做什么? Gu= Rf`o  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 <_![~n$H  
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。 N5\<w>  
Li2)~4p><  
TI332,eL  
三. 动工 _MU'he^W  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: P*SXfb"HC  
aI{[W;43T  
J:5n/m^A  
RjDFc:bB  
template < typename T > o;.-I[9h]  
class assignment -AX3Rnv^!  
  { nTAsy0p]  
T value; 2Y+*vNs3  
public : 'Khq!pC   
assignment( const T & v) : value(v) {} 9\8""-  
template < typename T2 > ,>$#e1!J  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } md0=6< }P  
} ;  VV  
1 f=L8Dr  
}=U\v'%m  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 <da! #12L  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment =T$E lXwJ  
g@Zc'g/XB  
(GQy"IuFh  
?vVkZsU  
  class holder ,"'agg:St  
  { 6]Jv3Re'(I  
public : "#7i-?=  
template < typename T > ;Y"J j  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const Ol? 2Qy.2)  
  { j- A|\:   
  return assignment < T > (t); f_7p.H6\  
} `&_qK~&/X  
} ; (]1 %s?ud*  
^tah4QmUA  
zE[c$KPP  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: N(9'U0z  
k2=uP8  
  static holder _1; mT.F$Y9  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 L,WK L.  
=4zsAa  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); HiC\U%We  
而不用手动写一个函数对象。 ,'!&Z *  
`# R$  
r#XDgZtI  
/$n${M5!  
四. 问题分析 1Jahu!c?  
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。 R:e:B7O~0  
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。 oI>;O#  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 0XYxMN)  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 Cdv TC`~,  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 |"mb 59X  
RwwKPE  
五. 问题1:一致性 /EC m  
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?| _ReQQti[  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "K8qmggTq  
!-QKh aY  
struct holder Rwr0$_A  
  { F4}Zl  
  // _ehU:3L`s  
  template < typename T > w Bl=]BW!%  
T &   operator ()( const T & r) const ESs)|t h  
  { $d"6y  
  return (T & )r;  &]euN~y  
} WV8<gx`Q  
} ; @ +7'0[y?  
|!}$V  
这样的话assignment也必须相应改动: 78X;ZMY  
&EQov9P7  
template < typename Left, typename Right > _uBf.Qfs  
class assignment !yxb<  
  { a%AU9?/q#  
Left l; "-hgeQX  
Right r; tly:$;K  
public : PH]q#/'  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} H`y- "L8q  
template < typename T2 > D1w_Vpz  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } :>,d$f^tqE  
} ; M6e"4Gh  
'g^]ZTxb  
同时,holder的operator=也需要改动: T|E;U  
EGs z{c[8@  
template < typename T > }{lOsZA  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const B8 2A:t)  
  { FSM~Rl  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ,^+3AT  
} g~cWBr%>  
%|;^[^7+}t  
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。 #[A/zH|xvV  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 |m=@;B|  
Dk4Wj"LS  
return l(rhs) = r; ZK13[_@9  
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。 Z?GC+hG`  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: aqMZ%~7  
{ng  
template < typename Tp > 2<y -cQ?>  
class constant_t Yux7kD\c  
  { (s9?#t6  
  const Tp t; 46 77uy  
public : S`J_}>  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} BFMM6-Ve  
template < typename T >  V C.r  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const E J 9A 4B  
  { %o?fE4o'  
  return t; jReI+ pS  
} eQ*gnV}rE%  
} ; /aK },+  
4TLh'?Xu9  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 i}q6^;uTF  
下面就可以修改holder的operator=了 _gc2h@x1O  
[0 W^|=#K  
template < typename T > Edjh*  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const {L8SD U{P  
  { sG\=_-"v(  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); u^{Q|o:=x  
} \>\w-ty[(  
onjTuZ^h  
同时也要修改assignment的operator() >z( 6ADq  
fxc~5~$>  
template < typename T2 > < *XC`Ii  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 9J>DLvl;  
现在代码看起来就很一致了。 +oyc9PoXF  
&AoWT:Ea  
六. 问题2:链式操作 TzIgEn~  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 x.d9mjLN8m  
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。 Jb0]!*tV  
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。 02SUyv(Mt  
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。 87*R#((  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct s&c^Wr  
Jcy`:C\Ay  
template < typename T > \+5L. Q  
struct result_1 AKS(WNGEp  
  { -5E<BmM  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; FMR0?\jnT  
} ; E P<U:F  
:\.v\.wm  
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: `_f3o,5  
MM^tk{2?.  
