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
  • 4687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 sEoS|"  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 ;(XSw%Y H  
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, xsfq[}eH<  
@:Ns`+ W*  
zVIzrz0  
C oaqi`v4T  
  class filler Z1Ms ~tch  
  { 7Qo*u;fr  
public : ^C(AMT  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} .m<-)Kx  
} ; /F\7_  
KT3[{lr  
k=LY 6  
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: w(vf>L6(  
D!:Qy@Zw  
@-hy:th#  
toF@@ %  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); b^v.FK46G  
`q F:rQ  
s#4 "f  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 zR e0z2  
"$WZd  
I} j! !  
4-m}W;igu  
二. 战前分析 hVd63_OO  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 m8FKr/Z-  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 KVK@Snn   
FCg,p2  
}b1P!xb!A  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c^m}ep\F5L  
  /* --------------------------------------------- */ ?A]:`l_"  
vector < int *> vp( 10 ); \;Ii(3+v;  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); k&9 b&-=fk  
/* --------------------------------------------- */ zg)]:  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); Zu5`-[mw  
/* --------------------------------------------- */ k+_pj k  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); `DEz ` D  
  /* --------------------------------------------- */ d~qDQ6!  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); vRm;H|[%S  
/* --------------------------------------------- */ ,KZ_#9[>  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); RFqbwPX  
b8>r UGA{  
[7$.)}Q-  
`2 {x 8A  
看了之后,我们可以思考一些问题: [0  3Aej  
1._1, _2是什么? Zpg$:Rr  
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。 $=t&NM  
2._1 = 1是在做什么? nd-y`@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。 0&Zm3(}  
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 ;.j_  
]>&au8  
-fYgTst2  
三. 动工 FhW\23OC  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Fj|C+;Q.  
5_{C \S`T  
}VdohX-  
mI@]{K}Q%  
template < typename T > 1Qv5m^>vj  
class assignment  #\Lt0  
  { $GEY*uIOa  
T value; !fjDO!,!  
public : .X TBy/(0  
assignment( const T & v) : value(v) {} ux'!1mN  
template < typename T2 > L3,p8-d9Z  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } Fd9ypZs  
} ; |I6\_K.=L  
^ola5wD  
Q"S;r1 D  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ??Q'| r  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment Hcq?7_)  
+"'cSAK  
Nyip]VwMJ  
7X*$Fu<  
  class holder ?I6!m~  
  { 6=0"3%jn@  
public : N^jQ\|A<  
template < typename T > V)mitRaV  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const buu~#m 1z  
  { HN]roSt~  
  return assignment < T > (t); a6cq0g[#z  
} =W$ f +  
} ; 7VduewKX8  
% \IB_M  
F[R Q6 PW  
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: 9`4M o+  
)!z<q}i5  
  static holder _1; PUZH[-:c  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 7&;M"?m&  
h fZY5+Z<  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [|.IXdJ!  
而不用手动写一个函数对象。 ^YiGvZJ  
F,5~a_GP?  
%/iD@2r  
0h=NbLr|S-  
四. 问题分析 ;+jz=9Q-  
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。 KcKdhqdN-  
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。 (d mLEt  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 |Lf>Z2E  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 RC?gozBFJ  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 $FXlH;_7  
AUjZYp  
五. 问题1:一致性 i[L5,%5<H  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| In13crr4!  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 v_^>*Vm*  
|z1er"zR)  
struct holder %x{jmZ$}  
  { ETZE.a  
  //  qHVZsZ  
  template < typename T > v *icoj  
T &   operator ()( const T & r) const k6eh$*!  
