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
  • 7863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 rDNz<{evj  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 $Iuf(J-5[  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, PCl@Ff  
&V;^xMO!  
P.bBu  
(;1FhIi&  
  class filler #BQ7rF7CNE  
  { R/)cEvB-0  
public : t#s?:  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} LM:|Kydp3  
} ; /]=d Pb%  
@WIcH:_w-  
qx0RCP /s  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: 2UYtFWB9o  
>t2E034_  
9W$d'IA  
ZKKz?reM'  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 8y;W+I(71  
%GUu{n<6  
` aTkIo:ms  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 ZM oV!lu  
:O:Rfmr~  
K5U=%z  
&Mz3CC6  
二. 战前分析 XGE:ZVpW  
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。 B9`^JYT<  
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 T:+%3+;a  
ne nYP0  
@-dM'R6C  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Ui6f>0?  
  /* --------------------------------------------- */ d#:&Uw  
vector < int *> vp( 10 ); h4C DZ  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); n`";ctQT  
/* --------------------------------------------- */ :5X1Tr= A  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ?qr-t+  
/* --------------------------------------------- */ l,}{Y4\G  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 82F q}N <  
  /* --------------------------------------------- */ %=x|.e@J  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 910Ym!\{:  
/* --------------------------------------------- */ 8[LwG&  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); sGIY\%  
5Cxh >,k  
?29zcuRaru  
}IvJIr  
看了之后,我们可以思考一些问题: xz#;F ,`ZR  
1._1, _2是什么? zAEq)9Y"l'  
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。 !xoN%5 !  
2._1 = 1是在做什么? q;3,}emg  
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。 {GDMix  
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。 PbOLN$hP  
g|*2O}<  
Pxu!,Mi[d  
三. 动工 FUzIuz 6  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: \&\_[y8U  
}OO(uC2  
d;&'uiS  
DX.u"&Mm  
template < typename T > dq%N,1.F  
class assignment hGi"=Oud2  
  {  mfOr+   
T value; Q&:% U  
public : TkhbnO g6  
assignment( const T & v) : value(v) {} 9 O| "Ws>{  
template < typename T2 > 4s/4z@3a  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } )t={+^Xe  
} ; V x1C4  
FH}n]T  
uyP)5,  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 7k{Oae\$  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment j>~^jz:  
>XP]NY}Po[  
a$Eqe_  
X5U.8qI3  
  class holder p,}-8#K[  
  { /b,M492  
public : 9)l-5o: D  
template < typename T > ?cr;u~-=  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const 9,Zg'4",d  
  { !q~s-~d^  
  return assignment < T > (t); `Bx3grZ 7&  
} 2D`@$)KL  
} ; e/lfT?J\  
s$6zA j!  
3 D,PbAd  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: |$Dt6{h  
q a#Fa)g*  
  static holder _1; XyJ*>;q  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 G_zJuE$V  
kCxmC<34  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); /A\'_a|  
而不用手动写一个函数对象。 5%(J+d  
vn3<LQ]  
x*}j$n(Oa  
.g DWv  
四. 问题分析 UTKS<.q  
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。 aq~hl7MTj  
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。 NUiZ!&  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 xksQMS2#  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ('Wo#3b$  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 _1hc^j  
,kuJWaUC@  
五. 问题1:一致性 [&t3xC,  
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?| CCfuz&  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 "o#"u[W ,  
pl Ii  
struct holder <<@\K,=  
  { 5tHv'@  
  // pSkP8'  ?  
  template < typename T > \c/jp5=}  
T &   operator ()( const T & r) const W=}l=o!G.  
  { [Ua4{3#  
  return (T & )r; " jn@S-  
} |;'V":yDs  
} ; n|lXBCY7K  
ur={+0 y  
这样的话assignment也必须相应改动: 6:>4}WOP  
6[wej$ u  
template < typename Left, typename Right > *ntq;]  
class assignment bB3Mpaw@  
  { WRZi^B8 @  
Left l; suj? e6  
Right r; '@2pOq  
public : gg'lb{oG  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Sd' uXX@  
template < typename T2 > #tN)OZA  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } OgyETSN8C  
} ; f3lFpS  
+N"A5U  
同时,holder的operator=也需要改动: ':!w%& \  
Namw[Tg J  
template < typename T > bM_Y(TgJ  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const X/lLM`  
  { sI/Hcm  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); oc?,8I[P5  
} ]p(+m_F  
5g&.P\c{  
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。 *PMvA1eN=#  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 Vi23pDZ5  
jU)r~QhN  
return l(rhs) = r; `"H!=`  
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。 hdW",Bf'  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: 2al%J%  
Bt[`p\p@  
template < typename Tp > {#: js  
class constant_t wg^#S  
  { Q7&Yy25   
  const Tp t;  "@Bc eD  
public : +Q If7=  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} cn v4!c0  
template < typename T > cE/7B'cR  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const b(_PCVC  
  { %h g=@7,|  
  return t; = PcmJG]  
} a)MjX<y  
} ; t]P[>{y  
?Vb=W)Es  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 '$ ~.x|  
下面就可以修改holder的operator=了 'j !!h4  
gTY\B.  
