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
  • 6462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 7u\^$25+h  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 5x4JDaG2  
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, 49_b)K.tB  
] 2FS=  
"]5]"F4]  
hRxR2  
  class filler )"A+T&  
  { C#>c(-p>RC  
public : zWB>;Z}  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} N}VKH5U|  
} ; 3HFsR)  
RH6qi{)i!  
98Pt&C?-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: a,M7Bb x  
<G\q/!@_  
O)`R)MQ)  
2@:Go`mg  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 5"^$3&)  
6/.-V1*O  
#Cvjv; QwY  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 Bz9!a k~4  
8_8 R$ =V  
?J6J#{LRd  
Z!~~6Sq  
二. 战前分析 sh:sPzQ%Jv  
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。 ga6M8eOI  
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 ~e ]83?  
m}Kn!21  
5RI"g f  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); !95ZK.UT  
  /* --------------------------------------------- */ 5R/k -h^`  
vector < int *> vp( 10 ); ~WehG<p v[  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); vkASp&a  
/* --------------------------------------------- */ HeNg<5v%Y  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); 1nX/5z_U  
/* --------------------------------------------- */ vitmG'|WG  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); ,>`wz^z  
  /* --------------------------------------------- */ D$I7 Gz,w{  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); QP >P  
/* --------------------------------------------- */ ~H7m7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); .1[K\t)2  
(.m0hN!~u  
m:)v>vu  
DZilK:  
看了之后,我们可以思考一些问题: "S_t%m&R  
1._1, _2是什么? ygWo9?  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 oOmPbAY  
2._1 = 1是在做什么? qOV#$dkY  
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?~je.  
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。 #fRhG^QKp  
4nXS}bWf  
m/Q@-  
三. 动工 f,k'gM{K  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: & LwR9\sh  
+I;b,p  
:hwZz2Dhi  
xCEEv5(5  
template < typename T > 7Xw;TA  
class assignment # ~} 26  
  { bezT\F/\  
T value; uv/I`[@HK8  
public : F(Pe@ #)A  
assignment( const T & v) : value(v) {} Jj8z~3XnJ  
template < typename T2 > !\z:S?V  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } B ;9^  
} ; _ohZTT%l  
V; Yl:*  
z\sy~DM;>  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 8G6PcTqv"  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 0 gL]^_+7  
x$[<<@F%  
\&NpVH,-  
.a8N 5{`  
  class holder J3Qv|w [3Y  
  { F@& R"-  
public : 'u@ )F`  
template < typename T > <IC=x(T  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 26G2. /**<  
  { SsIy;l  
  return assignment < T > (t); 1y2D]h/'  
} {Uz@`QO3  
} ; 9gZMfP  
C},;M @xV  
w-C ~ Ik  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: TUw^KSa  
u}\F9~W-{  
  static holder _1; }/nbv;)  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 X};m\Bz  
me_DONW  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); wc* 5s7_  
而不用手动写一个函数对象。 j&6,%s-M`a  
mS p -  
*`mPPts}  
zH0%; o}  
四. 问题分析 [ >O4hifq  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 9z$]hl  
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。 WS/^WxRY  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 n#uH^@#0  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 +iz5%Qe<f  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 5Q#;4  
J*o :RnB  
五. 问题1:一致性 I L 'i7p  
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?| y>Zvose  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 e6z;;C@'G  
lM86 *g 'l  
struct holder K_{f6c<  
  { HJhPd#xCW  
  // 11glFe  
  template < typename T > %<lfe<;^t  
T &   operator ()( const T & r) const (%}T\~`1z#  
  { 0#pjfc `:  
  return (T & )r; A[oLV"J6x5  
} W$B&asO  
} ; rbiNp6AdL  
|s-q+q{|  
这样的话assignment也必须相应改动: r(y1^S9!8  
!rZO~a0  
template < typename Left, typename Right > |R8=yO%(  
class assignment +0rMv  
  { T]Gxf"mK  
Left l; dIQ7u  
Right r; XKp.]c wP  
public : ~=h]r/b< U  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} %jdV8D#Q  
template < typename T2 > @kvgq 0ab  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } $#2ik~]>  
} ; )IPnSh/ <  
QWH1xId  
同时,holder的operator=也需要改动: 8 !Pk1P  
'(mJ*Eb  
