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
  • 5855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 v9* +@  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 WVpx  
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, '#3FEo  
Y=G`~2Pr=  
)M+po-6$1  
{!wW,3|Pu  
  class filler HYGd :SeH  
  { }#ta3 x  
public : IS(F_< .  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} QR"+fzOL  
} ; 9G SpDc  
Qe _{<E  
>xS({1A}  
这样实现不但麻烦,而且不直观。而如果使用lambda,则允许用户使用一种直观和见解的方式来处理这个问题。以boost.lambda为例,刚才的问题可以这么解决: nfHjIYid  
"J+L]IC?AD  
"0jwCX Cu  
Z8bg5%  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); I]W7FZ=o  
7afG4 (<k  
(i%bQZt^?  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 :E6*m\X!3  
vkhPE(f  
Pa Q lQ#  
bHRn}K+<}c  
二. 战前分析 xJ{r9~  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 G-9i   
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 1] =X  
N~=PecQ  
0*5Jq#5  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); -F`GZ  
  /* --------------------------------------------- */ 2yn"K|  
vector < int *> vp( 10 ); |\uj(|  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); <dP \vLH_  
/* --------------------------------------------- */ i;C` .+  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); )4B`U(%M~  
/* --------------------------------------------- */ zX*5yNd  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); OXQA(%MK  
  /* --------------------------------------------- */ }B7Txo,Z  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); |}z5ST%  
/* --------------------------------------------- */ h'&<A_C-7  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ~%=%5}  
W[Q<# Ju  
&Hp*A^M  
(c)/&~aE  
看了之后,我们可以思考一些问题: jXf@JxQ  
1._1, _2是什么? )e3w-es~4  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 DmuQE~DV  
2._1 = 1是在做什么? LJ@(jO{z  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 [q!]Ds" _  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 Gn^lF7yE  
K% FK  
&t8,326;  
三. 动工 < r~hU*u  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: CUH u=  
q:)PfP+  
KZ[TW,Gw  
hmkb!)  
template < typename T > ZKEoU!  
class assignment 59 g//;35@  
  { H ;=^ W  
T value; #6|ve?`I  
public : ";7N$hWE  
assignment( const T & v) : value(v) {} P=,\wM6T|  
template < typename T2 > Yz0fOX  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } !J;Bm,Xn6  
} ; :$u[1&6  
6 ~0kb_td  
<bhGpLh-E  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 s(Gs?6}>T  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 5[X%17&t  
,5W u  
h?/E/>  
kB CU+FC  
  class holder - JEPh!oTt  
  { H*k\C  
public : }(u:K}8  
template < typename T > 98u@X:3  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const e.MyJ:eL  
  { eC<RM Q4  
  return assignment < T > (t); sjLMM_'  
} OW};i|  
} ; meV Z_f/  
ui)mYR[8X  
z{ eZsh b  
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: Bq)dqLwk  
f:\)! &W  
  static holder _1; [n/c7Pe  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 DjK7_'7(L  
:l]qTCmY  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); n.9k5r@  
而不用手动写一个函数对象。 3xz~##  
W"@'}y  
RYvcuA)  
%,vq@..^  
四. 问题分析  YC 6guy>  
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。 T;BFO5G@  
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。 TC<Rg?&yb  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 6c^?DLy9B  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 e)?}2  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 hzqgsmT)  
m,kYE9 {  
五. 问题1:一致性 i?pd|J  
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?| Dom]w.W5  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 8%;Wyqdf]  
rQT%~oM:  
struct holder LYYz=oZOE!  
  { 0U% tjYk(  
  // .u ikte  
  template < typename T > Y5CkCF  
T &   operator ()( const T & r) const . U6(>6-  
  { y7h^_D+Ce  
  return (T & )r; >ryA:TO{  
} 2 ^"j]g>mj  
} ; ,(h -  
1ED7 .#g  
这样的话assignment也必须相应改动: IfB .2e`  
Z}0{FwW"4  
template < typename Left, typename Right > hC"'cUrcN  
class assignment  yI|x 5f  
  { F;`c0ja]  
Left l;  ]XlBV-@b  
Right r; 7=yM40  
public : ,OwTi:yDr  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} b7^q(}qE  
template < typename T2 > H~JgZ pw  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } + @fEw  
} ; :](#W@ r  
sM)1w-  
同时,holder的operator=也需要改动: :!t4.ko  
|H5GWZ O{^  
template < typename T > P4yUm(@  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const Ms5qQ<0v_  
  { $ s1/Rmw  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); ]pB5cq7o  
} q,7W,<-  
Q;>Yk_(S  
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。 4KxuSI^q  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 yy/'B:g  
Jjj;v2uSK  
return l(rhs) = r; rd%uc~/  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 Z >R@  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: _oa*E2VN  
a.UYBRP/l  
template < typename Tp > 6`'g ${U  
class constant_t Q'^'G>MBJ  
  { aJ=)5%$6kc  
  const Tp t; q0ab]g+  
public : l v:GiA"X  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 0@{bpc rc  
template < typename T > k1g-%DB  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 4w9=z,  
  { d5LBL'/o  
  return t; ,f)+|?wz  
} X6B,Mply  
} ; ]vR Ol.  