template < typename T > N $M#3Y;  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const &Sj<X`^  
  { 8*6vX!Z|  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); R s_@L}U..  
} lzBy;i  
3Ku!;uo!u  
同时也要修改assignment的operator() G`ZpFg0Y  
+[UFf3(ON  
template < typename T2 > HD IB GG~  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } s!~M,zsQN  
现在代码看起来就很一致了。 l\- 1W2  
e,={!P"f  
六. 问题2:链式操作 Lt8chNi [  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 S]KcAz(fX  
其实问题1已经为我们处理掉了大量的问题。如果_1,functor,常量彼此之间不统一为functor,那么链式操作的时候就要时刻小心一个对象是_1还是functor还是常量,会大大增加编码的难度。 4-eb&  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 `~WxMY0M  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 v!E0/ gD  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 9qIUBHe  
Mlb=,l  
template < typename T > &0K; Vr~D  
struct result_1 D'YF [l  
  { K$\az%NE  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; =$}P'[V  
} ; )-Zpr1kD  
nZfTK>)A0  
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: #^gn,^QQ  
95_ ?F7}9  
template < typename T > 1.o-2:]E  
struct   ref 4))u*c/,  
  { #E2`KGCzW  
typedef T & reference; _{8f^@I"+  
} ; $|C%G6!s?@  
template < typename T > ]cc4+}L~  
struct   ref < T &> q#pBlJ.LK  
  { I}p uN!  
typedef T & reference; {0lY\#qcE  
} ; n4 KiC!*i0  
 $hPAp}  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )?%FU?2jrn  
oIt.Pc~;'#  
template < typename T > 9;&2LT7z  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const o$\ {&:y  
  { X8ev uN  
  return l(t) = r(t);  / >Wh  
} MfJk`-%~  
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。 J{@gp,&e  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 ^v}Z5,aN  
ZF51|b  
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 &s"&rFFO[  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: NO +j    
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 0Q;T <% U  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 @@*->  
最后的布局是: [])M2_  
                Add :)c >5  
              /   \ -vGyEd7  
            Divide   5 [NFg9y;{h  
            /   \ H'<9;bD -  
          _1     3 3LG}x/l  
似乎一切都解决了?不。 hAOXOj1  
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。 [{Fr{La`D'  
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。 dY~3 YD[  
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: V{HZ/p_Y  
~1S7\e7{  
template < typename Right > LOX[h$  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const ynw^nmM  
Right & rt) const CHdw>/5  
  { Q~,E K  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); zf$OC}|\w  
} !#rZ eDmw  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 ve1jLjsB  
XXX指的是原来的functor的类型,picker_maker<T>是一个类型变换的trait,如果T是一个常量,那么他会返回constant_t<T>,否则返回T本身。 H$Q$3Q!`  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 J6hWcA6 g  
最后,如何把这些函数塞到各个functor的声明里边呢?当然可以用宏,但是。。。大家都知道这样不好。 L -b~#  
除了宏之外还可以用的方式就是继承。我们可以写一个类叫做picker,该类实现了所有的如上的产生函数。然后让所有的functor继承自它。 9$~D4T  
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? RL~\/#  
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: g"2@E  
q .tVNKy%  
template < class Action > .W,< ]L '  
class picker : public Action L0UAS'hf  
  { 3 cT  
public : R{#-IH="  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ;1NZY.pyc  
  // all the operator overloaded }C/}8<  
} ; #E^%h  
D@[$?^H  
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。 >7vSN<w~m  
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: bLCrh(<  
T(a* d7  
template < typename Right > +P~zn=  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const k,X)PQc  
  { 2YuaPq/  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt);  O5_[T43  
} 6du"^g  
`gfK#0x#  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > xtpD/,2  
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。 ~ZG>n{Q   
hYi-F.Qtq  
template < typename T >   struct picker_maker 8}xU]N#EV  
  { P M9HfQU?  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 3`^ ]#Dh  
} ; [DGq{(O  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > T1n GBl\(  
  { Qyt6+xL  
typedef picker < T > result; ~`*:E'/5k]  
} ; 3i >$g3G  
/Klwh1E  
下面总的结构就有了: #kLM=a/_NO  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 YX^{lD1Jj  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 oWs&W  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 &_q;X;}  
至此链式操作完美实现。 !Z%QD\knY  
Rv.W~FE^  
MAJvjgd ..  