  { AwnQ5-IR\  
  return (T & )r; 4Ys\<\~d  
} /vgEDw  
} ; *'&]DJj  
p.@ kv  
这样的话assignment也必须相应改动: !U::kr=t  
Aq 5CF`e{  
template < typename Left, typename Right > "t0l)P*C}  
class assignment 'k'"+  
  { '`+8'3K~E  
Left l; xQUskjv/  
Right r; 2 o)8'Lp  
public : h4ozwVA  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} Q Uy7Q$W  
template < typename T2 > f?JP=j  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } wE~&Y? ^  
} ; !}lCwV  
f/PqkHF  
同时,holder的operator=也需要改动: v_|k:l  
iWGn4p'  
template < typename T > $ U=j<^R}a  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 8&Md=ZvK`  
  { Y~TD)c=  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); "%I<yUP]U  
} +7 \"^D  
+-r ~-bs  
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。 F,8?du]  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 d%Ls'[Y^_0  
6%^A6U  
return l(rhs) = r; 3d`u!i?/  
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。 u']}Z% A9`  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: "|Gr3sD  
8-B6D~i  
template < typename Tp > 70<{tjyc  
class constant_t "l 8YD&q  
  { b($9gre>mI  
  const Tp t; ^ 0.`1$  
public : XEBeoOX/  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} &#zx/$  
template < typename T > Hp>_:2O8s  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 2#(dfEAy  
  { Skg}/Ek  
  return t; 2kcDJ{(  
} (u4'*[o\t  
} ; ~ <36vsk  
Q{|_"sfJ  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 esM r@Oc  
下面就可以修改holder的operator=了 |LRAb#F\  
k:F{U^!p|  
template < typename T > I5@8=rFk  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const :6:,s#av  
  { cd|/ 4L 6  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); :K~sazs7J  
} -^Qm_lN  
 p9 G{Q  
同时也要修改assignment的operator() ix hF,F  
xO^lE@a o  
template < typename T2 > klAvi%^jE  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } ~/qBOeU3  
现在代码看起来就很一致了。 ;X;(7  
QHxof7  
六. 问题2:链式操作 Z,tHyyF?j  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 kl1/(  
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。 Z~w2m6;s  
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。 aL*}@|JL"  
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。 S17;;w0  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct |/ji'Bh  
h=qT@)h1>  
template < typename T > W^7yh&@lU  
struct result_1 p~NHf\  
  { b!e0pFS;  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; ~0h@p4  
} ; YG /@=Z.  
qRR%aJ/  
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: c39j|/!;Y  
\H9:%Tlp~4  
template < typename T > a`8]TD  
struct   ref ?6]B6  
  { +f%"O?  
typedef T & reference; ^?wR{q"8  
} ; N~0ih T G5  
template < typename T > F2\&rC4v  
struct   ref < T &> x4/{XRQ  
  { OwEu S#-  
typedef T & reference; oaZdvu@y  
} ; =av0a !  
SME9hS$4  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ( et W4p  
Bd7B\zM  
template < typename T > sgDSl@lB  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const yZ[=Y  
  { '9=b@SaAj  
  return l(t) = r(t); ~o/k?l  
} fL# r@TB-s  
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。 4U_+NC>b  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 s7HKgj  
qpMcVJL  
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 FZW`ADq]  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: mE5{)<N:C  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 KK5;6b  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 {%CW!Rc  
最后的布局是: L ph0C^8  
                Add &F/-%l!  
              /   \ o&&`_"18  
            Divide   5 o[}Dj6e\t  
            /   \ z HvE_ -  
          _1     3 vy}_aD{B  
似乎一切都解决了?不。 2m]4  
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。 4# PxJG6m  
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。 Ws7fWK;  
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: :o ~'\:/  
LSA6*Q51  
template < typename Right > Il9xNVos#  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const {@iLfBh5  
Right & rt) const ju'a Uzn  
  { ~nhO*bs}7{  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); u:lBFVqk  
} OdZ/\_Z  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 d,N6~?B  
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。 Sir1>YEm  
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。 #*/nUbsg  
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。 xGQP*nZ  
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。 &Z[+V)6,,  
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? S6(48/  
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: }~|`h1JF  
<Vk}U   
template < class Action > C4$P#DZT^  
class picker : public Action z/`+jIB  
  { S9P({iZK  
public : hHTt-x#  
picker( const Action & act) : Action(act) {} $x`HmL3Sb  
  // all the operator overloaded yna!L@ *@,  
} ; c5$DHT @N"  
?wPTe^Qtv  
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。 s`H|o'0  
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: ~dEo^vJD  
"hI"4xSg  
template < typename Right > H[p~1%Lq  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const U5N|2  
  { s=-?kcoJ2d  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); PdVx&BL*  
} {22ey`@`h  
hG.}>(VV  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ^|.T \  
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。 'l<$H=ZUVG  
)cRHt:  
template < typename T >   struct picker_maker Xe\}(O  
  { 9&=%shOc+x  
typedef picker < constant_t < T >   > result; h ChO  
} ; ,"`3N2!Y}  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > r9u'+$vmF  
  { 4y+hr   
typedef picker < T > result;  2=;ZJ  
} ; w^&UMX}  
>S`=~4  
下面总的结构就有了: p gLhxc:  
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。 ~s4JGV~R  
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。 =r]_$r%gR  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 F'{T[MA  
至此链式操作完美实现。 K6B6@  
EiM\`"o  
mXJG &EA  
七. 问题3 $=7[.z&  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 F V8K_xj  
_RT3Fk  
template < typename T1, typename T2 > S}Wj+H;  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const *f8; #.Re  
  { =W(mZ#*vdY  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 7mipj]  
} 0z@ KkU{Z  
5;wA7@  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: =B9Ama   
i1]*5;q  
template < typename T1, typename T2 > |^K-m42  
struct result_2 8_8r{a<xW  
  { h }&WBN  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result;  7e\g  
} ; C~PrIM?  
