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
  • 3570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 i!(u4wTFF  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 `$05+UU  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, H+` Zp  
jx J5F3d  
nwf(`=TC  
"d% o%  
  class filler w~Aw?75 t  
  { ) }(Po_  
public : 51xiX90D  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} w=,bF$:fIW  
} ; S/V%<<[>p]  
1GE[*$vuq  
=XVw{\#9 b  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决:  (cx Q<5  
tw,uV)xm  
FG/1!8F  
Ko: <@h  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); !Wgi[VB  
!ap}+_IA7^  
;ry~x:7L7  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Pd)mLs Jg  
JD9)Qelw^$  
Phr+L9Eog  
]V^ >aUlj  
二. 战前分析 HQX.oW  
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。 G0)}?5L1J  
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 ;0FfP  
4}`z^P<C  
Qhy!:\&1  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); )\Am:?RH;  
  /* --------------------------------------------- */ B 1je Ik,  
vector < int *> vp( 10 ); -%,=%FBi~4  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Q\rf J||  
/* --------------------------------------------- */ _\;0E!=p  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); a]]eQ(xQ  
/* --------------------------------------------- */ 3?5JY;}h>"  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); l|v`B6(  
  /* --------------------------------------------- */ S"H djEF7\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); [>![ViX  
/* --------------------------------------------- */ lha)4d  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); #x*\dL  
7H.3.j(L  
H\RejGR  
Ym%XCl  
看了之后,我们可以思考一些问题: _0}u0fk  
1._1, _2是什么? Ogv9_ X8  
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。 ?.Q$@Ih0  
2._1 = 1是在做什么? {>g{+Eq  
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。 /*P) C'_M  
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。 $O3.ex V  
^p)#;$6b  
KrdEB0qh  
三. 动工 5\V""fH  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: KT[ZOtu  
agt/;>q\~  
9A~w2z\G  
rtNYX=P  
template < typename T > iYD5~pK8  
class assignment e.\dqt~%y  
  { <p/zm}?')  
T value; DG?g~{Y~b  
public : -U*J5Q  
assignment( const T & v) : value(v) {} Qo32oT[DM  
template < typename T2 > ,.Lwtp,n  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ;.'?(iEB  
} ; ulE5lG0c  
 LAkBf  
PriLV4?  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 @Bds0t  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 4M#i_.`z  
h+=IxF4  
":0u%E?s  
By waD?  
  class holder %_."JT$v{  
  { "}MP{/  
public : {]2^b)  
template < typename T > eAmI~oku  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const _K}q%In  
  { nrHC;R.nE  
  return assignment < T > (t); `WIZY33V  
} , # =TputM  
} ; s_  t/  
@R%* ;)*F  
tn#cVB3  
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: G9NI`]k  
3Q'vVNFh<  
  static holder _1; /poGhB 1k  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 <8(=Lv`)q  
4GbfA .u  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Y?TS,   
而不用手动写一个函数对象。 a*-9n-U@[k  
(<YBvpt4>  
!KMl'kswe:  
9}%$j  
四. 问题分析 /jNvHo^B  
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。 ! ui   
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。 ^3[_4av  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 v^ "qr?3V  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 BBM[Fy37!}  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ").gPmC  
$33E-^  
五. 问题1:一致性 WG A1XQ{  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| Da615d  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 &#L C'  
h;,1BpbM  
struct holder f-3CDUQ`  
  { =* G3Khz!  