ex~"M&^  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 32 j){[PL3  
下面就可以修改holder的operator=了 0 5?`W&:9  
F> Ika=z,  
template < typename T > 8VU(+%X  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const =os!^{p7>  
  { JDa_;bqL  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); POl-S<QV  
} y[Dgyt  
 s=:LS  
同时也要修改assignment的operator() (  -q0!]E  
uIO?4\s&G  
template < typename T2 > .EWjeVq  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } \rh+\9(  
现在代码看起来就很一致了。 6||%T$_;}  
C[TjcHoA  
六. 问题2:链式操作 R= Ig !s9  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 X xwcvE  
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。 Rq2bj_j  
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。 |*ZM{$  
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。 QYDI-<.(  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct ZB$yEW]]~  
6IK>v*<  
template < typename T > Z?[ R;V1j  
struct result_1 U3]/ NV*   
  { mPPB"uQ  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ;^E\zs  
} ; l_04b];  
9_svtO]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~n^v,)  
\cX9!lHl  
template < typename T > vnbY^ASdw  
struct   ref t6e6v=.Pg  
  { &'/PEOu&}G  
typedef T & reference; rcLF:gd] E  
} ; +DefV,Ny  
template < typename T > /'VuMMJ2  
struct   ref < T &> 1bw$$QXC_  
  { ODpAMt"  
typedef T & reference; {='wGx  
} ; wS$ 'gKA6  
{Eo Z }I  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: )9/iH(  
79 _8Oh  
template < typename T > AYoTCi%7E  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const DN*M-o9  
  { iV@\v0k  
  return l(t) = r(t); 9.~ _swkv  
} ]CU)#X<J  
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。 [zP}G?(  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Pu!C,7vUQ  
"tmu23xQ  
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 0#8lg@e8  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: d"3x11|  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 $*XTX?,'  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ^^uY)AL  
最后的布局是: 6 P(jc  
                Add ) .V,zmI  
              /   \ X?r$o>db  
            Divide   5 3S>rc0]6  
            /   \ qgWsf-di=  
          _1     3 E\Iz:ES^  
似乎一切都解决了?不。 1"<{_&d1  
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。 meap;p  
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。 S n~P1C  
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: ~S :8M<aB  
]5j>O^c<  
template < typename Right > }HbUB$5  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const `5x0p a  
Right & rt) const Xk/:a}-l  
  { +-V4:@  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); mMu+MXTk<  
} IK4(r /  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 1!+0]_8K  
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。 3$_- 0>  
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。 #w^Ot*{!N  
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。 _-v$fDrz  
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。  SBi4i;qD  
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? :< ]sJf N  
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: 1]8Hpd  
b'/:e#F  
template < class Action > #~|esr/wf  
class picker : public Action \`/ P*  
  { G%jV}7h  
public : X2np.9hie  
picker( const Action & act) : Action(act) {} 7D8 pb0`;J  
  // all the operator overloaded VqOTrB1w/  
} ; =zp{ ^mC  
"x:-#2+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。 oq>jCOVh  
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: :Xx7':5  
-=u9>S)!c  
template < typename Right > o/RGzPR  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const 4q@[k: '  
  { I.2>d_^<  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); 8y?q)y9h  
} _$}@hD*R~  
0@&;JMh6<  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > rb>2l3g*  
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。 _|{pO7x]oG  
v,3 }YDu  
template < typename T >   struct picker_maker oO;< $wx2t  
  { pBu}c<  
typedef picker < constant_t < T >   > result; QNcl    
} ; s2+_`Ogg  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > eNFA.*p<  
  { z`dnS]q9  
typedef picker < T > result; r6:nYyF$)v  
} ; Bq,Pk5b  
f[OJ qk  
下面总的结构就有了: FT gt$I  
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。 u<+RA  
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。 MLDAr dvK  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Zc9S[ivq  
至此链式操作完美实现。 eQ#"-i  
LXc;`]  
_UF'Cf+Y  
七. 问题3 kRiZ6mn  
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。 ar`}+2Qh0  
2m&?t_W  
template < typename T1, typename T2 > /w*HxtwFmD  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const eX^ F^(   
  { p,)pz_M  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); Ao *{#z   
} 'GZ,  
'EU|w,GL}  
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: 8PRB_ny  
5XNFu C9E  
template < typename T1, typename T2 > DCCij N  
struct result_2 s*kSl:T @O  
  { aQ1n1OBr  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; \AD|;tA\vE  
} ; (rf8"T!"  