 -1Acprr  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? "'us.t.  
这个差事就留给了holder自己。 @= f2\hU  
    Y4cIYUSc  
j(4BMk  
template < int Order > x8i;uH\8  
class holder; :_;9&[H9ha  
template <> q<mDs$^K  
class holder < 1 > Xx_ v>Jn!  
  { C8qA+dri  
public : lub(chCE[  
template < typename T > zPWX%1Qr  
  struct result_1 UR|UGldt_T  
  { 4fPbwiK j  
  typedef T & result; -oo&8  
} ; ".jY3<bQg  
template < typename T1, typename T2 > *RugVH4  
  struct result_2 <11pk  
  { !=j\pu} Z  
  typedef T1 & result; NF`WA-W8@  
} ; t(69gF\"  
template < typename T > {2<A\nW  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const @!z9.o;  
  { / /63?s+  
  return (T & )r; jE!<]   
} a>/cVu'kz  
template < typename T1, typename T2 > /pOK4"  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const Bh*7uNM  
  { & \<!{Y<'  
  return (T1 & )r1; HIiMq'H^  
}  1B}q?8n  
} ; rJLn=|uR  
GJZGHUB=>  
template <> 9Z?P/ o  
class holder < 2 > /#mq*kNIM6  
  { -,xCUG<g  
public : t<~WDI|AN  
template < typename T > v[$-)vs*ag  
  struct result_1 (<M^C>pldf  
  { nP]tc  
  typedef T & result; s*'L^>iZ  
} ; 8aDSRfv*  
template < typename T1, typename T2 > #+VH]7]  
  struct result_2 ^b{-y  
  { S8=Am7D]1  
  typedef T2 & result; m/{HZKh  
} ; }E o\=>l7  
template < typename T > c}XuzgSY  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const C%c}lv8;^  
  { +SM&_b  
  return (T & )r; mT]+wi&  
} J#k3iE}  
template < typename T1, typename T2 > %62W[Oh5  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,/m@<NyK  
  { 8PN/*Sa  
  return (T2 & )r2; ~* R:UTBtw  
}  L#  
} ; :S['hBMN  
xXa* d  
Kmk}Yz  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 72i ]`   
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 24Y8n  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: W|~Jl7hs8Q  
,s=jtK  
return l(i, j) = r(i, j); JpI(Vcd  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) rwZI;t$hf  
UJ\[ ^/t  
  return ( int & )i; ,]:vk|a#;  
  return ( int & )j; ]1 V,_^D  
最后执行i = j; oK-T@ &-  
可见,参数被正确的选择了。 $q"/q*ys  
\>B$x@-wg  
SH oov  
cpIFjb>u{  
mbf'xGO  
八. 中期总结 0r4,27w  
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: $0-}|u]5U  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 9EPE.+ns  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 <N4)X"s  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor 2yB@)?V/  
%VV\biO]  
WFGcR9mN?  
.Lwp`{F/  
\2UtT@3|C  
S":55YQev!  