  // udu<Nis4  
  template < typename T > 7mq&]4-G  
T &   operator ()( const T & r) const m^!:n$  
  { d\uN  
  return (T & )r; =WjHf8v;  
} :`e#I/,  
} ;  V1B!5N<  
5mQ@&E~#W  
这样的话assignment也必须相应改动: 9 wZ?")2  
@4hzNi+  
template < typename Left, typename Right > _tJt eDRY  
class assignment ]L97k(:Ib  
  { ele@xl  
Left l; <Xl#}6II  
Right r; \o}T0YX  
public : Asv]2> x  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Ly&+m+Gwu  
template < typename T2 > ?<${?L>  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } )i}j\";>L  
} ; )O"E#%  
=B9-}]DDO  
同时,holder的operator=也需要改动: 5]>*0#C S  
a;t}'GQGk  
template < typename T > 8'u9R~})   
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const h*%FZ}}`q  
  {  D3cJIVM  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); &EqLF  
} ZA+dtEE=f9  
uG^CyM>R`  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 z3y{0<3  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 (B>/LsTu  
'g!T${  
return l(rhs) = r; Ec!!9dgRQ  
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。 H0;Iv#S!  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: `wXK&R<`  
&J)<1!|  
template < typename Tp > _;B wP  
class constant_t 1(-!TJ{  
  { pASX-rb  
  const Tp t; !gve]>M  
public : &cL1 EQ(  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} z~#;[bER  
template < typename T > \P*_zd@%  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const l)9IgJ|<b  
  { E +_n@t"  
  return t; <%m YsaM  
} +b(};(wL  
} ; zbmC? 2$  
Z+&V  >  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 q7X#LYk  
下面就可以修改holder的operator=了 |tGUx*NN  
6N#hN)/  
template < typename T > U?#wWbE1  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const P9/ (f$=  
  { |Y>Jf~SN  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); u#,8bw?1  
} I.n,TJoz4J  
xvV";o  
同时也要修改assignment的operator() BM<q;;pO  
i)?7+<X  
template < typename T2 > =#2c r:1  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ;cXw;$&D  
现在代码看起来就很一致了。 Kcm+%p^  
6nZ]y&$G-k  
六. 问题2:链式操作 4yxQq7 m,  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 0G+Q^]0  
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。 nF@**,C Q  
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。 UGSZg|&6#*  
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。 {V6&((E8  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct #7i*Diqf9  
J,F1Xmr4  
template < typename T > p?i.<Z  
struct result_1 fOV_ >]u  
  { lI<jYd 0fZ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; } ?j5V  
} ; @@AL@.*  
6Ijt2c'A}  
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: t3@+idEb  
&BRk<iwV  
template < typename T > ^ Oh  
struct   ref XOvJlaY)'.  
  { 'XK 'T\m  
typedef T & reference; g&s. 0+  
} ; PMfW;%I.  
template < typename T > 4yyw:"  
struct   ref < T &> JT?u[p Q^  
  { Dh8ECy5k<*  
typedef T & reference; gQ_<;'m)2  
} ; (`1i o  
=SJ#6uFS  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: QQrldc(I  
8K,X3a9  
template < typename T > aKDY_ D  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const B*T n@t W  
  { )[ V8YiyU  
  return l(t) = r(t); 1&|]8=pG7  
} 2? qC8eC  
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。 $aV62uNf  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 =Hg!@5]H  
Zw]"p63eMa  
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 l7|z]v-  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: wZ(1\ M(  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 JOJ.79CT  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 XQo\27Fo  
最后的布局是: Lc{AB!Br  
                Add w:5?ofC  
              /   \ aJ'Fn  
            Divide   5 !*-|!Vz  
            /   \ Pk;\^DRC  
          _1     3 d4| )=  
似乎一切都解决了?不。 /j~~S'sw  
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。 5W&L6.J}+  
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。 2][9Wp  
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: ]SQ+r*a  
fx;rMGa  
template < typename Right > @ap!3o8,9  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const yaR>?[h  
Right & rt) const @IL04' \  
  { }J#HIE\RG  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); *ERV\/  
} 6u, g  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 _%e8GWf  
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。 Xdn&%5rI  
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。 UY3)6}g6  
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。 sY;h~a0n  
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。 Uu_qy(4  
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? vNSUrf,r  
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: \D@j`o  
Z[#8F&QV!m  
template < class Action > 2 R\K!e  
class picker : public Action 5i[O\@]5  
  { &W45.2  
public : p:~#(/GWf  
picker( const Action & act) : Action(act) {} V'kBF2}   
  // all the operator overloaded dla_uXtM6  
} ; " .7@  
cfTT7O#Dc  
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。 ?w:\0j5 ~  
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: k4'] q  
zDvV%+RW)  
template < typename Right > $MR1 *_\V  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const pr<u 5  
  { n9Fq^^?  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); evyjHcCx  
} f Fi=/}  
Xh8U}w<k6  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^T&{ORWz  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 WsHD Ip  
fEBi'Ad  
template < typename T >   struct picker_maker d]E=w6 +;Q  
  {  .\oz  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 5gf ~/Zr  
} ; |Yli~Qx  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > HhynU/36  
  { 2 5~Z%_?  
typedef picker < T > result; QD-\'Bp/X  
} ; /nO_ e  
S)EF&S(TC  
下面总的结构就有了: <V^o.4mOg>  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 HM% +Y47a  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 I#OZ:g^  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 %Xc,l Y1?  