t$uj(y>  
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?  OF( tCK  
这个差事就留给了holder自己。 KZ/2W9r_,  
    Y;sN UX  
,fs>+]UY3  
template < int Order > ?=Mg"QU  
class holder; M[=sQnnSFW  
template <> G^\.xk]  
class holder < 1 > fd1z XK#Z2  
  { pA5X<)~   
public : jpfFJon)w  
template < typename T > d]l(B+\vf  
  struct result_1 !R$t>X  
  { 3.04Toq!  
  typedef T & result; [sG!|@r  
} ; HD}3mP  
template < typename T1, typename T2 > *C^`+*}OE$  
  struct result_2 k/%n7 ;1  
  { OFw93UJ Y  
  typedef T1 & result; s|Zv>Qt  
} ; $Mqw)X&q  
template < typename T > >!P !F(  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const "Ze<dB#,Y  
  { 7t/C:2^&  
  return (T & )r; Ni61o?]Nj  
} mk?F+gh  
template < typename T1, typename T2 > E njSio0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const x):h|/B  
  { |H-zm&h>'  
  return (T1 & )r1; t=r*/DxX=  
} ^/Frg<>'p  
} ; yLCJSN$7  
9jt+PII  
template <> =MMSmu5!  
class holder < 2 > 3C;nC?]K  
  { JwmH_nJ(  
public : 4kf8Am(  
template < typename T > \&X*-T[]j  
  struct result_1 kT{d pGU9  
  { f!##R-A  
  typedef T & result; 8>V)SAI'  
} ; ^$F1U,oi  
template < typename T1, typename T2 > %3 $EV}dp  
  struct result_2 #j${R ={  
  { C?VNkBJ>\  
  typedef T2 & result; *Q2}Qbu  
} ; Ceak8#|4  
template < typename T > M!b"c4|<  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =(>pv,  
  { p3{ 3[fDx  
  return (T & )r; Q.L.B7'e7  
} z] teQaUZ  
template < typename T1, typename T2 > R9lb<`  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Z\*jt B:  
  { c{K[bppJ*  
  return (T2 & )r2; $<s 3;>t  
} %C(^v)"  
} ; si3@R?WR6*  
=G%L:m*  
Kh2!c+Mw  
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> >。 S -KHot ?  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: vTUhIFa{  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: {Zy)p%j8  
IH~[/qNk  
return l(i, j) = r(i, j); 'nh^'i&0.  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) :Z5Twb3h  
xc6A&b>jI  
  return ( int & )i; Q !G^CG  
  return ( int & )j; 6'1m3<G_  
最后执行i = j; XhG3Of-6  
可见,参数被正确的选择了。 O4fl$egQU  
*.F4?i2D  
use` y^c  
ptEChoZ6  
h1.<\GO  
八. 中期总结 #=\nuT'oy  
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: /#I~iYPe  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 uiIS4S_  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 L9":=  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor _iZ_.3 Ip  
JP*VR=0k?  
dw]jF=u  
._IBO;*@  
hTVA^j(w  
r;c ILS|Xr  
九. 简化 79O'S du@  
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。 VgyY7INx9  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 <m X EX`?  