template < typename T > .d.7D ]Yn  
struct   ref 1z8.wdWJ}  
  { M14pg0Q  
typedef T & reference; )of_"gZ$3A  
} ; MT0}MMr  
template < typename T > b?r0n]  
struct   ref < T &> w| >Y&/IX  
  { /a]+xL  
typedef T & reference; 3 \kT#nr  
} ; `pLp+#1 `R  
\0b ",|"3  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: eNXpRvY  
u]zb<)'_  
template < typename T > 9%)'QDVGLf  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const ;T/' CD  
  { d`^@/1tO  
  return l(t) = r(t); X.JB&~/rO  
} J,E&Uz95%  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 FCI38?`%  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 u<+;]8[o  
PY`V]|J  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 _Jx?m  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: .}Xkr+ +]  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 8y+Gvk:  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 uz*C`T0:rj  
最后的布局是: t[3Upe%  
                Add 8^M5u>=t;  
              /   \ ?p$WqVN}  
            Divide   5 dkCSqNFL)  
            /   \ 8_KXli}7=  
          _1     3 ."3 J;j  
似乎一切都解决了?不。 5|AZ/!rb  
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。 'o5[ :=K  
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。 ==IL63  
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: !N!M NsyDz  
m V^dIm  
template < typename Right > B:9Z ;g@&  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const &npf %Eub  
Right & rt) const CNP?i(Rk  
  { q.MM|;_u`  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); FmnA+fA  
} S>**hM U%  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 HI:E&20y  
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。 b"x:IDW qG  
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。 ujwI4oj"c  
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。 "ebn0<cZ  
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。 F.AO  
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? B[y1RI|9  
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: K5k,47"  
ukri7 n*  
template < class Action > @89mj{  
class picker : public Action &\1Dy}:  
  { M?]ObIM:5  
public : 5nEvnnx0  
picker( const Action & act) : Action(act) {} C?b Mj[$  
  // all the operator overloaded !(+?\+U lE  
} ; !hJ%{.  
p|W:;(  
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。 rNI3_|a  
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: 4CNK ]2  
.p0;y3so4  
template < typename Right > Ws(BouJ  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const iPE-j#|  
  { 0k3^+#J  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); +y-:(aP  
} :<nL9y jt  
:@Q_oyWE8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > d[ {=/~0  
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。 xXLKL6F(\  
$BNn1C8[  
template < typename T >   struct picker_maker bZa?h.IF  
  { ]jM D'vg^b  
typedef picker < constant_t < T >   > result; R|tjvp-[}  
} ; ;m;wSp  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'd/A+W  
  { ;r8,Wx@f1C  
typedef picker < T > result; ZVda0lex&  
} ; 6`EyzB%.$  
}<S|_F  
下面总的结构就有了: &4DvZq=  
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。 k9Yr&8B  
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。 Z73 ysn}  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 ]>x674H  
至此链式操作完美实现。 1q/z&@+B  
JlG yGr^MD  
egKYlfe"  
七. 问题3 7rsrC  
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。 "%0RR?  
