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
  • 4261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 <$:Hf@tpMo  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。  ~T'!.^/  
在C++中,STL的很多算法都要求使用者提供一个函数对象。例如for_each函数,会要求用户提供一个表明“行为”的函数对象。以vector<bool>为例,如果想使用for_each对其中的各元素全部赋值为true,一般需要这么一个函数对象, y%wjQC 0~  
&_Vd  
Z1&<-T_  
pOmHxFOOK  
  class filler =Zt7}V  
  { HOY@<'  
public : fxcCz 5  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} "QV?C  
} ; ZD`9Ez)5  
(Y[q2b  
DO5H(a  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: dyyGt }}5f  
k~|5TO  
yE3l%<;q  
av; ~e<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); @`D`u16]i  
7hq$vI%0  
N H$!<ffz  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 5@3hb]J  
{*lRI  
k2@|fe  
!^h{7NmP[  
二. 战前分析 l`V^d   
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 &>KZ4%&?  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 0Xe?{!@a  
o;^k"bo6   
wq6.:8Or-]  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [<!4 a  
  /* --------------------------------------------- */ IMF9eS{L  
vector < int *> vp( 10 ); 'xn3g;5  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); Q"Ur*/-U  
/* --------------------------------------------- */ s6F^z\6  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); % a9C]?  
/* --------------------------------------------- */ ymr#OP$<S  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  Xb'UsQ  
  /* --------------------------------------------- */ 0;6 ^fiSY;  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); uY"Bgz:=d  
/* --------------------------------------------- */ aEJds}eE6)  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); >ow5aOlQ&  
K3xs=q]:@  
7G 3*@cl  
y wf@G; fK  
看了之后,我们可以思考一些问题: rO;Vr},3\%  
1._1, _2是什么? +j">Ju6Q;.  
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。 ~4t7Q  
2._1 = 1是在做什么? 08pG)_L  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 ?A\[EI^  
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。 O.+02C_*  
Obl,Qa:5  
B]C 9f  
三. 动工 YH .+(tNv  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: YYzl"<)c  
zo{WmV7[|  
z}sBx 9;  
8`4Z%;1  
template < typename T > 8<w8"B.i  
class assignment A@HCd&h  
  { ex}6(;7)O  
T value; ]|#%`p56  
public : fg8"fbG`:  
assignment( const T & v) : value(v) {} )K"7=TvY  
template < typename T2 > uz8Y)b  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } 1|8<!Hx#-  
} ; |mO4+:-~D+  
omEnIfQSO  
5kju{2`GF  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 d#OE) ,`  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment d_r1 }+ao  
^7zXi xp  
54geU?p0  
'*XX|\.  
  class holder g,,'Pdd7Pn  
  { {;0+N -U  
public : ? 016  
template < typename T > }.$5'VGO  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const s<;kTReA  
  { MNzWTn@  
  return assignment < T > (t); pndAXO:v  
} Z8yt8O  
} ; A@I( &Z  
yo=0Ov  
x+V@f~2F  
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: < `/22S"  
'A}@XGE:p  
  static holder _1; Sph:OX8  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 $^XCI%DH  
{G^f/%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); 3 %'Y):  
而不用手动写一个函数对象。 q4wS<, 3  
XzH"dDAVE  
LE1#pB3TG  
F]4JemSjK  
四. 问题分析 QT\=>,Fz _  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 o[ua$+67E  
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。 kbHfdA  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 JJ=%\j  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 )t#v55M  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 ja_.{Zv  
WU" Lu  
五. 问题1:一致性 ha -KfkPFE  
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?| `ywI+^b  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )rce%j7  
]g0h7q)79  
struct holder Munal=wL  
  { 3gcDc~~=  
  // 1q Jz;\wU  
  template < typename T > aGRD`ra  
T &   operator ()( const T & r) const 8qi6>}A  
  { =bwuLno>  
  return (T & )r; =OUms@xcE  
} n(}zq  
} ; NUvHY:  
*Mg. * N  
这样的话assignment也必须相应改动: *=p[;V  
(X?'}Ur  
template < typename Left, typename Right > >Y\$9W=t  
class assignment 1m5 =Nu  
  { |'R^\M Q  
Left l; R | &+g\{;  
Right r; zx7g5;J  
public : #XaTUT  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} (Q/Kp*a  
template < typename T2 > $0OWPC1  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } mTsl"A>  
} ; X-$\DXRIo  
M ~uX!bDH  