九. 简化 *Ce8( "v,  
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。 oVD)Fb%[i9  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 S!LLC{  
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: ]JQ+*ZYUE  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 >A]U.C  
  +-*/&|^等 AX`>y@I  
2. 返回引用。 "mbjS(-eg  
  =,各种复合赋值等 rE&` G[(b  
3. 返回固定类型。 !!{!T;)l  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Z+gG.|"k  
4. 原样返回。  (0wQ [(  
  operator, n+sV $*wvS  
5. 返回解引用的类型。 [!g$|   
  operator*(单目) jfLkp>2E'  
6. 返回地址。 YK=o[nPmK  
  operator&(单目) gv6}GE  
7. 下表访问返回类型。 uVSc1 MS1  
  operator[] \zdY$3z  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Kyr3)1#J  
  operator<<和operator>> $!'S7;*uW  
$] gwaJ:  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 =&!L&M<<  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: A`#/:O4|f  
3 L:s5  
template < typename Left > \*wQ%_N5  
struct value_return A"Prgf eT  
  { 9<" .1  
template < typename T > 2\b 2W_  
  struct result_1 7_=7 ;PQ<  
  { XEUy,>mR  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ORc20NFy7  
} ; Mnv2tnU]  
Yn~N;VUA  
template < typename T1, typename T2 > Au=9<WB%H  
  struct result_2 bG|aQ2HW  
  { Z$X[x7e.  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3iKy>  
} ; I6.!0.G  
} ; +WH|nV~lQ  
l%f &vOcd  
!5wuBJ0  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait e@`"V,i  
Li?_P5+a  
下面我们来剥离functor中的operator() h1A/:/_M6  
首先operator里面的代码全是下面的形式: w,s++bV;L  
ZaZm$.s n  
return l(t) op r(t) hoDE*>i  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) fOHgz ,x=  
return op l(t) }+m")=1{  
return op l(t1, t2) O^2@9 w  
return l(t) op MjNq8'$"  
return l(t1, t2) op +HpPVuV  
return l(t)[r(t)] b@> MA  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] J^Mq4&  
wuV*!oefo  
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: P<OSm*;U:  
单目: return f(l(t), r(t)); Twi7g3}/jB  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); 'f "KV|  
双目: return f(l(t)); \\D(St  
return f(l(t1, t2)); Hf#VW^  
下面就是f的实现,以operator/为例 q b[UA5S\`  
G9YfJ?I  
struct meta_divide Hd8 O3_5  
  { U?[_ d  
template < typename T1, typename T2 > }j_2K1NS{  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ;UnJrP-if  
  { <aPbKDF~V  
  return t1 / t2; ~Q3y3,x  
} YTk"'q-  
} ; &| guPZ  
FD*) @4<o  
这个工作可以让宏来做: h8)m2KrZ!.  
d OYEl<!J  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ ib,BYFKEW  
template < typename T1, typename T2 > \ ,P.yl~'Al  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ox&PFI0Gn  
以后可以直接用 knS(\51A  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) -yJ%G1R  
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 |({ M8!BS  
(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。。。) |RS(QU<QE  
~TvKMW6/#  
brpsZU  
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 #=81`u  
dW4FMm>|  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >[A7oH  
class unary_op : public Rettype 6oA2"!u^w  
  { =mQdM]A)2  
    Left l; uA]!y{"}J  
public : 7/>#yR  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} x,rK4L7U  
<{Pr(U*7}  
template < typename T > =uil3:,[S  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const p\).zuEf.  
      { U{[ g"_+~  
      return FuncType::execute(l(t)); M. o}?  
    } $E,,::oJ  
" R5! VV  
    template < typename T1, typename T2 > R<eD)+  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 02RZ>m+  
      { KM:k<pvi  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); n8RE  
    } g[%^OT#  
} ; ,"xr^@W  
cqSo%a2  
_+*+,Vx  
同样还可以申明一个binary_op 0tS < /G8  
7ZR0cJw;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > kwAL] kI  
class binary_op : public Rettype ON-zhT?v  
  { ^NB\[ &  
    Left l; ~C31=\$  
Right r; Po*G/RKu4W  
public : q dQQt5Y'm  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} AQU^7O  
G}V5PEF]`  
template < typename T > !+H)N  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 5==hyIy  
      { ?qt.+2:  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); Bid+,,  
    } $TZjSZ1w  
m3']/}xHO  
    template < typename T1, typename T2 > b sM ]5^  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 0=erf62=  
      { A8T75?lL(  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); o$rA;^2X  
    } 'wT !X[jF  
} ; s%/x3anz=  
{^*K@c  
M$$Lsb [  
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 f=T-4Of  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 h6;vOd~%  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) AO~f=GW  
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。 (kmrWx= $  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! 8$~^-_>n/  
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。。。 G<W;HMj2  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 vT{+Z\LL=  
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) &\m=|S  
下面是修改过的unary_op 59#o+qo4   
r~YxtBZH+  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ]9lR:V sw  
class unary_op mhW*rH*m  
  { Msst:}QY  
Left l; &B?*|M`)k  
  )F'r-I%Hi  
public : zFm:=,9  
$i|d=D&t  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 1{-yF :A  
F S!D  
template < typename T > &HB!6T/  
  struct result_1 ` #; "  
  { V: n\skM  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; TOw;P:-  
} ; ,lDOo+eE%:  
`Rx\wfr}  
template < typename T1, typename T2 > *X\J[$!  