R(x% <I  
template < typename T1, typename T2 > rs\*$20  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 3DgI.V6un  
  { 23+>K  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); A7ck-9dT/L  
} 6 0QElJ9D  
%#|S  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ~*G I<n  
BXm{x6\  
template < typename T1, typename T2 > Xa%Z0% {  
struct result_2 hydn" 9;  
  { -@AGQ+e  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; drF"kTD"7  
} ; \$9S_z  
T*'5-WV|3t  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? =g?r.;OO  
这个差事就留给了holder自己。 Hs2L$TX  
    P]INYH  
E-n!3RQ(w  
template < int Order > >oLM2VJ  
class holder; c-`&e-~XKL  
template <> Br-bUoua  
class holder < 1 > J]$%1Y  
  { {"s9A&  
public : Y$Fbi2A4  
template < typename T > ]}C#"Xt  
  struct result_1 ./.E=,j  
  { wxvt:= =  
  typedef T & result; x+%lNR  
} ; ,ad~ 6.Z_)  
template < typename T1, typename T2 > 0wxQ,PI1'  
  struct result_2 "<bL-k*H)  
  { gTiDV{ Ip  
  typedef T1 & result; Ho*S >Y  
} ; }|Cw]GW  
template < typename T > l--xq^,`o]  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const SyTcp?H  
  { r+\it&cW+  
  return (T & )r; g5/8u2d  
} R],,-  
template < typename T1, typename T2 > C\E Z8  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const \:^$ZBQr<n  
  { DR^mT$  
  return (T1 & )r1; Vs m06Rj{  
} bm(0raugs  
} ; @$Z5A g!  
0vDP- qJV-  
template <> Fx)]AJ~[t  
class holder < 2 > +)Z,%\)Z  
  { mN*9X[ >x  
public : l{Xsh;%=  
template < typename T > c]&(h L  
  struct result_1 &V iIxJZ1$  
  { )Z"7^ i  
  typedef T & result; k&@JF@_TI  
} ; l&5| =  
template < typename T1, typename T2 > q0SvZw]f1  
  struct result_2 7| IW\  
  { H`B%6S /  
  typedef T2 & result; (\#j3Y)r  
} ; dzggl(  
template < typename T > rJD>]3D5p  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const u~% m(  
  { T?E2;j0h'#  
  return (T & )r; TY~0UU$  
} a]$KI$)e  
template < typename T1, typename T2 > ]';!r20  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 9JP{F  
  { 6 3Kec  
  return (T2 & )r2; ^:LF  
} ,tmo6D62  
} ; <)y'Ot0 y  
z{;W$SO 2  
O:pQf/Xn  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 nvgo6*  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: Sr%~ 5Q[W  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Ow+7o@$"/  
]X@/0  
return l(i, j) = r(i, j); wf<uG|90  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) {I`B?6K5  
V|<qO-#.  
  return ( int & )i; ';zLh  
  return ( int & )j; ?Q:se  
最后执行i = j; /vSFQ}W  
可见,参数被正确的选择了。 ]qhVxeUm  
D)4p8-=t  
yu3EPT!~  
CK'Cf{S  
Ff%m.A8d,4  
八. 中期总结 l.fNkLC#  
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: l<GRM1^kU  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 OjyS ?YY)b  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 5#q ^lL  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor |0A n| 18  
>p2v"XX  
)bPwB.}kq  
P@ 1D  
 ,Ad\!  
$aG]V-M>  
九. 简化 |`_TVzA  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 .#rI9op  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 `[57U,v  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: &!KJrQ  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 V>4 !fD=  
  +-*/&|^等 ]wdudvS@6r  
2. 返回引用。 C'*1w  
  =,各种复合赋值等 #q(BR{A>t  
3. 返回固定类型。 R*VZ=i  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) :8yrtbf$  
4. 原样返回。 K xh)'aal  
  operator, ,&z_ 2m  
5. 返回解引用的类型。 ,7 >_Lp_v  
  operator*(单目) _mA[^G=gY  
6. 返回地址。 K31Fp;K  
  operator&(单目) -V_e=Y<J/  
7. 下表访问返回类型。  nPvR  
  operator[] $5%tGFh  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Y2<Z"D`  
  operator<<和operator>> hFylQfd  
q'",70"\  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 .Uha%~%  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: t~,!a?S7  
-}PD0Pzg;=  
template < typename Left > ] M_[*OAb  
struct value_return j$N`JiKM  
  { M /Bn^A8@  
template < typename T > 6;[iX`LL  
  struct result_1 \AkeC6[D  
  { 1B,RRHXn6  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; 4'G<qJoc  
} ; 3Mr)oM< Q  
0y2iS' t  
template < typename T1, typename T2 > AkT_ZU>  
  struct result_2 w}oH]jVKL6  
  { VEE:Z^U!  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; tUz!]P2BUO  
} ; %w' @:~0  
} ; +!.=M8[  
1u)I}"{W>  
PNg,bcl  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait yBs  
G)'cd D1  
下面我们来剥离functor中的operator() b`18y cVME  
首先operator里面的代码全是下面的形式: UAUo)VVi"  
CO 5?UgA  
return l(t) op r(t)   7&l  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 1 9;\:tN  
return op l(t) }3M\&}=8  
return op l(t1, t2) F0Rk[GM  
return l(t) op !mq+Oz~  
return l(t1, t2) op l,,5OZw  
return l(t)[r(t)] AGPZd9  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)]  mEhVc!  