七. 问题3 '? yZ,t  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ;1(OC-2>d  
? 1Z\=s  
template < typename T1, typename T2 > [C771~BL>  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ,LcMNPr  
  { r)+dK }xl  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); -7=pb#y  
} w\$b(HC  
8P5xRUkV  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: ?ZTB u[  
B-@f.NO/s  
template < typename T1, typename T2 > tG%R_$*  
struct result_2 [POy" O  
  { @ o;m!CYB  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Wz=ZhE9g  
} ; Yd/qcC(&  
}f6.eqBX4  
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? xl# j_d,  
这个差事就留给了holder自己。 ) }?dYk  
    >!bYuVHA  
Ir0er~f+z  
template < int Order > /f0_mi,bD  
class holder; *qz]vUb/0  
template <> ~PoGuj2wA  
class holder < 1 > (\WePOy&  
  { d%]7:  
public : }jIb ^|#CD  
template < typename T > ZO}V}3  
  struct result_1 \[,7#  
  { 7[u&%  
  typedef T & result; (TnYUyFP`  
} ; (AwbZn*  
template < typename T1, typename T2 > *YtITyDS3>  
  struct result_2 L G=Q  
  { Aq";z.gi+  
  typedef T1 & result; fF *a/\h %  
} ; 4Pz9&^K  
template < typename T > #p_ ~L4iW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const E"w7/k#3}C  
  { 8eLNKgc  
  return (T & )r; ]?<uf40Mm  
} zA+ ^4/M  
template < typename T1, typename T2 > %/sf#8^m  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const V}aXS;(r%  
  { E~N}m7kTl/  
  return (T1 & )r1; -MOf[f^  
} yq&]>ox  
} ; +VU,U`W  
-><?q t  
template <> RrRCT.+E  
class holder < 2 > !{ )H  
  { u}ab[$Q5  
public : gbSZ- ej  
template < typename T > 4~1_%wb  
  struct result_1 g4-HUc zk  
  { UQhfR}(  
  typedef T & result; U` bvv'38#  
} ; 'zpj_QM  
template < typename T1, typename T2 > ?(R6}ab>K7  
  struct result_2 ^WUF3Q**OU  
  { "lUw{3  
  typedef T2 & result; K_}vmB\2l  
} ; ~j8x"  
template < typename T > FC)aR[  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const .@xwl}o$OL  
  { &z,w0FOre  
  return (T & )r; $TR[SMj  
} r,0> 40^  
template < typename T1, typename T2 > `cf&4Hn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const *S<>_R 8  
  { am@\$Sa4  
  return (T2 & )r2; sLB{R#Pt  
} )vo PH)!  
} ; +mH Kk  
LQR9S/?Ld  
-3bl !9h^  
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> >。 *6=[Hmygi  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 7gPkg63  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ]D<r5P%  
s8 3_Bd  
return l(i, j) = r(i, j); _H%ylAt1j  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) rTK/WZs8  
fr:RiOPn  
  return ( int & )i; ( R Ttz  
  return ( int & )j; ^oPf>\),C  
最后执行i = j; <A!v'Y  
可见,参数被正确的选择了。 PcJ,Y\"[  
iPI6 _h  
]<{BDXIGIE  
I~#'76L[  
\{abyi;  
八. 中期总结 7GE.>h5  
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: ~ ]o .Mv a  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Qt!l-/flh  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Ugrcy7  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 8 =J6{{E  
?%;)> :3N  
orEwP/L:  
#;2Ju'e#z  
`2Ff2D ^ ?  