同时,holder的operator=也需要改动: 6L)]nE0^  
jwe^(U  
template < typename T > P t)Ni  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 8>KBh)q  
  { "yo~;[  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 3r[}'ba\  
} H}[kit*9  
R;{y]1u  
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。 r-,P  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 |~Op|gs  
j18qY4Gw)  
return l(rhs) = r; \`!M5FJ  
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。 >n^| eAH  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ~ }g"Fe  
hA0g'X2eC  
template < typename Tp > g+xA0qW  
class constant_t 06dk K )`  
  { > kLUQ%zE@  
  const Tp t; -S7y1 )7  
public : NdlJdq  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 9PM\D@A{  
template < typename T > :*`5|'G}  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const }z$_=v  
  { =(-oQ<@v  
  return t; @/w ($w"  
} f'2Ufd|J|  
} ; _W3>Km-A=/  
-ST[!W V  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ;Az9p h  
下面就可以修改holder的operator=了 j1yW{  
&QoV(%:]  
template < typename T > _^;;vR%   
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const \U0p?wdr:  
  { Pl>S1  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); t5qNfiKC  
} VEuT!^0Z  
6]/LrM,23  
同时也要修改assignment的operator() h dw~AGO#  
t.7KS:  
template < typename T2 > Tr} r` %  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } [ ; $(;  
现在代码看起来就很一致了。 _,U`Iq+X  
'rX!E,59  
六. 问题2:链式操作 "|\G[xLOaW  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 u$"dL=s!  
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。 C_RxJWka  
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。 **%/Ke[  
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。 k6p Xc<]8  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct 5c W2  
"i}?jf {a  
template < typename T > !5/jDvh  
struct result_1 Q|O! cEW/  
  { |Zn |?#F  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; 9qHbV 9,M  
} ; [KT'aGK$  
"8'aZ.P  
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: %s^2m"ca}=  
]4$t'wI.  
template < typename T > ?0{8fGM4  
struct   ref R43yr+p  
  { ^hpdre"  
typedef T & reference; aQzu[N  
} ; i"#36CVT~  
template < typename T > *gJ:irah  
struct   ref < T &> # -0}r  
  { \KGi54&Y  
typedef T & reference; sI@y)z  
} ; 3Pj 6(cf  
zJ*|tw4  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下:  u Z(vf  
nO'lN<L  
template < typename T > s Y^#I  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const f:=y)+@1My  
  { 6eUM[C.  
  return l(t) = r(t); (.:!_OB0N  
} ZW6ZO[`6  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 M_5$y )M  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 #`1@4,iC  
(4hCT*  
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 W!R}eLf@  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: ,<pk&54.@'  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 U X?EOrfJ  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 'T8(md299  
最后的布局是: D9cpw0{nc  
                Add H\zV/1~Y  
              /   \ .%.bIT  
            Divide   5 V*uoGWL]+  
            /   \ :U,n[.$5'  
          _1     3 )&Bf%1>  
似乎一切都解决了?不。 oi@/H\7j  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 j J}3WJ  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 rW.o_z03^  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: :{(` ;fJ  
+zU[rhMk'  
template < typename Right > th$?#4SbR  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const (iwZs:k-  
Right & rt) const baD`k?](  
  { O>5xFz'm  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); PD- <D~7  
} q&j4PR{  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 <vMdfw"(  
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。 6 J&_H(^  
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。 D8`dEB2|S  
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。 N^)\+*tf1  
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。 d)_fI*:f  
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? m0: IFE($  
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: QoGvjf3z  
oi@hZniP?  
template < class Action > !9B`  
class picker : public Action O}Ipg[h  
  { xnBU)#<]S  
public : dB{VY+!  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 7S +YQ$_  
  // all the operator overloaded tAI<[M@  
} ; )L)jvCw,e  
W^es"\  
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。 5uVSbo.  
