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
  • 3509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 SJJ[y"GvD  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Qf .ASC   
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, ,O'#7Dj  
<NYf!bx  
l(<=JUO;  
\,ko'4 8@  
  class filler JS^QfT,zE  
  { ceUhCb  
public : v\3 \n3[u  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} LK}*k/eG  
} ; &*nq.l76X`  
1zP)~p3a  
Gpb<,v_3  
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: Gm.sl},  
hRFm]q  
b;5&V_  
h6(\ tRd!\  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); QB"Tlw(  
0|=,!sY  
`mE>h4  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 7/969h^s  
us7t>EMmB  
!LX)  
$[xS>iuD  
二. 战前分析 Mjj5~by:  
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。 Pl\r|gS;  
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 5@-[[ $dk  
>3qfo2K 0  
!K%8tr4   
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); [a[.tR38e  
  /* --------------------------------------------- */ b$JrLZs$_  
vector < int *> vp( 10 ); ,vh $G 7D  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); _Oc(K "v  
/* --------------------------------------------- */ _wp_y-"  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); \5pBK  
/* --------------------------------------------- */ +.2O Z3(  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); Q ^{XM  
  /* --------------------------------------------- */ z4iTf8  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); 5kx-s6 `!  
/* --------------------------------------------- */ !x$6wzKa  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); r^v1_u, 1I  
crbph.0  
/=K(5Xd  
 X? l5}  
看了之后,我们可以思考一些问题: v1VH&~e  
1._1, _2是什么? W' Y?X]xr  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 }Sr=|j  
2._1 = 1是在做什么? 5XzN%<_h9  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 dI?x&#(vw  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 L&,&SDr  
]pq(Q:"P,5  
0Lx,qZ'  
三. 动工 eD,'M  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: .gclE~h.  
oiTSpd-  
h3rVa6cxM  
xS+!/pBf"Y  
template < typename T > %5 ovW<E:  
class assignment s`2q(`}  
  { \#sdN#e;XA  
T value; :LxsiDrF[  
public : ;u*I#)7  
assignment( const T & v) : value(v) {} I&wJK'GM`  
template < typename T2 > 2)MX<prH  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } =1+/`w  
} ; X-y3CO:&@h  
W QqOXF  
&hcD/*_Z  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 ;Qi0j<dXd  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment zhgvqg-  
fl}! V4  
ZKTY1JW_  
FI"KJk'  
  class holder M3VTzwuf^S  
  { T$"sw7<  
public : d<cqY<y VA  
template < typename T > Nil nS!BM  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const \gFV6 H?`  
  { Y&j'2!g  
  return assignment < T > (t); KsSIX  
} <)a7Nrc\T  
} ; SajasjE!^1  
e8 1+as  
JLak>MS  
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: GMlJM  
Yq>K1E|  
  static holder _1; {_R{gpj'  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 64qqJmG 3  
(_3QZ  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); ^6QzaC3  
而不用手动写一个函数对象。 "BZL*hHq  
ENy$sS6[D  
~X(2F#{<{  
AD~_n ^  
四. 问题分析 ~~3*o  
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。 :(YFIW`59  
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。 tTb fyI  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 UCo`l~K)qg  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 rV fZ_\|  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 O$7cN\Z  
zSagsH |W  
五. 问题1:一致性 *Ksk1T+>  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| %)w7t[A2D  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 :7?n)=Tx  
H5(: 1  
struct holder "0Z5cQjg  
  { Zg9VkL6Z6  
  // Py\/p Fvg  
  template < typename T > 5fy{!  