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: x l4A<  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 |#?:KvU97E  
  +-*/&|^等 #J09Eka;J  
2. 返回引用。 ZQY?wO: [  
  =,各种复合赋值等 A 2Rp  
3. 返回固定类型。 QNe siV0MI  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) .-HwT3  
4. 原样返回。 - HiRXB  
  operator, 8Xjp5  
5. 返回解引用的类型。 2\J-7o=P  
  operator*(单目) $|%BaEyk  
6. 返回地址。 r>ca17  
  operator&(单目) -oR P ZtW  
7. 下表访问返回类型。 R /0zB  
  operator[] ZF~@a+o  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 lLi)?  
  operator<<和operator>> K)[DA*W  
%{HeXe  
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。 DA wUG  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: $Cx?%X^b  
Gj H$!P=.  
template < typename Left > Ny2. C?2  
struct value_return pW4$$2S?9  
  { / U5!]7&gB  
template < typename T > RJk42;]  
  struct result_1 e'0BP,\f_}  
  { |Pj]sh[^Y  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; AD^Q`7K?uR  
} ; !$L~/<&0g  
FH7h?!|t  
template < typename T1, typename T2 > ee\QK,QV  
  struct result_2 #$0*Gd-N  
  { !}PZCbDhL  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; B Ms?+  
} ; j9^V)\6)  
} ; N83c+vs%c  
hxe X6  
e .1! K  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait *BFG{P  
f1,VbuS9I  
下面我们来剥离functor中的operator() L| K8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: zW9/[Db  
&ku.Q3xGs  
return l(t) op r(t) +nU=)x?38  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) ~ NZC0&  
return op l(t) s_}q  
return op l(t1, t2) >7,?X_:A-1  
return l(t) op $QB/n63  
return l(t1, t2) op s@D/.X  
return l(t)[r(t)] uyDPWnYk  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] @P @{%I  
A} v;uNS]  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: )/cf%  
单目: return f(l(t), r(t)); [D_s`'tg  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); =}UcYC6l  
双目: return f(l(t)); =k^ d5  
return f(l(t1, t2)); #G!\MYfQt  
下面就是f的实现,以operator/为例 @|'$k{i  
D A_}pS"  
struct meta_divide =M`Xu#eRk  
  { GW,RE\Q:  
template < typename T1, typename T2 > v+(-\T\i  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) F_-}GN%  
  { ^2C \--=;  
  return t1 / t2; 7.FD16  
} 7&&3@96<*#  
} ; tE WolO[\  
7A"v:e  
这个工作可以让宏来做: 4@r76v}{  
G3dA`3  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ w8}jmpnI  
template < typename T1, typename T2 > \ )m_q2xV  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; |'qvq/#^  
以后可以直接用 /(8"9Sfm  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) :Lu 9w0>f  
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 #5%ipWPHb  
(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。。。) O;+ sAt  
L(o#)I>j  
=*{Ii]D  
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 k&lfxb9pd  
^C'{# p"  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Qo\?(E M  
class unary_op : public Rettype "</A) y&  
  { T^Ol=QCu  
    Left l; >!MRk[@ V-  
public : xSrjN  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7:e5l19 uI  
Y_nl9}&+C0  
template < typename T > GB4^ 4Ajx  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const B&m6N,  
      { . ZP$,  
      return FuncType::execute(l(t)); lk.Mc6)  
    } bT15jNa  
r;_*.|AH  
    template < typename T1, typename T2 > GBY{O2!3u  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w8cbhc  
      { 089v; d 6  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); mO2u9?N  
    } _ %G;^ b  
} ; ~S\8 '  
5a&BgBO1M  
y({lE3P  
同样还可以申明一个binary_op pi5DDK  
[<WoXS1LX  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  [ J4n%  
class binary_op : public Rettype uCoy~kt292  
  { ny:/a  
    Left l; RTr"#[  
Right r; I]a [Ngj  
public : t:"%d9]  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} P'^& SK  
MM6PaD{  
template < typename T > tyFsnc k  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 4%#q.qI  
      { c#-*]6x  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &H[7UyC  
    } QXW> }GdKZ  
qOv`&%txW  
    template < typename T1, typename T2 > >X xHp  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const '<$*N  
      { 5zOC zm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); mt~E&Z(A  
    } E24j(>   
} ; i.{.koH<  
Rn)fwGC  
OIDP#K  
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 rl,i,1t  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 _nM 7SK  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Hk'R!X  
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。 B=~uJUr  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! =b, m3 1  
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。。。 0g9y4z{H  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 Xk!wT2;  
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) \-SC-c  
下面是修改过的unary_op %C_c%3d  
kbo9nY1k g  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > %aV~RB#  
class unary_op ^1yD&i'q  
  { !%[fi[p  
Left l; 1 @i/N  
  OF2 W UcQ  
public : a"`> J!  