R.+Q K6B&  
九. 简化 @cSz!E}  
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。 WG(tt.  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 @S<=Okrlj  
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: Hz*!c#  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 64`V+Hd  
  +-*/&|^等 8?P@<Do%  
2. 返回引用。 iK'bV<V&7  
  =,各种复合赋值等 k`kmmb>  
3. 返回固定类型。 -F@Rpfrj_#  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) (g4.bbEm  
4. 原样返回。 1JJQ(b  
  operator, )7O4j}B){  
5. 返回解引用的类型。 lhJT&  
  operator*(单目) gb8nST$r  
6. 返回地址。 !:a pu!  
  operator&(单目) rp.JYz,  
7. 下表访问返回类型。 4vGkgH<,  
  operator[] ImyB4welo  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 H2|&  
  operator<<和operator>> e{c%o;m(  
<~vamim#K  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 }(O 7tC  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: }4  5|  
vgo-[^FiP$  
template < typename Left > 7*~ rhQ  
struct value_return >mi%L3Pk  
  { pZ%/;sxYa  
template < typename T > ,/ly|Dv  
  struct result_1 ld$LG6[PA  
  { F=$2Gz 'RT  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; D />REC^  
} ; j*rra  
v-2.OS<o  
template < typename T1, typename T2 > 2< w/GX.  
  struct result_2 )pW(Cp  
  { 8'@pX<  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; B&+V%~/  
} ; CKmoC0.  
} ; [ % KBc}  
rwv_ RN  
Q!z g=_z-  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait H&6lQ30/)  
:|EM1-lwf  
下面我们来剥离functor中的operator()  9 k)?-  
首先operator里面的代码全是下面的形式: '9H7I! L@  
HhH[pE  
return l(t) op r(t) $._p !,<  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) 3)Wi? -  
return op l(t) b6'%nR*f  
return op l(t1, t2) 9<W0'6%{/  
return l(t) op (|Y[5O)  
return l(t1, t2) op 'd D d9  
return l(t)[r(t)] mrS:|| ,_  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] v1 d]  
%19TJn%J$  
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: .ss/E  
单目: return f(l(t), r(t)); [mYmrLs6  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); /NNe/7'l  
双目: return f(l(t)); dUk^DI,:l  
return f(l(t1, t2)); A?06fo,  
下面就是f的实现,以operator/为例 lGwX.cA!'  
Ps4spy0Fp  
struct meta_divide 5#!pwjt~7  
  { 2v0lWO~c7z  
template < typename T1, typename T2 > ^ D/:[  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) Ie`kzssM  
  { Y4YA1F  
  return t1 / t2; L0/0<d(K  
} sF :3|Yy0  
} ; ff**)Xdh  
Q|rrbxb  
这个工作可以让宏来做: EGf9pcUEO&  
%u-l6<w# R  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ 79AOvh  
template < typename T1, typename T2 > \ hR Y *WL  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; S^HuQe!#  
以后可以直接用 {e/Qs|a R  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) 9He>F7J:p'  
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 yk5-@qo  
(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。。。) B9`nV.a  
V/j+Z1ZW  
Fyrr,#  
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 }Y~o =3-  
;]3Tuq  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > US 9cuah1/  
class unary_op : public Rettype 44B)=p7  
  { |d?0ZA:z  
    Left l; Dtl381F J  
public : /v 7U~i5  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} h`F8GNx(  
P^#<h"Ht  
template < typename T > `So*\#\T  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const v?F~fRH  
      { 3N|,c]|  
      return FuncType::execute(l(t));  }bz v&k  
    } W]{mEB  
rIR~YMv!  
    template < typename T1, typename T2 > /KFCq|;7s,  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const % zHsh  
      { ^P >; %  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); :jKD M  
    } UaA6  
} ; SsiAyQ|Ma  
wyeiz7  
vG`R.  
同样还可以申明一个binary_op |f;u5r!^=  
C vfm ,BL  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > v@TP_Ka  
class binary_op : public Rettype Ufd{.o[{-  
  { Eqj&SA  
    Left l; (Vnv"= (  
Right r; ?NoG.  