至此链式操作完美实现。 2hHRitt36  
I bD u+~)  
tR!C8:u  
七. 问题3 "]eB2k_>  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 kX L0  
U6-47m0%  
template < typename T1, typename T2 > Mi.#x_  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ;Rv WF )  
  { o33t~@RX  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); w[GEm,ZC  
} CbZ;gjgY*  
vAM1|,U  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: zfop-qDOc  
kwp%5C-S  
template < typename T1, typename T2 > 'd N1~Pa  
struct result_2 ozY$}|sjDT  
  { H^'%$F?Ss  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; G&h@  
} ; F:jNv3W1  
_n:RA)4*  
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? >a975R*g  
这个差事就留给了holder自己。 \:@6(e Bh  
    _OGv2r  
qlM<X?  
template < int Order > o}=*E  
class holder; MsIR~  
template <> E{)X ;kN=  
class holder < 1 > k{r<S|PK0  
  { ;=joQWNDm  
public : !Ge;f/@  
template < typename T > T`^Jw s{;7  
  struct result_1 e#hg,I  
  { .c>6}:ye  
  typedef T & result; 9 m8KDB[N  
} ; %oqKpD+  
template < typename T1, typename T2 > Ko&4{}/  
  struct result_2 1 V]ws}XW  
  { /[?} LrDO  
  typedef T1 & result; P<>NV4  
} ; +o@:8!IM1  
template < typename T > r0nnmy]{d  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @q!T,({kx  
  {  dw;<Q  
  return (T & )r; |[~ S&  
} {_!,T%>+1  
template < typename T1, typename T2 > p"P+8"`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ^U?Ac=  
  { UIU Pi gd  
  return (T1 & )r1; m=n79]b:N  
} ;%0kzIvP  
} ; bj`GGxzOb  
iuj%.}  
template <> ]Sj;\Iz  
class holder < 2 > (1cB Tf  
  { :2KPvp 7?  
public : }bRn&)e  
template < typename T > I Tl>HlS  
  struct result_1 p9jC-&:  
  { (Q*x"G#4>  
  typedef T & result; V0D&bN*  
} ; gaC4u,Zb  
template < typename T1, typename T2 > R1 SFMI   
  struct result_2 n;Mk\*Cg  
  { 4"|3pMr  
  typedef T2 & result; X> 98`  
} ; oAifM1*0  
template < typename T > onmpMU7w  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const aoz+Th3  
  { _<]0hC  
  return (T & )r; HPu+ 4xQV  
} &~;M16XM,e  
template < typename T1, typename T2 > bp/l~h.7W  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const #do%u"q  
  { xKUWj<+/  
  return (T2 & )r2; |11vm#  
} ^>%.l'1/(  
} ; #9s)fR  
{Y/0BS2D  
 #*rJI3  
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> >。 #yIHr&'oX  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: u ]y[g  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: '0 ~?zP  
'DXT7|Df  
return l(i, j) = r(i, j); h<M1q1)  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) t ]Ln(r  
1.u^shc&|  
  return ( int & )i; f"gYXaVF+  
  return ( int & )j; #qk=R7" Q  
最后执行i = j; /":/DwI'   
可见,参数被正确的选择了。 dn}EM7:Z  
(xvg.Nby  
Q_p&~PNy5  
iz;5:  
nCwA8AG  
八. 中期总结 =c 9nC;C  
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: '4 d4i  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ysi=}+F.  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 IAzFwlO9  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor I++ Le%w  
.Y2Hd$rs  
NRG06M  
q_ ^yma  
$Tv~ *|a  
,d*1|oUw  
九. 简化 A",}Ikh='`  
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。 oj.J;[-  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 G:1QXwq\j  
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: ]#DCO8Vk  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 u(yN81  
  +-*/&|^等 Ohj^Z&j  
2. 返回引用。 b00$3,L   
  =,各种复合赋值等 EdqB4-#7  
3. 返回固定类型。 \: F$7 *Ne  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) fe<7D\Sp@  
4. 原样返回。 Y=|20Y\K  
  operator, 2%fzRXhu%  
5. 返回解引用的类型。 ~tTn7[!  
  operator*(单目) [z\baL|  
6. 返回地址。 &,8Qe;  
  operator&(单目) WI| -pzg  
7. 下表访问返回类型。 ,_H H8[&  
  operator[] Bx\ o8k  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 ugXDnM[S%  
  operator<<和operator>> OcWKK!A  
BUwL?  