'OkF.bs  
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: T9N /;3  
单目: return f(l(t), r(t)); 0&c12W|B<L  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); S(9fGh  
双目: return f(l(t)); Bam7^g'*!3  
return f(l(t1, t2)); M^k~w{   
下面就是f的实现,以operator/为例 gQ,PG  
}$81FSKh  
struct meta_divide * J~N  
  { AqE . TK  
template < typename T1, typename T2 > :|N5fkhN  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) b.;F)(  
  { 4 K)P Yk  
  return t1 / t2; uK3,V0 yz  
} U1J?o #(  
} ; 3 LoB-4u?  
^MQ7*g6o  
这个工作可以让宏来做: RzFv``g  
),dXaP[  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 3QU<vdtr  
template < typename T1, typename T2 > \ ] 6M- s  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; !W .ooy5(  
以后可以直接用 F0+u#/#  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) ` *h-j/M  
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 w*\)]bTs  
(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。。。) j`='SzVloW  
h6 8sQd  
+hV7o!WxC  
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'm|En'  
7 45Uo'  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > &37QUdp+p  
class unary_op : public Rettype 7p@qzE  
  { OUS@)Tyh  
    Left l; QJ-6aB  
public : *|a_(bQ4@  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} !1w=_  
[|Jz s[  
template < typename T > )TBBYCL3  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const O: :X$O7  
      { kd9hz-*  
      return FuncType::execute(l(t)); 3-Xum*)Y  
    } bj ZcWYT  
G>d@lt  
    template < typename T1, typename T2 > /mo4Q?^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const (9{)4[3MAG  
      { &v'e;W  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); V)f/umT%g  
    } d^!)',`  
} ; 89k9#i X  
-[".km  
`N]!-=o  
同样还可以申明一个binary_op u-f_,],p  
al(t-3`<  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > E[)`+:G]  
class binary_op : public Rettype Z Z\,iT  
  { xQ-]Iw5  
    Left l; -c~nmPEG6  
Right r; {: T'2+OH>  
public : gH(,>}{^K  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} K8ecSs}}J  
b'3w.%^  
template < typename T > 'Oyz/P(p  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const a=.A/;|0*  
      { "z1\I\ ^  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); GxuFO5wz  
    } Pp*|EW 1  
`h+sSIko  
    template < typename T1, typename T2 > vxzh|uF  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const TG=) KS  
      { #9F=+[L  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); j[.R|I|  
    } >MauuL,.j  
} ; 4'cdV0]  
t"cGv32b  
Pe EC|&x  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 =EA*h_"q9  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 BlF>TI%2  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) "M3R}<Vt  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 /EZF5_`bT  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! BA4qQCS;5  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 _?x*F?5=  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 /. k4Y  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) \tc 4DS  
下面是修改过的unary_op _VLc1svv  
R^.E";/h  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > lfba   
class unary_op jQxv` H  
  { {*RyT.J  
Left l; ] lE6:^V  
  I kv@}^p 7  
public : oJE~dY$Q  
5V;BimI  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Km7HB!=<  
iG()"^G  
template < typename T > L  #c*)  
  struct result_1 .Zv@iL5  
  { 9%55R >s$  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 5v >0$Y{  
} ; ca%s$' d  
9y"R,  
template < typename T1, typename T2 > 96x$Xl;  
  struct result_2 @0H}U$l  
  { SEu1M}+E  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \0?^%CD+@  
} ; ^NwXvp>7-  