public : Ytop=ZIl'  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} @U08v_,  
A q;]al  
template < typename T > }a6tG  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gTcLS|& H  
      { $e1==@ R  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); {{w5F2b((%  
    } cl:h 'aG  
fw Ooi 'jb  
    template < typename T1, typename T2 > YYwFjA@  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^=Q/ H  
      { PRcW}"m]Qg  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); E Mq P  
    } {Hg.ctam  
} ; .6z8fjttOC  
Q]wM WV  
UPQ?vh2F2  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 |Am +f.  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 da<B6!  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ]  }XsP  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 8i"v7}  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! tGv5pe*r  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 ,xmmS\  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 b8Gu<Q1k  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) },<(VhP  
下面是修改过的unary_op 1P i_V  
^ z!g3  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > }n/6.%  
class unary_op ehe hTP  
  { &p|+K XIf  
Left l; W !TnS/O_1  
  h$ ]=z\=  
public : t&m 8 V$Q  
g{0a]'ph  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} Itaq4^CE  
!7)` g i  
template < typename T > jD]Ci#|W  
  struct result_1 2Iv&XxSo  
  { W%Jw\ z=  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; REqQJ7a/  
} ; 0m8mHJ<&  
"&!7wH ,A  
template < typename T1, typename T2 > 'YKyY:eZ  
  struct result_2 \M$e#^g  
  { *nZe|)m  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; l;F\s&^  
} ; ~@Yiwp\"  
F_C7S  
template < typename T1, typename T2 > \.!+'2!m  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const aYy+iP'$  
  { yE+Wb[H[  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); NA@<v{z  
}  S(* u_  
K9z 1'k QH  
template < typename T > R9 +0ZoS  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _-MILkx\  
  { R*S9[fqC[  
  return OpClass::execute(lt(t)); 4\?z^^  
} hD)'bd  
{S l#z }@s  
} ; MZ$x(Vcj  
+)J;4B  
&7-ENg9 [  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug dUvgFOy|P  
好啦,现在才真正完美了。 3rdrNc  
现在在picker里面就可以这么添加了: ^$>Q6.x?*)  
MP LgE.n  
template < typename Right > ;*J_V/&?  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const }Mv$Up  
  { s:O8dL /  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); 5u5-:#sLy  
} i #pBzJ  
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。 ,`Yx(4!rR  
)I{~Pcq  
]cmq  
:abpht  
7M.TLV!f]  
十. bind r*F^8_YMK  
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。 /s~(? =qYH  
先来分析一下一段例子 [@_IUvf^.  
|XrGf2P9u  
)i^+=TZq  
int foo( int x, int y) { return x - y;} {9c_T!c  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 r9 5hW  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 [Dq@(Q 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。 lWyg_YO@  
我们来写个简单的。 QAxR'.d  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: xo GX&^=  
对于函数对象类的版本: Y2!P!u+Q  
yDORL| E'  
template < typename Func > 1m{c8Z.h/d  
struct functor_trait EYy|JT]B  
  { FgnS+c3W(  
typedef typename Func::result_type result_type; IW>\\&pJ  
} ; j e;^i,&  
对于无参数函数的版本: } Q1m  
Ly_.% f  
template < typename Ret > cT.8&EEW  
struct functor_trait < Ret ( * )() > zI& ).  
  { df R?O#JPU  
typedef Ret result_type; ?l?_8y/ww  
} ; H1or,>GoO  
对于单参数函数的版本: IKFNu9*"h  
gk^`-`P  
template < typename Ret, typename V1 > *7`amF-  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > +01bjM6F_1  
  { 2tMa4L%@C  
typedef Ret result_type; }nt,DG!r  
} ; k%K\~U8"  
对于双参数函数的版本: Fu*Qci1Z  
N 6t`45  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ,AuejMd  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) >  B@K =^77  
  { +*=?0\  
typedef Ret result_type; Sd?+j;/"  
} ; r34 GO1d  
等等。。。 @sG5Do  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy  $1.l|  
<;q)V%IUz  
template < typename Func > r.10b]b  
struct func_return wpepi8w,  
  { &?0hj@kd~  
template < typename T > Q^ |aix~ K  
  struct result_1 x-Fl|kwX.5  
  { jx-8%dxtZ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; v>' mW  
} ; - * _"ZgE  
e*/ya8p?  
template < typename T1, typename T2 > {3kI~s  
  struct result_2 n,o;:c  
  { #M=d)}[  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ^#,cWG}z  
} ; h@D</2>  
} ; w*qmC<D$A  
}c;h:CE#  
D OGg=`XK1  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 v}^ f8nVR  
jY8u1z  
template < typename Func, typename aPicker > K0\Wty0  
class binder_1 ko<VB#pOMr  
  { *l\vqgv.Z  
Func fn; ?Ulc`-d  
aPicker pk; ^bckl tSo  
public : ey3;rY1  
lL6qK&;  
template < typename T > ;WpPdR2  
  struct result_1 Mb[4G>-v=  
  { D[iIj_CKQ  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; js8GK  
} ; dL!K''24{  
Or[uq,Dm16  
template < typename T1, typename T2 > n\D3EP<s  
  struct result_2 z0m[25FQG  
  { 9,;+B8-A  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4!r> ^a  
} ; NurbioFL  
$/uNV1 ]o  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} qnZ`]?  