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。 0\"#Xa+}8  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: <uBRLe`)  
huA?*fat   
template < typename Left > qZ E3T:S  
struct value_return A@_>9;   
  { ~9APc{"A  
template < typename T > R}w}G6"\  
  struct result_1 z &P1C,n)  
  { GK-P6d  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; %^E 7Iqc  
} ; _(?`eWo  
K_ymA,&()  
template < typename T1, typename T2 > _#v"sGmN  
  struct result_2 l]D $QT3  
  { 'bLP#TAzf  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; j&/+/s9N  
} ; lijT L-3  
} ; (Nz`w  
V:j^!*  
E<tR8='F  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait -z. wAp  
CV^%'HIs?+  
下面我们来剥离functor中的operator() Dz$w6 d  
首先operator里面的代码全是下面的形式: LKI\(%ba#  
,<K+.7,)E  
return l(t) op r(t) ^S;{;c+'  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) S'$m3,l(k  
return op l(t) *7Y#G8 s  
return op l(t1, t2) "8uNa  
return l(t) op @i(9k  
return l(t1, t2) op 451.VI}MR  
return l(t)[r(t)] 68bvbig  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] Kv!:2br  
;p~!('{P  
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: MYb^G\K  
单目: return f(l(t), r(t)); T#!% Uzz  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); U5-8It2OR  
双目: return f(l(t)); .]KC*2  
return f(l(t1, t2)); f^hJAZ  
下面就是f的实现,以operator/为例 z]hRc8 g}d  
{E(2.'d  
struct meta_divide #r"|%nOfY  
  { h4K Mhr  
template < typename T1, typename T2 > 2DsP "q79k  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ?5ZvvAi  
  { gQSVPbzK  
  return t1 / t2; aB (pdW4  
} f4AN"rW  
} ; w(`g)`  
IQC[ewk  
这个工作可以让宏来做: S-\wX.`R1  
FsO-xG"@"  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ud)WH|Z  
template < typename T1, typename T2 > \ \WnTpl>B  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ) YwEl72c  
以后可以直接用 .H M3s  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) W{q P/R  
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 R#ZJLT  
(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。。。) />I5,D'h  
j3%Wrt  
'3^qW  
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 RAhDSDf  
WzR)R9x]  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ^J-Xy\ X  
class unary_op : public Rettype |[5;dt_U/  
  { 2 KHT!ik  
    Left l; oI`Mn3N  
public : 1;kMbl]  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8;"%x|iBoL  
g8'8"9:xC  
template < typename T > "]p&7  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const DFZ@q=ZT  
      { w0nbL^f  
      return FuncType::execute(l(t)); ):tv V  
    } z]%@r 7  
=ZU!i0 K  
    template < typename T1, typename T2 > W\Scak>  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const `Nvhp]E  
      { BcpbS%S  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); GwDOxH'  
    } KK >j V  
} ; W!.FnM5x  
}oG6XI9  
JBw2#ry  
同样还可以申明一个binary_op uA =%EEZ  
Bx}"X?%S  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > _nzq(m1@  
class binary_op : public Rettype IMdp"  
  { _(gkYJ+MK  
    Left l; # SCLU9-  
Right r; ,Js_d  
public : .WN&]yr,  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} |zfFB7}v  
Mi(6HMA.SF  
template < typename T > @VOegf+N  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ^J^~5q8  
      { WwnBe"7M  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); *]<=04v]R  
    } BHgs,  
N#-. [9!  
    template < typename T1, typename T2 > Ufi#y<dP  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @,Dnl v|?  