template < typename T > pi sk v[  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const sOg@9-_Uh  
  { S(9Xbw)T  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); [HI&>dm=$  
} ]wh8m1  
LTj;e[  
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。 bN$`&fC0  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 )f-ux5  
jCDZ$W89  
return l(rhs) = r; MH[Zw$  
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。 C9E l {f  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: RqgH,AN  
|:$D[=  
template < typename Tp > VgtW T`F.I  
class constant_t 1@q~(1-o  
  { vDZhoD=VR  
  const Tp t; R$' 4 d  
public : %lNv?sWb  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} _ I8L#4\(=  
template < typename T > E/|]xKG  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 5tT-[mQ*  
  { agQzA/Xt  
  return t; G;_QE<V~_  
} iwWy]V m7  
} ; AVVL]9b_2  
A"x1MjuqLM  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 &,4]XT  
下面就可以修改holder的operator=了 ^wPKqu)^  
lwYk`'  
template < typename T > oEbgyT gB  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const oJe9H<  
  { P1;T-.X~&  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); g9|B-1[  
} L@2%a'  
#c@Dn.W  
同时也要修改assignment的operator() \?c0XD  
^8$CpAK]M  
template < typename T2 > }$!bD  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Ni*f1[sI<  
现在代码看起来就很一致了。 o"~ODN" L  
Y$b4Ga9j  
六. 问题2:链式操作 Zs<}{`-  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 Bzn{~&i?W:  
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。 `<kHNcm  
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。 <8Ek-aNNt  
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。 xy>wA  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct Z.Lm[$/edn  
CZRrb84  
template < typename T > =Xh^@ OR  
struct result_1 cE> K:3n  
  { ^ AxU  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ]vJZ v"ACn  
} ; O&l(`*P  
*')BP;|V`  
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: p8K4^H  
hm3,?FMbq  
template < typename T > .NcoST9a  
struct   ref jIJVl \i]  
  { 4v9zFJ<Z  
typedef T & reference; 4@OnMj{M  
} ;  G7 >  
template < typename T > LO]D XW 9  
struct   ref < T &> Qw4P{>|Y  
  { V#[I/D  
typedef T & reference; UMwB.*  
} ; "r @RDw   
r/1:!Vu(  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: 0#4_vg .  
;l> xXSB7$  
template < typename T > F +PIZ%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const _a@&$NEox  
  { (rO_ Vfaa  
  return l(t) = r(t); @;kw6f:{d  
} pg~vteq5  
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。 ?g%5 d  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 /:v+:-lU  
(-*NRY3*  
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 tagkklJ~  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: t+Kxww58  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 C-d|;R}Ww  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 +jYO?uaT  
最后的布局是: 8^M5k%P  
                Add =BQM(mal  
              /   \ (A O]f fBU  
            Divide   5 ,/6V^K  
            /   \ r9z_8#cR  
          _1     3 6~zR(HzV{  
似乎一切都解决了?不。 ,\!4 A  
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。 w{k8Y?  
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。 5,`U3na,  
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: EJ{Z0R{{  
-cs 4<  
template < typename Right > j*f%<`2`j  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const kB1]_v/  
Right & rt) const &[,g `S0  
  { UfjLNe}wA  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); ;~T)pG8IS  
} },'hhj]O  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 6cz%>@  
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。 {6Lkh  
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。 ~r;da9  
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。 5MV4N[;  
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。 _d6mf4M]5  
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? ~K%]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: $l-|abLELz  
f gI.q  
template < class Action > %Q5D#d"p`  
class picker : public Action uXq?Z@af|f  
  { 9XWF&6w6yf  
public : h Vz%{R"  
picker( const Action & act) : Action(act) {} c:I1XC  
  // all the operator overloaded yveyAsN`B  
} ; H6E@C}cyM  
,Hh7' `  
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。 lnL&v' {  
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: 9qD/q?Hh$  
vLn<=.  