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: zNZ"PYh<u  
j}uVT2ZE%  
template < typename Right > *J ]2"~_.  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Ju0W  
  { ?)8OC(B8q  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); yX-h|Cr"  
} NrHh(:  
H pZD^h?L  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > MJ=(rp=YU9  
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。 _iJ8*v 8A  
jD`p;#~8  
template < typename T >   struct picker_maker 9S .J%*F7  
  { ;tBc&LJ?  
typedef picker < constant_t < T >   > result; WOv m%sX  
} ; {^Y0kvnd  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 8P kw'.r  
  { $KmhG1*s  
typedef picker < T > result; #RJFJb/  
} ; sX8?U,u  
7U@;X~c  
下面总的结构就有了: i9QL}d  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 5Tl3k=o}  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 P?.j wI  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 3M?vK(zG>P  
至此链式操作完美实现。 c]u^0X?&  
LD.^.4{c:  
[m}58?0~x  
七. 问题3 y;.U-}e1  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 ,KfBG<3   
dbmty|d  
template < typename T1, typename T2 > M%\=Fb  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 12Lc$\3P  
  { @T }p.  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 8hKyp5(%l  
} 9XH}/FcP_O  
6 4fB$  
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: =;) M+"  
w 2o% {n\L  
template < typename T1, typename T2 > <0P7NC:Ci  
struct result_2 wDL dmrB  
  { xu]>TC1  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; j06Xz\c  
} ; B%.XWW$  
I^CKq?V?:  
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? K+`$*vS~ws  
这个差事就留给了holder自己。 XOdkfmc+s'  
    ~> xVhd  
=:4vRq [  
template < int Order > ^GyGh{@,f  
class holder; $bGe1\  
template <> kVH^(Pi  
class holder < 1 > KMhEU**  
  { YgeU>I|v  
public : JfrPK/Vn  
template < typename T > zv Dg1p  
  struct result_1 !9n!:"(r  
  { OYj4G ?c  
  typedef T & result; |%i|P)]  
} ; Ot^<:\< `G  
template < typename T1, typename T2 > NV[_XXTv7  
  struct result_2 l6AG!8H  
  { ^2|G0d@.:  
  typedef T1 & result; 0c pI2  
} ; k~ YZT 8  
template < typename T > k=7+JI"J  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "1-|ahW  
  { h=1cD\^|qw  
  return (T & )r; NIzxSGk|  
} 3RW3<n  
template < typename T1, typename T2 > 7[b]%i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const -UhSy>m  
  { AXQG  
  return (T1 & )r1; %+1;iuDL  
} _w'N&#  
} ; b6LwKUl  
B!z-O*fLE1  
template <> 0Xke26ga  
class holder < 2 > -t5DcEAb$  
  { jgkJF[t`  
public : WX2w7O'R  
template < typename T > W,g0n=2V  
  struct result_1 z.xOT;t  
  { Bl >)GX\l  
  typedef T & result; _F"o0K!u  
} ; :J'ibb1  
template < typename T1, typename T2 > >o#^)LN  
  struct result_2 o|FY-+  
  { _ i-(` 5  
  typedef T2 & result; 60A E~  
} ; S>'S4MJE`  
template < typename T > +dt b~M  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const fFBD5q(n  
  {  =Y0>b4  
  return (T & )r; W8/8V,  
} )Q!3p={S*  
template < typename T1, typename T2 > =N +Ou5D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const XQH wu  
  { %U4w@jp  
  return (T2 & )r2; d- wbZ)BR  
} N@z+h  
} ; T9N&Nh7 3  
Ao%;!(\I%  
`2j \(N,  
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> >。 nCj_4,O  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: ~MgU"P>  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: e/h2E dY  
?;//%c8,.  