Gw%P5 r}Y  
template < typename T1, typename T2 > JG\T2/b  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const WsO'4~X9  
  { nQm7At  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); jYE<d&Cq  
} tl5}#uJ  
30cZz  
template < typename T > =pSuyM'  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l-4+{6lz  
  { H&Jp,<\x  
  return OpClass::execute(lt(t)); GxjmHo  
} V/xGk9L~  
eFJ .)Z  
} ; *q**,_?;  
 |e49F  
u By[x 0  
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 D&0y0lxI@  
好啦,现在才真正完美了。 TrA&yXXL  
现在在picker里面就可以这么添加了: [l"|x75-  
2 |]pD  
template < typename Right > )\oLUuL`;  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const $d\]s]}`  
  { Ne>yFl"u  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #( G>J4E,  
} aLa{zB  
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。 a ;@G  
"%^T~Z(_j  
,n )f=q*%  
6jS:_[p  
;J<K/YdI  
十. bind 4I&e_b< 30  
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。 4R<bfZ43  
先来分析一下一段例子 y8~/EyY|^  
(|Zah1k&]  
!Miw.UmPm  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 8['8ctX  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 jNjm}8`t  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 y$-;6zk\]  
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。 0_\@!#-sml  
我们来写个简单的。 Z]VmTB  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: +b O]9* g]  
对于函数对象类的版本:  NW$_w  
UqsJ44QEZ  
template < typename Func > W_JFe(=3,  
struct functor_trait Ky:y1\K1^K  
  { ~%.<rc0  
typedef typename Func::result_type result_type; C|or2  
} ; #>[BSgW  
对于无参数函数的版本: .r=F'i}-j*  
b9 Gq';o  
template < typename Ret >  }\ ^J:@  
struct functor_trait < Ret ( * )() > OH+kN /Fd  
  { Lt 8J^}kwl  
typedef Ret result_type; QY)hMo=|o8  
} ; R#8.]  
对于单参数函数的版本: Z@i"/~B|4\  
pGO=3=O  
template < typename Ret, typename V1 > qukym3F  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > b"JJ3$D  
  { M9*#8>  
typedef Ret result_type; q-tm `t*7  
} ; Ng=_#<  
对于双参数函数的版本: xMOq/" )  
yDl{18~zv  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > nogdOGo  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > Uxll<z,  
  { O%hmGW4  
typedef Ret result_type; Qf=+%-$Y  
} ; on0MhW  
等等。。。 r0xmDJ@y  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy LN!e_b  
n\/ JNzd3  
template < typename Func > 6$.I>8n  
struct func_return 4nvi7  
  { %]U'   
template < typename T > 8Pgw_ 21N1  
  struct result_1 PjxZ3O  
  { Pjvzefp  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; !=/wpsH  
} ; ;kE|Vx  
Of@ LEEh6  
template < typename T1, typename T2 > \x(ILk|'c  
  struct result_2 [v%j?  
  { ;5cN o&  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ZUg ~8VVe  
} ; Q)lN7oD  
} ; mBtXa|PJ  
]i)g!J8f-  
,SVl>~!  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 m,3H]  
x@aWvrL  
template < typename Func, typename aPicker > :"im2J  
class binder_1 "kdmqvTHK0  
  { YU]|N 'mL2  
Func fn; zxD~W"R:s  
aPicker pk; ~R+,4  
public : Dwx^hNh  
!XtZI3Xu  
template < typename T > &[Zg;r    
  struct result_1 ;"R1>tw3)  
  { K6BP~@H_D  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; G*y! Q  
} ; 50E?K!  
l>t0 H($  
template < typename T1, typename T2 > +m>)q4e  
  struct result_2 :4\=xGiY  
  { exP:lO_0n  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4S 7#B  
} ; S A\_U::T  
azCod1aL{  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} m|by^40A(  
pl4:>4l/  
template < typename T > Tu[I84  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Hl*V i3bQU  
  { .Xcf *$.;s  
  return fn(pk(t)); RF|r@/S  
} %s;=H)8  
template < typename T1, typename T2 > wV{jJyRl  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const . l>.  