template < typename Right > XSt5s06TM  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const mNN,}nHu  
  { ZiM#g1;  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); $_ub.g|  
} '7o'u]  
@_ ^QBw0  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > %Y%+K5;AZ  
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。 }u cqzdk#2  
4 q}1  
template < typename T >   struct picker_maker 1<A+.W  
  { WI9'$hB\  
typedef picker < constant_t < T >   > result; )?~3fb6^  
} ; y@]4xLB]  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > sN|-V+7&j  
  { >C"cv^%c  
typedef picker < T > result; Hb 'fEo r  
} ; 9(lIz{  
lMAmico  
下面总的结构就有了: !jY/}M~F1  
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。 heoOOP(#  
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。 SFoF]U09  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 $de_>  
至此链式操作完美实现。 (Tp+43v  
8=gr F  
:Q2\3  
七. 问题3 8~RUYsg  
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。 Dntcv|%u  
$D5[12X  
template < typename T1, typename T2 > +JZ<9,4  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ju0]~,  
  { T[xGF/  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); bL_s[-7  
} U y^Hh4|  
AKx\U?ei7  
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: dgd&ymRm :  
{l{p  
template < typename T1, typename T2 > ?I}jsm1)  
struct result_2  s=#IoNh  
  { qM3^)U2  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; F`8A!|cIy  
} ; RyD2LAf)J  
G+4a%?JH  
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? 0K>rc1dy  
这个差事就留给了holder自己。 9F0B-aZ  
    n4YEu\*  
^T'+dGU`  
template < int Order > M_MiY|%V/K  
class holder; mmY~V:,Kd  
template <> JiZ9ly( G  
class holder < 1 > ;nLQ?eS\  
  { Z]$yuM  
public : !? ?Cxs'  
template < typename T > lnbw-IE!  
  struct result_1 :d/Z&LXD  
  { qA9*t  
  typedef T & result; 5{ #9b^  
} ; &k\7fvF  
template < typename T1, typename T2 > z QoMHFL3  
  struct result_2 Xfx(X4$9  
  { . )Fn]x"<  
  typedef T1 & result; H:U1#bQQ:  
} ; ;G!X?(%+  
template < typename T > meR%);\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const v|_?qBs"  
  { l,h#RTfry  
  return (T & )r; IOF~V)8k=  
} HG@!J>YaD  
template < typename T1, typename T2 > uI%h$  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 5<IUTso5h  
  { +>z/54R  
  return (T1 & )r1; i3: sV5  
} +x G](?  
} ; .)|jBC8|}  
Y8.0R-:ZAN  
template <> ~FZLA}  
class holder < 2 > St|sUtj<r  
  { [lS'GszA  
public : |:!#k A  
template < typename T > -iBu:WyY$  
  struct result_1 ~/3cQN^  
  { 1}S_CR4XBs  
  typedef T & result; Y+upZ@Ga  
} ; )%X\5]w`  
template < typename T1, typename T2 > ;}f%bE  
  struct result_2 -2> L*"^  
  { Uo^s]H#:  
  typedef T2 & result; 8i-?\VZD  
} ; TW3:Y\p  
template < typename T > wgLS9.  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const LU?#{dZ  
  { CvQ LF9|  
  return (T & )r; 1Od: I}@  
} ]*i>KR@G  
template < typename T1, typename T2 > VmBLNM?  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const }E>2U/wpXY  
  { Km+29  
  return (T2 & )r2; fhH* R*4  
} $ }B"u;:SU  
} ; H/)=  
A ,LAA$  
8H;TPa  
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> >。 DX$`\PA  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: D:n0d fPU  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: [FiXsYb.8  
q6j]j~JxB  
return l(i, j) = r(i, j); /unOZVr(  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) Q2 rZMK  
m 7 Fz&bN  
  return ( int & )i; )QBsyN<x6  
  return ( int & )j; 3J'a  
最后执行i = j; Y#]Y$n  
可见,参数被正确的选择了。 W:rzfO.`Z  
DT9i<kl  
C 2oll-kN  
^D.B^BR  
!+>yCy$~_  
八. 中期总结 -v jjcyTt  
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: JAB]kNvI  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 }=f}@JlFB  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 <V6#)^Or  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor JH)&Ca>S  
N`iK1n4 X  
X]1ep  
X/7: *  
cK-!Evv  
zLxWyPM0;  
九. 简化 ? erDP8  
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。 2lp.Td`{  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 w-\fCp )  
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: nosEo? {  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 m};_\Db`  
  +-*/&|^等 -w@fd]g  
2. 返回引用。 PA5g]Tz  
  =,各种复合赋值等 c,D'Hl6(%  
3. 返回固定类型。 "{V,(w8Dt  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) [dzb{M6_  
4. 原样返回。 b7>;UX  
  operator, 2>EIDRLJ-  
5. 返回解引用的类型。 ~{5%~8h.0r  
  operator*(单目) Fa/i./V2  
6. 返回地址。 jzPC9  
  operator&(单目) CJu;X[6  
7. 下表访问返回类型。 fA 3  
  operator[] yS3x))  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Sl$dXB@  
  operator<<和operator>> pp{);  
U-lN_?  