return l(i, j) = r(i, j); TDMyZ!d  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) WC?}a^ 8  
'A|OVyH  
  return ( int & )i; H,? )6pZ  
  return ( int & )j; H"_]Hq  
最后执行i = j; q*h1=H52  
可见,参数被正确的选择了。 :=0XT`iY  
@aA1=9-L  
-quWnn/  
uAWmg8  
gEE6O%]g  
八. 中期总结 CUS^j  
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: z_jTR[dY  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 kH)JBx.  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 GmA5E  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor mp{r$tc  
iTt#%Fs)4M  
$p} /&  
WLb *\  
u_5O<UP5  
xyoh B#'W  
九. 简化 Gob;dku  
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。 ~4{E0om@  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 LGOeBEAMV^  
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: &SzLEbU!  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 5&uS700  
  +-*/&|^等 C&\vVNV;9  
2. 返回引用。 D-/aS5wM  
  =,各种复合赋值等 Mohy;#8Wk  
3. 返回固定类型。 e' `xU  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) d^&F%)AT  
4. 原样返回。 $S"QyAH~-a  
  operator, Vs)%*1><  
5. 返回解引用的类型。 f> u{e~Q,  
  operator*(单目) 7Y8B \B)w  
6. 返回地址。 +dkbt%7M  
  operator&(单目) )BuS'oB  
7. 下表访问返回类型。  n(mS  
  operator[] 4zF|}aiQ  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Wgh4DhAW  
  operator<<和operator>> l Z3o3"  
<z>K{:+>  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 .?TPoqs7Z  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: "dKYJ&$  
")q{>tV  
template < typename Left > ~/@5&ajz  
struct value_return "! yKX(aTX  
  {  9"@P.8_  
template < typename T > zEQ<Q\"1  
  struct result_1 /f_c?|  
  { $Qm-p?f  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; -zeodv7  
} ; j15TavjGh  
^UF]%qqOn  
template < typename T1, typename T2 > fs]9HK/@\  
  struct result_2 ,tEvz  
  { 8Ee bWs*1  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 6zQ {Y"0  
} ; cI)XXb4  
} ; A2` QlhZ  
bb6 ~H  
;|2h&8yX(/  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait dBV^Khf J  
62BJ;/ ]  
下面我们来剥离functor中的operator() }OeEv@^  
首先operator里面的代码全是下面的形式: dYg}qad5:  
L`i#yXR  
return l(t) op r(t) +s6 wF{  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) )P^5L<q>|  
return op l(t) (8!#<$  
return op l(t1, t2) iL-I#"qT,  
return l(t) op eJMD8#  
return l(t1, t2) op E)Z$7;N0x  
return l(t)[r(t)] )e)@_0  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] K8dlECy  
ZCQ7xQD  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: CI+dIv>  
单目: return f(l(t), r(t)); q%4l!gzF3  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 4>4*4!KR}  
双目: return f(l(t)); v-85` h  
return f(l(t1, t2)); ILUA'T=B0  
下面就是f的实现,以operator/为例 VV(>e@Bc4  
9o.WJ   
struct meta_divide (K$K;f$"r  
  { GHHErXT\a  
template < typename T1, typename T2 > J&{qe@^  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) WgdL^PN(h  
  { 9Z0(e!b4S  
  return t1 / t2; WUid5e2  
} /j]r?KAzw  
} ; @!\ g+z_"  
[aF?1KxNMt  
这个工作可以让宏来做: x@+m _y  
-jB1tba  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ oZ O 6J-ea  
template < typename T1, typename T2 > \ /EUv=89{!  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; e`Xy!@`_  
以后可以直接用 Sti)YCXH  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) yQ4]LyS  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 K\&A}R  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) {xw*H<"f<  
'0|AtO77  
9.| +KIRb  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 d"nz/$  
j.$#10*:  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > lz!F{mR  
class unary_op : public Rettype O)MKEMuA  
  { ^R.#n[-r2  
    Left l; 0 &U,WA  
public : %zHNX4  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ^4Ra$<  
U,C L*qTF  
template < typename T > #q~SfG  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 1<]g7W  
      { ,ZcW+!  
      return FuncType::execute(l(t)); (NUk{MTX  
    } f\"Qgn  
v{ .-x\;  
    template < typename T1, typename T2 > 7?K?-Oj  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 5y! 4ny _  
      { d"+zDc;  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); m",wjoZe*  
    } g$~3@zD  
} ; 9<5SQ  
{ p {a0*$5  
Q>nq~#3?  
同样还可以申明一个binary_op &0Zn21q  
[ADr _  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 9`\hG%F  
class binary_op : public Rettype )2}{fFa%  
  { 2 [a#wz'  
    Left l; TH2D;uv  
Right r; OpY2Z7_  
public : %R5APMg1  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} n.C.th >Y1  
<ns[( Q  
template < typename T > vq *N  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const }cyHR1K  
      { #Nxk3He]8  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); 3%m2$\  
    } vV1F|  
5O&6 (Gaf  
    template < typename T1, typename T2 > cbl@V 1  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ^_JD 7-g  
      { ;Jt*s  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); SF61rm  
    } WO$PW`k  
} ; In|:6YDL&  
$rDeI-)S  
@D8c-`LC"*  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 :(?joLA  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 S#qd#Zk|Y  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) cj-P&D[Ny[  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 eX 9{wb(  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! T[s_w-<7$  
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。。。 @(PYeXdV6&  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 ^jb55X}  
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) J_R54Y~vu  
下面是修改过的unary_op m8H|cQ@Uu  
xBd#  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > oD_je~b)  
class unary_op F"j0;}+N  
  { bp2l%A;  
Left l; R-J\c+C>W  
  pt;E~_  
public : VO>A+vx3M  
+Y,>ftN  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} d8Jy$,/`?  