  struct result_2 b_w(F_0  
  { @ MKf$O4K  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; +lw8YH  
} ; k"F\4M  
Vb,'VN%   
template < typename T1, typename T2 > h'.B-y~c  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const fk2p}  
  { Y2aN<>f  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); &P&VJLAe  
} {F ',e~}s  
![&9\aH  
template < typename T > k!py*noy  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ;T :]?5W!  
  { V`m9+<.1b  
  return OpClass::execute(lt(t)); h9kwyhd"  
} 0]xp"xOwW  
3c+ps;nh  
} ; w>wzV=R  
H>F j  
~EM(*k._  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug ?T)M z q}  
好啦,现在才真正完美了。 [LM9^*sG2V  
现在在picker里面就可以这么添加了: ^{a_:r"  
t!\B6!Fo  
template < typename Right > k:8NOx|s"  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const 2H/{OQ$  
  { |4rqj 1*U  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); Xi0fX$-,  
} qIwsK\^p  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 \V T.bUs  
hv*XuT/  
NUFW SL>  
nh+Hwj#(x  
G7%f| Y  
十. bind Id=V\'$o  
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。 OMAvJzK .  
先来分析一下一段例子 ZF@$3   
uC%mGZ a  
KNjU!Z/4  
int foo( int x, int y) { return x - y;} x/ix%!8J  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 =w/AJ%6  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 U|Uc|6  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 K[S)e!\.  
我们来写个简单的。 c7D{^$L9 v  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: \ 027>~u {  
对于函数对象类的版本: j/;wxKW  
u82(`+B  
template < typename Func > 4 %V9  
struct functor_trait P!I Lji!  
  { [eFJ+|U9  
typedef typename Func::result_type result_type; \1hQ7:f;\  
} ; 5A+@xhRf  
对于无参数函数的版本: CSY-{  
$Z3{D:-)  
template < typename Ret > H5*#=It  
struct functor_trait < Ret ( * )() > aYM~Ub:x{  
  { fZcA{$Vc]N  
typedef Ret result_type; I&`aGnr^^  
} ; *4%%^*g.I  
对于单参数函数的版本: *c 9 S.  
\VWgF)_  
template < typename Ret, typename V1 > [^D>xD3B2  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Q\>mg*79  
  { n6G&c4g<"  
typedef Ret result_type; R{ udV  
} ; >!Xj%RW  
对于双参数函数的版本: (\o4 c0UzK  
;y-:)7J  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > eL.WP`Lz  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > j+e~ tCcN/  
  { 4sW'pH  
typedef Ret result_type; w@Asz9Lq%  
} ; z$L e,+  
等等。。。 ":q+"*fy  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy ?J-\}X  
K-@\";whF  
template < typename Func > }9glr]=  
struct func_return mn\A)R Q  
  { 3V7WIj<  
template < typename T > x6*y$D^B  
  struct result_1 ,SNt*t1"  
  { =:!>0~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; oo BBg@  
} ; <sw=:HU  
5SZa, +]  
template < typename T1, typename T2 > ' sNiJ>  
  struct result_2 M2c7 |  
  { 6kMkFZ}+  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; wX_~H*m?  
} ; D _ 1O4/  
} ; M< .1U?_#  
42p1P6d  
E m^Dg9  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 Z`86YYGK  
X;2LK!x;y  
template < typename Func, typename aPicker >  UO#`Ak  
class binder_1 gFrNk Uqp  
  { +95v=[t#Ut  
Func fn; 4Gh\T`=  
aPicker pk; 4=EA3`l  
public : F_m' 9KX4E  
e$2P/6k>  
template < typename T > ,,+4d :8$  
  struct result_1 0FY-e~xr  
  { mQR9Pn}H  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; c8Ud<M .  