  { %p}xW V.  
  return fn(pk(t1, t2)); |!?lwBs4  
} /h v2=A  
} ; `=.A]) >  
k>V~ iA  
.Z9{\tj  
一目了然不是么? <t"KNKI  
最后实现bind .Y*jL&!  
2E$K='H:,  
v1aE[Q  
template < typename Func, typename aPicker > x1'4njTV$  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) C9VtRq  
  { dm~Uj  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); p?H2W-  
} ZP(T=Q  
)/FEjo  
2个以上参数的bind可以同理实现。 WMXxP gik  
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。 h~r&7G@[}  
~R*01AnZ  
十一. phoenix e9p!Caf~I-  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 3;<Vv*a"Dm  
I*`;1+`  
for_each(v.begin(), v.end(), %c-T Gr,  
( `#c36  
do_ t^|GcU]  
[ .:(T}\]R  
  cout << _1 <<   " , " r=4vN=:  
] *!c&[- g  
.while_( -- _1), ,w|Or}h]7  
cout << var( " \n " ) #J`M R05  
) @;b @O _  
); 9lR-  
A2p]BW&  
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: RemjiCE0'  
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 "*HVL  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 -A(]U"@n  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ('oA{,#L  
4DV@-  
j9g0k<eg  
template < typename Cond, typename Actor > K4vOy_wT  
class do_while  8\Uy  
  { N${Wh|__^l  
Cond cd; h~-cnAMt  
Actor act; |FP@NUX\  
public : ltg\x8w?c  
template < typename T > z>A;|iL  
  struct result_1  <6STw  
  { 4sM9~zC5  
  typedef int result_type; %uQOAe55  
} ; (4Ha'uqz  
.:9XpKbt  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} fI"OzIJV  
VxqoE]Dh  
template < typename T > +&*Ybbhb  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yP*oRV%uX  
  { )n{9*{Ch  
  do hnTk)nq5#  
    { myqQqVW  
  act(t); )Pj4_$uM  
  } 6|B;C  
  while (cd(t)); ^"GDaMF  
  return   0 ; ~@%#eg  
} 7Rl/F1G o}  
} ; nPg,(8Tt  
YtFH@M  
()ZP =\L  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). T_I ApC  
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。 rvG0aqO `  
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。 /?B%,$~  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 |gwGCa+  
下面就是产生这个functor的类: >)8<d3m  
= 6.i.(L_S  
WJBwo%J  
template < typename Actor > dCO7"/IHW  
class do_while_actor ,#8H9<O9t  
  { .-?Txkwb  
Actor act; x#jJ 0T  
public : yGE)EBH  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 3!Cab/T  
%h4|$  
template < typename Cond > =(Pk7{  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; (Nn)_caVb  
} ; 5z@QAQ  
8ps1Q2|  
b.mWB`59  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 G`R_kg9$  
最后,是那个do_ k!ac_}&NNv  
$&KiN82,  
m=qyPY  
class do_while_invoker qLk7C0  
  { 3 adF) mh  
public : XT{o ]S~nq  
template < typename Actor > wd<jh,Y  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const =g<Yi2  
  { fk'DJf[M  
  return do_while_actor < Actor > (act); :,pdR>q%(y  
} {9|S,<9  
} do_; TQsTL2a  
QR(j7>+J^  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? *$9Rb2}kK  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 KDu~,P]  
最后来说说怎么处理break和continue b0h>q$b  
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。 `V=F>s$W  
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
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五