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。 uq 6T|Zm  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: T.1z<l""  
6=')*_~/  
template < typename Left > lA]u8+gXd  
struct value_return d!gm4hQhl  
  { Q|v=WC6  
template < typename T > V_ ]4UE  
  struct result_1 Z].>U!7W  
  { T8KhmO  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; a"&Z!A:Z=  
} ; sztnRX_  
 Mys;Il "  
template < typename T1, typename T2 > L>L4%?  
  struct result_2 eq@ v2o7  
  { ol YSr .Q`  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; Vy/g;ZPU1  
} ; +s S*EvF  
} ; K^w9@&g6  
H@ w6.[#  
5#fLGXP  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait #Se  
/=3g-$o{`  
下面我们来剥离functor中的operator() Ha/\&Z(  
首先operator里面的代码全是下面的形式: 3>jz3>v@  
dT|z)-Z`  
return l(t) op r(t) UfkRY<H  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 9m'[52{o  
return op l(t) Y3Qq'FN!I  
return op l(t1, t2) .(Pe1pe  
return l(t) op sO  
return l(t1, t2) op FSBCk  
return l(t)[r(t)] E"" /dC:B  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ?"C]h s  
\E#r[9F{  
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: &U,f~KJ  
单目: return f(l(t), r(t)); UwM}!K7)G  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); [7Kn$OfP  
双目: return f(l(t)); T.|0;Eb  
return f(l(t1, t2)); O%)9t FT  
下面就是f的实现,以operator/为例 MkYem6  
z44uhRh  
struct meta_divide 21WqLgT3 4  
  { z`Q5J9_<cV  
template < typename T1, typename T2 > PIrUls0}  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Q72wg~%w  
  { b\+|g9Tm  
  return t1 / t2; cj8r-Vu/N  
} lLJb3[ e.  
} ; XWvs~Xw@  
8bysg9H0  
这个工作可以让宏来做: zHU#Jjc_b  
^twv0>vEo  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ woT"9_tN  
template < typename T1, typename T2 > \ 3@&H)fdp6a  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; q#778  
以后可以直接用 '^J/aV  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) o|}%pc3  
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 H@3+K$|v  
(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。。。) #0P<#S^7  
.kYzB.3@]  
?ykZY0{B  
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 zbi  
\=_8G:1  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 0Fw\iy1o  
class unary_op : public Rettype 'LOqGpmVc  
  { ^GAdl}  
    Left l; oy`m:Xp  
public : * c%@f<R~  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _F*w ,b$8  
2l SM`cw  
template < typename T > FEZ6X  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %%Kg'{-:  
      { Ly<;x^D  
      return FuncType::execute(l(t)); YH[_0!JY^  
    } EGDE4n5>I  
X@Bpjg  
    template < typename T1, typename T2 > RP X`2zr  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o"FX+ 17  
      { v\k,,sI  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); }ri*e2y)  
    } 2at?9{b  
} ; /j)VES  
{x4[Bx1  
FezW/+D  
同样还可以申明一个binary_op otIJ[Mvyq  
?.A|Fy^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > pkU e|V  
class binary_op : public Rettype u7C{>  
  { 2%qn !+.  