WL?qulC}h1  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} }0?XF/e(R  
Shv$"x:W  
template < typename T > OZA^L;#>  
  struct result_1 V"B/4v>  
  { f!H/X%F  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; BS ]:w(}[  
} ; T;]Ob3(BpW  
%=$Knc_!T^  
template < typename T1, typename T2 > yy+:x/(N[  
  struct result_2 &*74 5,e  
  { o=6 <?v7  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; q\-P/aN_  
} ; F]fXS-@ c  
z,bK.KFSs  
template < typename T1, typename T2 > ym+Ezb#o  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const G;d3.ml/aZ  
  { ~nb(e$?N  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); v!$:t<-5N  
} mT #A?C2  
E]}_hZU  
template < typename T > `F]  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const pXvys] @  
  { nSRNd A  
  return OpClass::execute(lt(t)); |o+*Iy)  
} b 0qA  
[H{@<*  
} ; U#&+n-npO  
Kr[oP3  
s4QCun~m  
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 )%PMDG|  
好啦,现在才真正完美了。 ~FQHT?DAo  
现在在picker里面就可以这么添加了: #d06wYz=  
%~} ,N  
template < typename Right > 3 q J00A  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const xkU8(=  
  { u:Ye`]~o  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); m'N8[ o|h  
} wa~zb!y<  
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。 /]U;7)  
=z]rZSq*o  
&H P g>  
|sY  
gVe]?Jva`  
十. bind E-($Xc  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 T "hjL  
先来分析一下一段例子 wph8ln"C-  
s;..a&C'  
B"zB=Aw  
int foo( int x, int y) { return x - y;} Xk/iyp/  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 ~y?Nn8+&f  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 #oR`_Dm)P  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 \XYidj  
我们来写个简单的。 )2#&l  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: "LJV}L  
对于函数对象类的版本: SF9NS*mr  
q"6$#o{~U  
template < typename Func > IUDH"~f  
struct functor_trait ~Uey'Xz  
  { ijUu{PG`X  
typedef typename Func::result_type result_type; ;^u,[d  
} ; _C (fz CK  
对于无参数函数的版本: @56*r@4:q  
6yO5{._M  
template < typename Ret > ~( 0bqt3c  
struct functor_trait < Ret ( * )() > u{h67N  
  { znSlSQpTv  
typedef Ret result_type; I$p1^8~L  
} ; mRm}7p  
对于单参数函数的版本: oK 7:e~  
REYvFx?i  
template < typename Ret, typename V1 > ;obOr~Jx'5  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > ck%YEMs  
  { Vo+.s#wN`h  
typedef Ret result_type; 9_nbMs   
} ; LnKgT1  
对于双参数函数的版本: dJ/gc"7aO  
!h|,wq]k  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > ,Q3OQ[Nmh  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > MBU|<tc  
  { ;']u}Nh  
typedef Ret result_type; @x!,iT  
} ; KO~KaN  
等等。。。 v|\#wrCT?  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy |cP:1CRzi  
\HkBp& bqK  
template < typename Func > l qwy5#  
struct func_return [z ]P5  
  { _hJdC|/   
template < typename T > 9P)!v.,T/  
  struct result_1 g1}:;VG=  
  { 'RhS%l  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; dQZdL4  
} ; _P!b0x~\  
('Qq"cn#  
template < typename T1, typename T2 > 'S9o!hb'@  
  struct result_2 f6yj\qq]  
  { cm_5,wB(w  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &P>& T  
} ; y`L.#5T  
} ; F[SZwMf29  
ep?D;g  
U._fb=  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 (,jsZ!sl  
n6.Z{Q'b  
template < typename Func, typename aPicker > ZS wuEX  
class binder_1 {9-9!jN{"  
  { A%?c1`ZxF  
Func fn; cTzR<Yr  
aPicker pk; ?upd  
public : t-o,iaPG3  
t&Eiz H$  
template < typename T > RXg\A!5GV  
  struct result_1 |aAyWK  S  
  { &M<"Fmn  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; TWGn: mi  
} ; j6RV{Lkr_  
c0o Z7)*}  
template < typename T1, typename T2 > "igA^^?X1N  
  struct result_2 R9 Ab.t  
  { ]Idwy|eG  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; \8!CKnfs  
} ; {U$XHG  
R]e&JoY  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} Z37Dv;&ZD  
- _ 8-i1?  