T &   operator ()( const T & r) const >VppM  `  
  { Fh4Exl@6  
  return (T & )r; Z^c\M\`7  
} O4cBn{Dq9  
} ; &ZL4/e  
aA]wFZ  
这样的话assignment也必须相应改动: :W#?U yo  
(QS 0  
template < typename Left, typename Right > zeD=-3  
class assignment r72zWpF!Ss  
  { |$C fm}  
Left l; \olY)b[  
Right r; )4RSo&9p`  
public : p2 !w86 F  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 2^qJ'<2]M  
template < typename T2 > +k V$ @qH  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } )"J1ET,z  
} ; 7NkMr8[}F  
LbuhKL}VN  
同时,holder的operator=也需要改动: <tW/9}@p9  
sB!6"D5  
template < typename T > :<v@xOzxx  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const YIF|8b\  
  { ]*D~>q"#\  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 3G'cDemc  
} o$#q/L  
5cb8=W -  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 b3ys"Vyn  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 nG$+9}\UlP  
)<$<9!L4x  
return l(rhs) = r; <Ira~N  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 "jf_xZ$H-  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: to?={@$]  
U#%+FLX@w  
template < typename Tp > Lb?0<  
class constant_t I%{ 1K+V/  
  { jW{bP_,"  
  const Tp t; XePGOw))O  
public : 8\G"I  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} S263h(H  
template < typename T > wScr:o+K>L  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const So= BcX-  
  { ^\r{72!y  
  return t; @+a}O  
} >vXS6`;  
} ; ZH`(n5  
^O}J',Fm%f  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 4wWfaL5"  
下面就可以修改holder的operator=了 u4'B  
4>/i,_&K K  
template < typename T > xZ(d*/6E  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 53?Ati\Y)  
  { iba8G]2  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); z /nW; ow  
} gGx<k3W^  
`XM0Mm%  
同时也要修改assignment的operator() cYBjsN(!A|  
6!8uZ>u%Vg  
template < typename T2 > )@<HG$#  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } |{RCvm  
现在代码看起来就很一致了。 !}sF#  
R+2~%|{d  
六. 问题2:链式操作 ],{M``]q  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ZZYtaVF:  
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。 w_DaldK*  
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。 s<oT,SPt  
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。 PS0/O k  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct %/BBl$~ji  
221}xhn5  
template < typename T > Htfq?\ FD  
struct result_1 P76gJ@#m  
  { <sX_hIA^Fx  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; yZ]?-7  
} ; deJ/3\t  
I:0dz:T7*  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: a-AA$U9hj  
[ua[A;K  
template < typename T > V{ ~~8b1E  
struct   ref Sj IDzNI5  
  { z2Z}mktP  
typedef T & reference; .EvP%A m  
} ; 93ggCOaYA  
template < typename T > =1xVw5^F  
struct   ref < T &> Cq3Au%7  
  { cQsSJBZ[v5  
typedef T & reference; ]:m4~0^#-(  
} ; MP.ye|i4Q  
MZqHL4<|  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: ,XI=e=  
g4{0  
template < typename T > F~~9/#  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const T!Lv%i*|Y  
  { %Aa_Bumf*:  
  return l(t) = r(t); )6eFYt%c  
} @Y<fj^]k  
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。 }:[MSUm5  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 O&}R  
rDu?XJA  
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 %d<UMbS^  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: LR'~:46#u  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ,Ek6X)|@  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 WI.+9$1:P  
最后的布局是: %IDl+_j  
                Add (`u+(M!^  
              /   \ 'Mhnu2d  
            Divide   5 /||8j.Tm  
            /   \ = )4bf"~8  
          _1     3 -y[y.#o  
似乎一切都解决了?不。 "{3MXAFe  
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。 ;Wsl 'e/  
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。 ]\]mwvLT  
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: ymT]ow6C  
prB:E[1  
template < typename Right > A7eYKo q  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const [?(qhp!  