      { v+sF0 j\P  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); n{<@-6  
    } AIQ {^:  
} ; {U3jJ#K  
{df;R|8 l  
xo @|;Z>&F  
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 a(O@E%|u  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 <bCB-lG*Kb  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) 6K8v:yYPa  
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。 6?US<<MQ  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! Fq+Cr?-  
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。。。 xA:;wV  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 |p+FIr+  
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) rttKj{7E  
下面是修改过的unary_op [-Y~g%M  
,mCf{V]#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > _O87[F1  
class unary_op 5Y`4%*$  
  { N`N=}&v ]  
Left l; T$r/XAs  
  BDPE.8s  
public : pcscNUp  
hB\BFVUSn/  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} d72 yu3  
O3slYd&V  
template < typename T > hr'?#K  
  struct result_1 !}U3{L-  
  { x7l}u`N4  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 6OC4?#96%'  
} ; og+Vrd  
mGP%"R2X  
template < typename T1, typename T2 > }mZCQJ#`  
  struct result_2 ^_G#JJ\@$  
  { 6z~ [Ay  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 3 Z SU^v  
} ; }*-fh$QJ  
CP"5E?dcK  
template < typename T1, typename T2 > j;j~R3B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fWfhs}_  
  { k8}'@w  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $`0^E#Nl  
} K]>4*)A:  
u\xrC\Ka  
template < typename T > G5 )"%G.  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const c??m9=OX1  
  { Jq>5:"jZ0  
  return OpClass::execute(lt(t)); fIx|0,D&7L  
} h;} fdk  
=r`E%P:  
} ; Eqny'44  
%(? ;`  
vft7-|8T  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug &];W#9"Z  
好啦,现在才真正完美了。 #|:q"l9  
现在在picker里面就可以这么添加了: #X!seQ7a  
],R\oMYy|P  
template < typename Right > r_'];  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 1T~`$zS7  
  {  d*([!!i  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Td^62D;  
} /-@F|,O)$n  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 V~o'L#a  
*E|3Vy{4  
:N<o<qn  
=-P<v2|e  
~$ ?85   
十. bind <Z~Nz>'r  
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。 #>5T,[{?j  
先来分析一下一段例子 .bh 7  
UY.o,I> s  
|P9)*~\5  
int foo( int x, int y) { return x - y;} @frV:%  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 I7f :TN  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 )&)tX.  
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。 W Kd:O)J  
我们来写个简单的。 jM{5nRQ  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 4|eI_u{_  
对于函数对象类的版本: @Y9tkJIt  
-=1>t3~\  
template < typename Func > cUi6 On1C  
struct functor_trait hG9Mp!d91  
  { Ve"M8-{oKk  
typedef typename Func::result_type result_type; ^\VVx:]  
} ; ]nxSVKE4p  
对于无参数函数的版本: [Q8vS;.  
<1~_nt~(*  
template < typename Ret > [*ug:PG  
struct functor_trait < Ret ( * )() > $9Xn.,W  
  { 1':};}dCJ  
typedef Ret result_type; 90<a'<\|  
} ; mG *Yv  
对于单参数函数的版本: !*"#*)S.  
w);Bet  
template < typename Ret, typename V1 > v&66F`  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > cSTL.QF  
  { -gb@BIV#  
typedef Ret result_type; ^v3J ld  
} ; !.|A}8nK  
对于双参数函数的版本: te>Op 1R  
x+Ly,9nc$  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > RtaMrG=D  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > \:Hh'-77q  
  { 3Z}m5f`t  
typedef Ret result_type; U:aaa  
} ; [|YuT:Cp  
等等。。。 (I1^nrDP.  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy H,!yG5yF  
QT"o"B  
template < typename Func > .36]>8  
struct func_return Ob|tA  
  { xCu\jc)2  
template < typename T > $D*Yhv!/  
  struct result_1 [XA:pj;rg'  
  { vcOw`oS  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; /5f=a  
} ; l>7?B2^<E  
P$/Y9o  
template < typename T1, typename T2 > \&v)#w  
  struct result_2 "t>H B6^  
  { #Y'ub 5s  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; d&DQ8Gm ^  
} ; Hv =7+O$  
} ; /XuOv(j  
j  W -K  
clT[ ?8*  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 HNX/#?3  
[hiV #  
template < typename Func, typename aPicker > - l0X]&Ex  
class binder_1 <Um5w1  
  { cw~-%%/  
Func fn; #<w2xR]:  
aPicker pk; dhr-tw  
public : llpgi,-=  
4_ZHY?VRd  
template < typename T > T'14OU2N{Y  
  struct result_1 (6)X Fp&  
  { o<Rrr,  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; XE:bYzH  
} ; xZMAX}8v  
'81WogH:  
template < typename T1, typename T2 > _E^ !, Wz  
  struct result_2 *Y ?&N2@c  
  { x{ VUl  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; %cq8%RT  
} ; 5pxw[c53#  
~/Kqkhq+c  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} *nY$YwHB  
6?l|MU"Q.  