|c,":R  
template < typename T > STs~GOm-  
  struct result_1 JpE4 o2  
  { zJ7vAL  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; `@ULG>   
} ; 9H ?er_6Yf  
?hvPPEJf  
template < typename T1, typename T2 > j$^3  
  struct result_2 K+xiov-r?  
  { * 7.!"rb8A  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; Gvv~P3Dm  
} ; i4 KW  
7 2ux3D  
template < typename T1, typename T2 > VYkOJAEBg  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ?8. $A2(Xw  
  { xRW~xr2h@  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2));  @jO3+  
} j]}A"8=1  
XodA(73`i  
template < typename T > cu(2BDfiL  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %TxFdF{A  
  { 2hAu~#X  
  return OpClass::execute(lt(t)); `h_,I R<  
} >>=lh  
,rc5r3  
} ; y.2_5&e/  
+:?-Xd:p  
8I$B^,N  
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 @Z~lM5n$8  
好啦,现在才真正完美了。 BKfcK>%g  
现在在picker里面就可以这么添加了: |E0>-\6  
gxpR#/(E~  
template < typename Right > jZS6f*$  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const Z; Xg5  
  { {&8-OoH ~  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); esx<feP)\  
} eX7Ev'(H  
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。 jI(~\`  
r9 'lFj  
(%"M% Qko  
P0S ;aE  
UvRa7[<y%%  
十. bind (Mhj-0xf$  
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。 aB"W6[  
先来分析一下一段例子 MFcN.M  
g e:UliHJ  
S*Scf~Qp  
int foo( int x, int y) { return x - y;} T[B@7$Dp*  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 4%~$A`7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 w|gtb~oh  
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。 AJ[g~ s't  
我们来写个简单的。 mZ3i#a4  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 9+U%k(9  
对于函数对象类的版本: 0[TZ$<v"  
lZZ4 O(  
template < typename Func > Cq;t;qN,nQ  
struct functor_trait  d_gm'  
  { GM|gm-t<@  
typedef typename Func::result_type result_type; +r *f2\S  
} ; 5WgdgDb@L  
对于无参数函数的版本: DtG><g}[]  
|1X^@  
template < typename Ret > .,(bDXl?  
struct functor_trait < Ret ( * )() > "AP'' XNi  
  { He^+>XIam  
typedef Ret result_type; mza1Q~<  
} ; r<cyxR~  
对于单参数函数的版本: Lw\ANku  
"12.Bi.O"[  
template < typename Ret, typename V1 > @4Z>;  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > rBa <s  
  { kc^ Q ?-?  
typedef Ret result_type; ,,S5 8\x  
} ; 'W usEME  
对于双参数函数的版本: sh[Yu  
\Xc6K!HJM  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > FYR%>Em  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > ~{iBm"4  
  { EMzJJe{Cv  
typedef Ret result_type; p8hF`D~  
} ; %YG ~ql  
等等。。。 sy+1xnz  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy )(TaVHJR  
~?m';  
template < typename Func > Yv }G"-=  
struct func_return Brr{iBz*"  
  { &F9BaJ  
template < typename T > u*Z>&]W_  
  struct result_1 zM"OateA  
  { VI0^Zq!6R  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; +'Pl?QyH  
} ; C%t~?jEK~^  
o $oW-U  
template < typename T1, typename T2 > YlwCl4hq  
  struct result_2 |`_qmk[:R  
  { ?Q[uIQ?dV  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; ;0O3b  
} ; q]YPDdR#  
} ; 8hba3L_Z  
xOP%SF  
gN1b?_g  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 `Gzukh  
=z'- B~  
template < typename Func, typename aPicker > M 8a^yoZn  
class binder_1 _O2},9L n  
  { K,bv\j;f  
Func fn; UhYeyT  
aPicker pk; x$d3 fsEE  
public : )n}Wb+2I  
A\iDK10Q$  
template < typename T > d a we!w!  