Right & rt) const 2wgcVQ Awa  
  { 1_StgFu u  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \&U"7gSL  
} [4@@b"H  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 8ZJ6~~h  
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。 f# hmMa  
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。 s?fEorG  
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。 +ZV?yR2yn  
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。 wo$ F_!3u  
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? r5+ MjR  
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: - s2Yhf  
Q5IN1 ^=HF  
template < class Action > QUF1_Sa  
class picker : public Action &4)PW\ioY  
  { 0UGAc]!/RZ  
public : 238z'I+$G/  
picker( const Action & act) : Action(act) {} zm4e+v-  
  // all the operator overloaded m`b:#z  
} ; ie7TO{W  
Ct:c%D(L  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 Tz7R:S.  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 1{ ehnH  
g91xUG  
template < typename Right > ZS@R?  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const I;9DG8C&v*  
  { 8^R~qpg%  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); `_"?$ v2F  
} C\|HN=2eh  
zE7)4!  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > qQS&K%F  
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。 . ywVGBvJ  
QqcAmp  
template < typename T >   struct picker_maker M?kXzb\O  
  { 5 RYrAzQo  
typedef picker < constant_t < T >   > result; 2%MS$Fto  
} ; |Z$)t%'  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > qSaCl6[Do  
  { tMo=q7ig  
typedef picker < T > result; APU~y5vG (  
} ; pvRa  
HD z"i  
下面总的结构就有了: 9'KOc5@l^  
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。 rKl  
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。 :z$+leNH\  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 8P&z@E{y  
至此链式操作完美实现。 -&QpQ7q1  
NIC.c3  
9D yy&$s  
七. 问题3 $us7fuKE  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 lH"VLO2l  
mk6>}z*  
template < typename T1, typename T2 > <u  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const D@k#'KU  
  { :K!L-*>A9  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); (&/~q:a>   
} j3>&Su>H4  
4*UKR!sr  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: R]o2_r7N"}  
q-e3;$  
template < typename T1, typename T2 > Su'l &]  
struct result_2 T\Jm=+]c!  
  { Owh:(EJ"d  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; Tb] h<S  
} ; \x"BgLSE  
<V#]3$(S  
显然,各个functor似乎根本不理会各个参数那个是_1, 那个是_2, 那么最后是怎么选择的呢? #O7phjzgD  
这个差事就留给了holder自己。 ]_4HtcL4  
    '9AYE"7Ydk  
+.X3&|@k  
template < int Order > ,@Elw>^  
class holder; !ed0  
template <> BIT<J5>  
class holder < 1 >  x![ut  
  { f6#1sO4"  
public : jfZ)  
template < typename T > _~!c%_  
  struct result_1 @rr\Jf""z  
  { @~IZ%lEQsD  
  typedef T & result; BqOMg$<\[  
} ; al4X}  
template < typename T1, typename T2 > YO;@Tj2)x  
  struct result_2 gyC Xv0*z  
  { ^K^rl 9  
  typedef T1 & result; A.<M*[{q  
} ; >a: 6umY  
template < typename T > z~;@Mo"*f  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const +@\=v}: F  
  { K!gocNOf  
  return (T & )r; t5S!j2E  
} KU_""T  
template < typename T1, typename T2 > tCu9 D  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const ,6wGdaMR  
  { vGp`P  
  return (T1 & )r1; PxJvE*6^H  
} .y#>mXm>  
} ; SFRYX,0m  
kX:8sbZ##4  
template <> ,go$ 6  
class holder < 2 > f5.Be%  
  { Vv>hr+e  
public : zBqNE`  
template < typename T > ?lIh&C8]X  
  struct result_1 YKa9]Q  
  { p$6L_ *$  
  typedef T & result; EOf*1/Ih  
} ; qvRs1yr?q  
template < typename T1, typename T2 > tSaD=#v  
  struct result_2 1( ]{tF  
  { H(Ad"1~.#  
  typedef T2 & result; l D]?9K29  
} ; ;oRgg'k<  
template < typename T > w#;y  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const SdJkno  
  { z-`4DlJUS  
  return (T & )r; !Ee&e~"  
} D*)"?L G  
template < typename T1, typename T2 > 6,skF^   
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const QQUZneIDp  
  { 2%j"E{J&  
  return (T2 & )r2; h ?+vH{}j  
} BNbz{tbX"  
} ; 2O0</^Z%E  
HH^yruP\}  
>):>Pz%U  
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> >。 .Kk'N  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: DcZ,a E]  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: UFr5'T  
v t}A6mF  
return l(i, j) = r(i, j); oF5~|&C  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) M V~3~h8  
[S[@ Q[zP@  
  return ( int & )i; VqdR  
  return ( int & )j; Qh4Z{c@  
最后执行i = j; ^+9i~PjL  
可见,参数被正确的选择了。 8' +I8J0l  
C0'_bTfB  
P? LpI`f  
g<MCvC@  
aX35^K /  
八. 中期总结 Mog!pmc{  
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: Y!_e ,]GW  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 i7xBi:Si  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Bet?]4\_  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor EBplr ,  
O)}5`0@L  
=2, iNn  
-2y>X`1Y  
B%KfB VC  
w'P!<JaZ  
九. 简化 h7>`:~  
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。 ~01Fp;L/  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 mvGj !'  