template < typename T > B}d)e_uLj  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _&$nJu  
  { +Jq~39  
  return fn(pk(t)); #4^D'r>pJ  
} ~H626vT37  
template < typename T1, typename T2 > )dRB I)P  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const KC-@2,c9V  
  { 8H{9  
  return fn(pk(t1, t2)); 8-Z|$F"  
} >td\PW~X  
} ; <IQ}j^u-F  
e[.JS6  
=#?=Lh  
一目了然不是么? E@)9'?q  
最后实现bind ]7%+SH,RdD  
$4>x4*  
E vD g{M}  
template < typename Func, typename aPicker > dYp} R>+  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 6p~8(-nG  
  { .!g  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); TI637yqCU  
} ju/#V}N  
"l-b(8n  
2个以上参数的bind可以同理实现。 T:w%RF[v9  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 ]nx5E_j2  
DcNwtts  
十一. phoenix +2^Mz&I@b  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: wB%;O`Oh  
;-{'d8  
for_each(v.begin(), v.end(), 8G_KbS  
( !MD uj  
do_ l|  QQ  
[ PA${<wyBR_  
  cout << _1 <<   " , " +C`zI~8  
] R"{oj]d;$F  
.while_( -- _1), ,) 3Eog\-  
cout << var( " \n " ) 0d #jiG  
) <Lfo5:.  
); qf B!)Y  
Vg1MA  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: d)v'K5  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor :.F;LF&  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 XbW 1`PH  
那么我们就照着这个思路来实现吧: -F';1D!l%  
bBXUD;$  
2@$`xPg  
template < typename Cond, typename Actor > r[kmgPld  
class do_while 3rVWehCv  
  { kntn9G  
Cond cd; _{0IX  
Actor act; %9`\ 7h7K  
public : k(3FT%p  
template < typename T > sKGR28e  
  struct result_1 \t']Lf  
  { bc*CP0t|  
  typedef int result_type; #TG.weTC  
} ; FK`M+ j  
S1d{! ` 3  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} , Y cF~  
eRvnN>L  
template < typename T > };nOG;  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const vo]$[Cp|4  
  { }Uunlz<  
  do LE4P$%>H  
    { tLe"i>  
  act(t); ]MV=@T^8#  
  } A$XmO}+  
  while (cd(t)); '645Fr[lg  
  return   0 ; LP5@ID2G  
} Xe:e./@  
} ; ]ZM-c~nL  
|j~{gfpSE  
h<IPV'1  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). )+ 12r6W  
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。 `ouCQ]tKz  
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。 Nd61ns(N  
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。 5vqh09-FB  
下面就是产生这个functor的类: >Gi* BB  
z)]Br1  
Id 40yER  
template < typename Actor > {,zn#hU.R  
class do_while_actor v[=TPfX0  
  { ^WmP,Xf#  
Actor act; #H/suQZN"g  
public : w]Z:Y`  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} RI-)Qx&!f  
?UV!^w@L:0  
template < typename Cond > g)Dg=3+>  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Sv|jR r'  
} ; / WJ+e  
R7~#7qKQB  
X1~ WQ?ww  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 k5]`:k6  
最后,是那个do_ vHxLn/  
bf-V Q7  
i[a1ij=  
class do_while_invoker CxJkT2  
  { =/L;}m)7  
public : $VyH2+ jC  
template < typename Actor > V [r1bF  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Pvu*Y0_p  
  { a;[=b p  
  return do_while_actor < Actor > (act); a<mM )[U  
} \XT~5N6  
} do_; )MU)'1jc,  
dSw%Qv*y  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? QPT%CW61M  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 yOXL19d@p_  
最后来说说怎么处理break和continue D0a3%LBS/2  
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。 k&SI -jxj  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八