    Left l; Wu4Nq+  
Right r; 7 b. -&,  
public : 0C p}  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} oU@ljSD  
_%2Umy|  
template < typename T > 0oJ^a^|  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 7qUtsDK  
      { ,%'0e /  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); yUSB{DLpla  
    } u`'z~N4}  
cMWO_$  
    template < typename T1, typename T2 > qQcC[50  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const &+j^{a  
      { Ntn md  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4QN;o%,  
    }  b:QFD|  
} ; %1@<),  
HV9SdJOf  
SN{*:\>,  
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 5An0D V5  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 N Sh.g #  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) B R:  
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。 \zI&n &T  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! DqMK[N,0  
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。。。 Tb= {g;0 @  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 M96( Rg  
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) WDGGT .hG  
下面是修改过的unary_op ;F""}wzn  
D;I`k L  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > yUW&Wgc=:  
class unary_op 9f^PR|F  
  { Inc:t_  
Left l; &a=e=nR5  
  k2uiu  
public : U+"=  
`zp2;]W  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} MH.,s@  
bX H^Bm  
template < typename T > 0#[f2X62B  
  struct result_1 VDKS_n  
  { kxW>Da<6  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; oe |e+  
} ; iHn!KV  
i"]8Zw_D  
template < typename T1, typename T2 > K~8tN ,~&  
  struct result_2 >NRz*h#  
  { /plUzy2Yu  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; iL_F*iK5  
} ; 8}{o2r@  
d `kM0C  
template < typename T1, typename T2 > HD)HCDTX  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ~J-|,ZMd  
  { 5; PXF  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); $XQxWH|  
} | NU0tct^  
qysa!B  
template < typename T > 3Y{)(%I  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b3b~T]]  
  { 8q [c  
  return OpClass::execute(lt(t)); egvy#2b@  
} &@HNz6KO  
ix9HSa{d  
} ; <i'u96  
) , ]2`w&k  
H@MFj>~  
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 ~'2r&?=\  
好啦,现在才真正完美了。 bk wa{V  
现在在picker里面就可以这么添加了: .W :  
LBkcs4+  
template < typename Right > q Iy^N:C2'  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const A3$aMCwKd  
  { 8F^,8kIR  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); RF5q5<0  
} |R;l5ZKvV  
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。 ^ Y7/Ow  
F[kW:-ne@Z  
zZ9<4"CIk  
9*|3E"Vr  
%md^S |  
十. bind V 7l{hEo3?  
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。 }11`98>B6:  
先来分析一下一段例子 %i&/$0.8  
^+as\  
tw/#ENo  
int foo( int x, int y) { return x - y;} 6%.  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 x$n~f:1Y  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 7<:Wq=e!r  
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。 3_MS'&M  
我们来写个简单的。 V[Rrst0yo  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: `(,*IK a  
对于函数对象类的版本: {@V3?pG?p  
}xb_s  
template < typename Func > z,bX.*.-  
struct functor_trait g. ?*F#2  
  { TH>?Gi) "  
typedef typename Func::result_type result_type; o8'Mks  
} ; hDljY!P>p  
对于无参数函数的版本: 9$+^"ilk  
aZj J]~bO  
template < typename Ret > }r}RRd  
struct functor_trait < Ret ( * )() > *`ZB+ \*  
  { {OO*iZ.O  
typedef Ret result_type; OK-sT7But  
} ; E69:bQ94u  
对于单参数函数的版本: PZuq'^p  
(/U)> %n  
template < typename Ret, typename V1 > Jq$_=X&  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > c6,s+^^  
  { l Io9,Ke  
typedef Ret result_type; A<SOT>m]  
} ; d1V^2Hb?  
对于双参数函数的版本: {}_Nep/;  
oWp}O?  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ZU|6jI}  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > dP$8JI{  
  { )'[x)q  
typedef Ret result_type; ]<kupaRQ  
} ; S jVsF1d_  
等等。。。 "x(>Sj\%I  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy O3kg  
~h)@e\Kc  
template < typename Func > 6?V<BgCC  
struct func_return P +dA~2k  
  { Y=vVxVI\  
template < typename T > B;Xoa,  
  struct result_1 I tI0x  
  { +@emX$cFV  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; v2hZq-q  
} ; *jM_wwG  
\3Dk5cSDk+  
template < typename T1, typename T2 > <<=e9Lh  
  struct result_2  8]q  
  { CmEpir{}(  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ,3Wb4so  
} ; L*g. 6+2  
} ; 5Vp;dc  
JEWL)  
T'ED$}N>~  
最后一个单参数binder就很容易写出来了  0xJ7M.  
/?KtXV>]  
template < typename Func, typename aPicker > ;V_.[aX  
class binder_1 B_{HkQ.PW  
  { }p~OCW!  