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: 7gT^ZL  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 &fgfCZz'  
  +-*/&|^等 DX8pd5 U  
2. 返回引用。 @%$<,$=  
  =,各种复合赋值等 h,P#)^"  
3. 返回固定类型。 {8J+ Y}  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ,+E"s3NW  
4. 原样返回。 zT jk^  
  operator, o$,e#q)8  
5. 返回解引用的类型。 GhY MO6Q4  
  operator*(单目) l%MIna/Tp  
6. 返回地址。 0%]F&|  
  operator&(单目) [!b=A:@  
7. 下表访问返回类型。 s;YuB#Z  
  operator[] gJuA*^  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 EY[J;H_b  
  operator<<和operator>> q!}O+(kt  
66Xo3 o  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 Ea?u5$>gY"  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: i^&^eg'.5  
:<`po4/  
template < typename Left > O `a4 ")R  
struct value_return 5U%a$.yr  
  { TllIs&MCe  
template < typename T > O\)rp!i  
  struct result_1 A\~tr   
  { <5l!xzvw  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; ,{{Z)"qaH  
} ; C(5B/W6  
4$jb-Aw  
template < typename T1, typename T2 > "9yQDS:  
  struct result_2 L2^M#G@t  
  { Py-}tFr  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; WhN~R[LE_  
} ; BFMINq>  
} ; CqbPUcK  
OqA#4h4^  
G,h=5y9_J  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait E=8$*YUW(g  
TTzvH;S  
下面我们来剥离functor中的operator() uOprA`3  
首先operator里面的代码全是下面的形式: j43-YdCJ  
@j?)uJ0Q  
return l(t) op r(t) ,.&y-?  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) jsnk*>j  
return op l(t) haIH `S Y  
return op l(t1, t2) 1A-ess\  
return l(t) op R3gg{hQ  
return l(t1, t2) op 8iwqy0<  
return l(t)[r(t)] tJ!s/|u(  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] NU$?BiB?R  
UqaV9  
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: 8!u8ZvbFG  
单目: return f(l(t), r(t)); mA>u6Rlc  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); T_b$8GYfCY  
双目: return f(l(t)); Dg2=;)"L  
return f(l(t1, t2)); khtYn.eaL  
下面就是f的实现,以operator/为例 WEFvJ0]  
uGH>|V9'c  
struct meta_divide %,[p[`NRYR  
  { H8'_.2vwX  
template < typename T1, typename T2 > D\i8WU  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) ~V<imF  
  { Id;YIycXe  
  return t1 / t2; l|p \8=  
} ?:XbZ"25pJ  
} ; ZF6?N?t}h8  
HCTjFW>C  
这个工作可以让宏来做: o&b1-=MC2  
cq \()uF'c  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ Erd)P  
template < typename T1, typename T2 > \ 1dahVc1W  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; 2[R{IV8e  
以后可以直接用 i?1g{JW  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) }qOj^pkJ  
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 rkz_h  
(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。。。) V[T`I a\  
Auz.wes  
p?,:  
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 r^|AiYI)  
?go+oS^  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > yDW$v/j.|  
class unary_op : public Rettype ^+20e3 ~Y  
  { 1JXa/f+  
    Left l; _.y0 QkwV  
public :  ^q=D!g  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} _@Le MNv  
{(,[  
template < typename T > k9pOY]_Y  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const o:irwfArv  
      { ,3tcti~sZ  
      return FuncType::execute(l(t)); pk0C x  
    } 0kdPr:B Q0  
N ?mTAF'M  
    template < typename T1, typename T2 > Q-g}{mFS  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 2po>%Cp  
      { 1^4z/<ZWm  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); nR1QS_@{L  
    } Dtw1q-  
} ; >uN)O-  
Y}pCBw  
Q(\U'|%J  
同样还可以申明一个binary_op ufekhj  
7jL3mI;n%;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType >  DlWnz-  
class binary_op : public Rettype ]d|:&h  
  { ;P#c!  