  struct result_1 vpcx 1t<  
  { rM#jxAb  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; K@Q_q/(%;  
} ; 8o#*0d|  
Iq0_X7:{QI  
template < typename T1, typename T2 > T`7;Rl'Q  
  struct result_2 /~NsHStn  
  { i`)bn 1Xm  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 35B G&;C  
} ; @G[P|^B  
Er^ijh,  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} r/'9@oM  
cP%mkh_ri  
template < typename T > W&ya_iP~C  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const !c[(#g  
  { L&ySXc=  
  return fn(pk(t)); >B/ jTn5=  
} a_XM2dc%  
template < typename T1, typename T2 > "-Gjw B  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const S%<RV6{aiM  
  { \.y|=Ql_u  
  return fn(pk(t1, t2)); IJ2]2FI  
} tp<uN~rTgh  
} ; 3?SofPtc/  
*#-X0}'s  
DKgwi'R  
一目了然不是么? 4V9DPBh  
最后实现bind WL$Ee=  
By(:%=.  
a5ZU"6Hi  
template < typename Func, typename aPicker > =G3O7\KmH  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) S453oG"  
  { l?v`kAMR  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); &cztUM(  
} uSCF;y=1g,  
QEK,mc3  
2个以上参数的bind可以同理实现。 eKi/Mt  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 i*B@#;;F  
r2H \B,_  
十一. phoenix u,e'5,`N  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: {$z)7s  
H((! BRl  
for_each(v.begin(), v.end(), L&M6s f$N  
( )k@W 6N  
do_ M-1 VB5  
[ zM{'GB+en  
  cout << _1 <<   " , " bg;N BoZd  
] u H[d%y/  
.while_( -- _1), +6 t<FH  
cout << var( " \n " ) 2:'C|  
) //cj$}Rn!  
); =xcA4"k  
"@U9'rKx  
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: yzr>]"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 |3{DlZ2S  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 y%)5r}S^  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .4Ob?ZS(  
>ch{u{i6  
v9R#=m/=  
template < typename Cond, typename Actor > Dz/I"bZLC  
class do_while jV Yt=j*"V  
  { +^tq?PfE  
Cond cd; KD?~ hpg  
Actor act; `l,=iy$  
public : 6}^0/ 76^,  
template < typename T > d2lOx|jt  
  struct result_1 k_%2Ok   
  { b);Pw"_2  
  typedef int result_type; RaT(^b(  
} ; +;~JHx.~X  
y;Xb." e~  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} sPY *2B  
n ^P=a'+  
template < typename T > \hN\px  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const %}jwuNGA  
  { 9k8ftxB^  
  do -BUxQ8/,  
    { x)0g31 4 9  
  act(t); aiVd^(  
  } q<` YJ,  
  while (cd(t)); TxAT ))  
  return   0 ; &os9K)  
} U ^1Xc#Ff  
} ; ~01 o  
T P'  
A5-y+   
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). OJ8ac6cJ  
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。 !9=hUpRN  
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。 f1MKYM%^x  
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。 =g4^tIYq  
下面就是产生这个functor的类: "3o{@TdU  
2?YN8 n9n  
*Wk y#  
template < typename Actor > &No6k~T0:b  
class do_while_actor ~$XbYR-  
  { &.z: i5&o!  
Actor act; f!hQ"1[  
public : L6`(YX.:  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Eyi^N0  
`s#0/t  
template < typename Cond > {a`t1oX(  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; Jj+|>(P  
} ; 3 EH/6  
tdSy&]P  
H_)\:gTG  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 Nq'Cuwsp  
最后,是那个do_ DQO~<E6c  
)W9W8>Cc5_  
@Ee{ GH^-  
class do_while_invoker H59}d oKH  
  { @igGfYy  
public : YT\x'`>Q  
template < typename Actor > pQ%~u3  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const }~pT saw  
  { 7=C$*)x  
  return do_while_actor < Actor > (act); *i zPLM}+  
} *sK")Q4N  
} do_; OAPR wOQ^=  
(sLFJ a6e  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? V`xZ4 i%L  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 ^@?-YWt   
最后来说说怎么处理break和continue rX*4$d0  
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。 $"&0  
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:
10+5=?,请输入中文答案:十五