template < typename T > X-fWdoN @-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const J$42*SY  
  { f=}T^Z<  
  return fn(pk(t)); ymqv@Byi8A  
} %K')_NS@  
template < typename T1, typename T2 > n44 T4q  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const EyVu-4L:#  
  { m BFNg3_  
  return fn(pk(t1, t2)); Md@x2Ja  
} S|)atJJ0G"  
} ; 3@\/5I xn  
*#b e  
@vyEN.K%mm  
一目了然不是么? 8 yi#] 5`Q  
最后实现bind dm[cl~[ Q  
b@8z+,_  
R:&y@/JY8[  
template < typename Func, typename aPicker > ]xMZo){[|  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) z9 Ch %A{  
  { ~cSXBc,+  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); du$M  
} ?%$O7_ThvA  
M1Ff ,]w  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ,cS#  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 &'&)E((  
}xt^}:D  
十一. phoenix ?!U.o1  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: s|A[HQUtJ  
e+-#/i*  
for_each(v.begin(), v.end(), 6q8}8;STTY  
( IB| 6\uKn  
do_ f3G:J<cL  
[ BKtb@o~(  
  cout << _1 <<   " , " {[tmz;C  
] yP# Y:s  
.while_( -- _1), ]s0wJD=  
cout << var( " \n " ) zps =~|  
) / 7\q#qIm:  
); ]r 0j  
iTq&h=(n  
是不是华丽的让人撞墙?其实这个比想象的好实现的多。还是照惯例分析一下吧: tt2 S.j  
首先do_很明显是个对象,该对象重载了operator[],接受一个functor作为参数,并返回另一个对象,该对象有一个成员函数while_,同样接受一个functor作为参数,并返回一个functor, 最后2个functor用operator, 生成一个新的functor 9ghzK?Yc  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 X"d"a={]  
那么我们就照着这个思路来实现吧: y3 b"'-%  
 c`\/]  
]tT=jN&(  
template < typename Cond, typename Actor > y[85eM  
class do_while ; 8DtnnE  
  { 7r' _p$  
Cond cd; rf|Nu3AJ  
Actor act; ru2M"]T  
public : EC8Z. Uu  
template < typename T > ^ '|y^t  
  struct result_1 LH_H yP_  
  { r'#!w3*Cy  
  typedef int result_type; =cS5f#0  
} ; \3^V-/SJf  
],0I`!\  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} cL*oO@I&_  
R/"-r^j  
template < typename T > ;f[##=tm  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 3Fn}nek  
  { ejyx[CF  
  do 9q$^x/z!  
    { I*Dj@f`  
  act(t); As>Og  
  } 8CRbo24"s  
  while (cd(t)); [zN*P$U]  
  return   0 ; |3E|VGm~  
} *j]Bo,AC  
} ; AQ(n?1LU  
2IW!EUR  
WvT H+  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). +g7]ga  
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。 ?+7~ E8  
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。 m-\_L=QzM  
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。 ^j${#Q  
下面就是产生这个functor的类: Cq/u$G  
n:wAxU  
C^,b aCX  
template < typename Actor > iOEBjj;C  
class do_while_actor :3R3 >o6m  
  { O>h h  
Actor act; ~D}fy  
public : C}<e3BXc  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} D=z="p\  
/D^ g"  
template < typename Cond > $mKExW  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ]!^wB 3j  
} ; "@ ^<~bw  
-QJ8\/1>  
NY<qoV  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ktynIN  
最后,是那个do_ ca3zY|Oo  
BaI-ve  
oKGF'y?A>  
class do_while_invoker k3t]lG p  
  { J`0dF<<{[y  
public : ZDzG8E0Sq  
template < typename Actor > ]?T^tJ  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const Hpz1Iy @  
  { ZG1TR F "  
  return do_while_actor < Actor > (act); ^pu8\K;~  
} w<THPFFF"  
} do_; P3W3+pwq  
$PRd'YdL/  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? Zy9IRZe4U  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 /*fx`0mY)  
最后来说说怎么处理break和continue G)NqIur*Z  
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。 nM &a2Z,T  
具体实现手法这里就不罗嗦了。
[ 此贴被ヾ1.嗰rёn在2006-06-11 23:23重新编辑 ]
评价一下你浏览此帖子的感受

精彩

感动

搞笑

开心

愤怒

无聊

灌水
描述
快速回复

您目前还是游客,请 登录注册
批量上传需要先选择文件,再选择上传
认证码:
验证问题:
3+5=?,请输入中文答案:八 正确答案:八