@5-+>\Hd^t  
template < typename T > R(sa.Q\D4  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const .5m^)hi  
  { .cX,"2;n  
  return fn(pk(t)); I NE,/a=  
} oNV(C'A  
template < typename T1, typename T2 > (B zf~#]~  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const SY}iU@xo  
  { _\Cd.  
  return fn(pk(t1, t2)); H\3CvFm  
} >gr6H1  
} ; +G_6Ek4  
ZtEHP`Iin  
MQ>vHapr  
一目了然不是么? G<-)Kx  
最后实现bind uBks#Y*3$  
*0R=(Gy  
/d >fp  
template < typename Func, typename aPicker > {-S0m=  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) \Rp)n=|  
  { kx1-.~)p(z  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); 7@DinA!  
} i*Y/q-N|  
.@APxeU  
2个以上参数的bind可以同理实现。 2+GF:[$  
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。 hP,1;`[1  
n37( sKG  
十一. phoenix -lMC{~h\(S  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: y::;e#.  
7B% @f9g  
for_each(v.begin(), v.end(), uB,B%XHj  
( B>Nxc@=D  
do_ \lR~!6:  
[ )hQNIt3o_  
  cout << _1 <<   " , " &r<<4J(t  
] 1}8e@`G0.]  
.while_( -- _1), jd2Fh):q  
cout << var( " \n " ) 8d)F#  
) ~*B1}#;  
); lGLZIp  
\0WMb  
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: $LRFG(  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor Gs?W7}<$  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 _-8,}F}W#s  
那么我们就照着这个思路来实现吧: V7[qf "  
F'j:\F6C;  
m'qMcCE  
template < typename Cond, typename Actor > DR0W)K ^  
class do_while WejY b;KS  
  { +&?VA!}.  
Cond cd; 2%8N<GW.F  
Actor act; wqGZkFg1  
public : R9CAw>s  
template < typename T > 5e2m EQU>  
  struct result_1 E?XA/z !  
  { +u=xBhZ  
  typedef int result_type; 56bB~ =c  
} ; MJg^ QVM  
95!xTf  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} &erNVD5o  
THu a?,oyW  
template < typename T > k2@IJ~  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _>`0!mG  
  { 0Hz3nd?v  
  do ifgaBXT55  
    { sJ?kp^!g  
  act(t); %eah=e  
  } e.jgV=dT-  
  while (cd(t)); #* Hhe>  
  return   0 ; TRq~n7Y7C  
} ^Ue.9#9T&g  
} ; uVO9r-O8p  
X! ]~]%K$y  
v[|iuOU  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). eQLa.0  
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。 =['ijD4TW  
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。 ZV U9t  
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。 } F.1j!71L  
下面就是产生这个functor的类: ZRHTvxf  
Yx%%+c?.   
Ya. $x~  
template < typename Actor > _NkN3f5 1L  
class do_while_actor :U*[s$  
  { |}}]&:w2  
Actor act; %qQ(@TG  
public : g\.N>P@Bu  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} f LW>-O73  
4(&'V+o  
template < typename Cond > lV 9q;!/1  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; S'O0'5U@  
} ; |l|]Tw  
/LD*8 a  
FX^E |  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 'SieZIm)  
最后,是那个do_ L$xRn/\  
hJ<2bgQo  
_e 3'f:  
class do_while_invoker VJ"3G;;  
  { t5k&xV=~ #  
public : 8if"U xV(  
template < typename Actor > > 95Cs`>d  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const p(G?  
  { wl%1B64  
  return do_while_actor < Actor > (act); |$t0cd  
} Cg Sdyg@  
} do_; w(j9[  
~c^-DAgB  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 6&Dvp1`m  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ]G B},  
最后来说说怎么处理break和continue r2th6hl~  
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。 3$8}%?i  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录 或 注册
如果您提交过一次失败了,可以用”恢复数据”来恢复帖子内容
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八