    Left l; xbv  
Right r; 5_MqpCL  
public : M{ mdh\  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} E8=8OX/{Y  
u'BuZF  
template < typename T > TsB"<6@!AA  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const "/&_B  
      { ~Yw`w 2  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); ZFAi9M  
    } ;Xw'WMb*=  
"+6:vhP5  
    template < typename T1, typename T2 > |E YJbL;1%  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]'2;6%. 4  
      { LK1 r@  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); VdZmrq;?/  
    } 8> -3G  
} ; ^6E+l#  
q{?ku!cL  
Uczb"k5  
很完美不是么,unary_op/binary_op继承了Rettype, 也就拥有了该类所定一个全部result_x, 同时使用FuncType来执行运算符操作,很漂亮 {{WA=\N8C  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 Q8kdX6NMd&  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) ^gK8 u]>  
那么binary_op<Left, Right, value_return, meta_add>就自然是operator+(双目)的functor,不需要自己手动实现。 ^/<0r] =  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! &Q85Bq  
如果把这段代码拿到VC7或VC8下编译,你会得到很有趣的结果。。。 eKq`t.*Ft  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 qx$-% P  
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) k9ThWo/#u  
下面是修改过的unary_op K38A;=t9  
?x|8"*N  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > EN =oA P  
class unary_op PsLMV:O9S  
  { v;q<h  
Left l; 8Q%rBl.  
  g0P^O@8  
public : i8\&J.  
KfO$bmwmx  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 8d90B9  
&{Zt(%\ '  
template < typename T > fgmIx  
  struct result_1 d&dp#)._8  
  { &3Q!'pJJ  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; Z*}5M4  
} ; rl0sN5n  
~e ,D`Lv  
template < typename T1, typename T2 > ){PL6|5x  
  struct result_2 BixKK$Lo  
  { &3SQVOW ~T  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 8e`'Ox_5a  
} ; {PXN$p:'  
GtCbzNY  
template < typename T1, typename T2 > ]5+db0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const lm?1 K:+[  
  { yj6o533o  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 4+Sq[Rv0  
} :+9KNyA  
uz(3ml^S  
template < typename T > :jol Nl|a  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /$ -^k[%  
  { vakAl;  
  return OpClass::execute(lt(t)); b>B.3E\Pc  
} dc .oK4G}  
:Kl~hzVSOa  
} ; 1kG{z;9  
|hp_<F9.  