} ; M_-L#FHX  
jwBJG7\  
template < typename T1, typename T2 > %vm_v.Q4)  
  struct result_2 "a}fwg9Y  
  { U djYRfk  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; }ijQ*ECdl  
} ; `C C=?E  
yP>025o't  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} >iRkhA=Vg  
QxGcRlpLK  
template < typename T > FpU8$o~r{  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const Kop(+]Q&n  
  { XZM@Rys  
  return fn(pk(t)); ?w'86^_z  
} {j;` wN  
template < typename T1, typename T2 > { V[}#Mf  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const @2a!T03  
  { %=Z/Frd  
  return fn(pk(t1, t2)); g}W|q"l?i  
} xE]y*\  
} ; pMy:h   
'L-DMNxBr  
o|xZ?#^h  
一目了然不是么? FKz5,PeL  
最后实现bind H,5]w\R6\  
# Q,EL73;  
_oCNrjt9  
template < typename Func, typename aPicker > V+y"L>K  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) |:JT+a1  
  { B(94;,(  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); M<n'ZDK `W  
} uf9&o#  
%)?jaE}[  
2个以上参数的bind可以同理实现。 kaB4[u  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 DyiJ4m}kh  
F]UH\1  
十一. phoenix P/|1,S k  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: VZI!rFac  
Es)|#0m\x@  
for_each(v.begin(), v.end(), p^k0Rad  
( ,!^5w,P:   
do_ y^}u L|=  
[ vno/V#e$WX  
  cout << _1 <<   " , " z]+L=+,,  
] _W_< bI34  
.while_( -- _1), 9 %4:eTcp  
cout << var( " \n " ) ,&WwADZ-s  
) J;8 d-R5  
); ]lBCK  
uHSnZ"#  
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: usD@4!PoA  
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 4,c6VCw3+  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 3dj|jw5  
那么我们就照着这个思路来实现吧: adX"Yg!`{c  
CCe>*tdf  
ZDbe]9#Xh  
template < typename Cond, typename Actor > z_fjmqa?  
class do_while {#k[-\|;  
  { \"nut7";2  
Cond cd; D4[t^G;J  
Actor act; ($[+dR  
public : [A!w  
template < typename T > qz>R"pj0g  
  struct result_1 m\0_1 #(  
  { ud$-A  
  typedef int result_type;  Q}L?o  
} ; x'I!f? / &  
%NxQb'  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} _<F)G,=  
oIj=ba(n1  
template < typename T > 7<] EH:9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const za@/4z  
  { src+z#  
  do Wq1 jTIQ  
    { lt&(S)  
  act(t); JN|6+.GG  
  } nOL"6%q  
  while (cd(t)); 2.Qz"YDh =  
  return   0 ; '6 F-%  
} $0E+8xE  
} ; -9i7Ja  
njaMI8|Pa  
o6k#neB>=.  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). c Rq2 re  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 _V-KyK  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 0\ = du  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 o'!=x$Ky  
下面就是产生这个functor的类: {}$7Bp  
Q,&Li+u|  
MVsFi]-  
template < typename Actor > +y?Ilkk;j  
class do_while_actor ^Fco'nlM  
  { eMJ>gXA]  
Actor act; \:WWrY8&  
public : zXn-E  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} V}#X'~Ob  
:eVZ5?F  
template < typename Cond > k||t<&`Ze  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; "%gsGtS  
} ; l4oyF|oJTH  
pa[/6(  
GkIY2PD  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 FvxM  
最后,是那个do_ E^axLp>(I  
0D s3wNz  
XVYFyza;  
class do_while_invoker -Z"4W  
  { $')C&  
public : "]+g5G  
template < typename Actor > li r=0oq<  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const ]dpL PR  
  { 7MKX`S  
  return do_while_actor < Actor > (act); 6Yj{% G  
} 'dLw8&T+W  
} do_; 5I622d  
i+*!" /De  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? L=r*bq  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 -zR<m  
最后来说说怎么处理break和continue E7:xPNU  
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。 c{1;x)L  
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
温馨提示:欢迎交流讨论,请勿纯表情、纯引用!
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五