Func fn; aUH\Ee^M:R  
aPicker pk; YD&|1h  
public : F9(._ow[  
GX4QaT%  
template < typename T > Z_H?WGO  
  struct result_1 @#RuSc  
  { NO-k-  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 10wvfRhng  
} ; q7X}MAW  
r&}(9Cq&"y  
template < typename T1, typename T2 > D.'h?^kA  
  struct result_2 B*\$ /bk,  
  { E {tx/$f  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; IY=/` g  
} ; AXwaVLEBQ  
*YWk1Cwjo  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 00ofHZ  
Btj#EoSI_  
template < typename T > *7ZGq(O  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const )Im3'0l>  
  { 9\HR60V  
  return fn(pk(t)); ^ eQFg>  
} $ +;+:K  
template < typename T1, typename T2 > /;?M?o"H  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xka<I3UD5  
  { kv6Cp0uFg  
  return fn(pk(t1, t2)); >F1G!#$0  
} ~h-C&G ,v  
} ; Nln`fE/Ht  
5W/{h q8}}  
-LtK8wl^  
一目了然不是么? "~F3*lk#E  
最后实现bind <5S@ORN  
k<a;[_S  
.evbE O5  
template < typename Func, typename aPicker > |EKu2We*  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) RK[D_SmS  
  { F^QQ0h]2  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); {~SaRB2<'  
} E<>*(x/\e  
A{# Nwd>  
2个以上参数的bind可以同理实现。 "(v%1tGk  
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~;;l!({i  
H~noJIw#  
十一. phoenix ^$v3eKA  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: &(EHq  
j[I`\"  
for_each(v.begin(), v.end(), b_TS<,  
( 98R KCc9h  
do_ ~@T<gA9V  
[ c.A Yx I"  
  cout << _1 <<   " , " ~vHk&r]|  
] F.tfgW(A@  
.while_( -- _1), mpgO s  
cout << var( " \n " ) w~z[wmOkp  
) #2RiLht  
); /kgeV4]zR  
hfqqQ!,l!  
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:  ~*M$O&  
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 r> k-KdS  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 qFco3  
那么我们就照着这个思路来实现吧: hn.bau[  
$Az^Y0[D  
'fx UV<K&  
template < typename Cond, typename Actor > 9i5tVOhE  
class do_while K_~h*Yc  
  { <[Q3rJ  
Cond cd; *)<B0SjT  
Actor act; <F;v`h|+S  
public : OoBCY-gj*  
template < typename T > ?-MP_9!JK  
  struct result_1 *4S-z&,.c  
  { qnM|w~G  
  typedef int result_type; :`\) P,  
} ; J NVr  
lhH`dG D  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} ]0c+/ \b&  
|F[=b'?  
template < typename T > \(~wZd  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !ErH~<f%K  
  { 6KHN&P  
  do hB9Ee@  
    { .pPm~2]z  
  act(t); R!(ZMRMn  
  } >(r{7Qg  
  while (cd(t)); sa1h%<   
  return   0 ; {D`'0Z1"  
} ~j>D=!  
} ; 0v)bA}k  
%zBCq"y  
 Es5f*P0  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). m/B6[  
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。 0Yl4eB-  
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。 K4Sk+ v  
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。 yNg9X(U  
下面就是产生这个functor的类: G(iJi  
31WC=ur5  
Vw tZLP36  
template < typename Actor > 6E ~g#(8  
class do_while_actor 2S"Nf8>zp  
  { D&G"BZx|  
Actor act; 2)X4y"l  
public : vI1i, x#i  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 7F^#o-@=J  
fu[K".  
template < typename Cond > 5cJ !"  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; WWKvh  
} ; ^n1%OzGK#  
0 B@n{PvR0  
NVKC'==0  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 }t9.N`xu  
最后,是那个do_ k o;>#::  
=U8Ek;Drp  
);V2?G`/  
class do_while_invoker m: n` g1  
  { fq )vK  
public : ;-P)m  
template < typename Actor > ,`D~py,  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const dU)]:>Uz  
  { a"N4~?US  
  return do_while_actor < Actor > (act); Y;4!i?el  
} ldha|s.*  
} do_; Tm}rH]F&  
mw$r$C{  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? aNcd` $0  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 S$TmZk=  
最后来说说怎么处理break和continue fyTAou6hI  
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。 , DdB^Ig<r  
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