\BV$p2m5-  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug \B0,?_i  
好啦,现在才真正完美了。 WW'8&:x  
现在在picker里面就可以这么添加了: h@5mVTb}i  
5ayM}u%\~  
template < typename Right > ^r u1QDT  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const fgs){ Ng`  
  { .#M'  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); #bqc}h9  
} l Ikh4T6i  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 G d".zsn  
1^*M*>&d<  
z%Xz*uu(|  
VOkEDH  
u}eqU%  
十. bind X*'tJN$  
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。 HAHv^  
先来分析一下一段例子 Oie0cz:>:  
X}~5%B(  
\ 2$nFr?0  
int foo( int x, int y) { return x - y;} QBg~b{h  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 nhfHY-l} 7  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 %Ts6M,Fpp  
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。 QEe\1>1"&  
我们来写个简单的。 }=1#ANM1  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: $*035f  
对于函数对象类的版本: bZ-"R 6a$  
#}/YnVk  
template < typename Func > ?R7>xrp5  
struct functor_trait xQ[~ c1  
  { "ooq1 0P  
typedef typename Func::result_type result_type; ionFPc].  
} ; Sn I-dXNF  
对于无参数函数的版本: i@=0fHiZQ  
?onaJ=mT  
template < typename Ret > 8X6F6RK6,1  
struct functor_trait < Ret ( * )() > EJM6TI"  
  { gWxpGW^eZ~  
typedef Ret result_type; jE /pba4R  
} ; "f/Su(6{0  
对于单参数函数的版本: '[E|3K5d  
cmpT_51~O  
template < typename Ret, typename V1 >  q q%\  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > d|^cKLu  
  { .AIlv^:|U  
typedef Ret result_type; 5pF4{Jd1  
} ; ze+_iQ5  
对于双参数函数的版本: :ET05MFs\#  
cR/-FR  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > K,uTO7Mk[  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > g_kR5Wxpt  
  { ]bjXbbHd  
typedef Ret result_type; FtaO@5pS54  
} ; l98.Hb7  
等等。。。 huMNt6P[  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy &d"c6il[  
L/2{}l>D  
template < typename Func > T=/GFg'  
struct func_return qb^jcy  
  { ]g#ur@Y%  
template < typename T > rTBrl[&,q'  
  struct result_1 S,9}p 1  
  { n|t?MoUP  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; mlIX>ss|7B  
} ; vx:MLmZ.  
'z'q)vcr  
template < typename T1, typename T2 > tY?_#rc  
  struct result_2 q|*}>=NX  
  { gmU_# J%~  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; h/I'9&J>*  
} ; wz!a;]agg  
} ; ^tWt"GgC  
udRum7XW 3  
u/`jb2eEU:  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 aNZJs<3;'D  
 3kAmRU  
template < typename Func, typename aPicker > ?^F*M#%?  
class binder_1 m!{}Y]FZn  
  { I)wjTTM5  
Func fn; c\X0*GX  
aPicker pk; 'dE G\?v9  
public : q+A^JjzT  
'ZyHp=RN)  
template < typename T > q4].C|7   
  struct result_1 RYU(z;+0p  
  { ,XD'f  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; 0((3q'[ <  
} ; #41fRmzC  
kOv2E]  
template < typename T1, typename T2 > deD%E-Ja  
  struct result_2 r"yA=d'c  
  { xM ]IU <  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; 4vri=P 2%  
} ; .C]V==z`[4  
2k\i/i/Y  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} 3j{VpacZY  
9fk@C/$  
template < typename T > PUMh#^g}  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const |K},f,  
  { l?>sLKo9  
  return fn(pk(t)); /u9Md3q*'  
} z tS P4lW  
template < typename T1, typename T2 > )Fc` rY  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const 8"!Z^_y)  
  { l2v4SvbX  
  return fn(pk(t1, t2)); s|7(VUPL  
} ;>*l?m-S@n  
} ; ;DMv?-H  
yN* H IN  
}E=:k&IDPB  
一目了然不是么? D`nW9i7  
最后实现bind SU0K#:  
 Vf:w.G A  
"CYh"4]@rD  
template < typename Func, typename aPicker > oY!nM%z/  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) 44H#8kV  
  { @Y/PvS8!  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ]LFY2w<  
} goYRA_%cX  
U.7;:W}c  
2个以上参数的bind可以同理实现。 ?klV;+  
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。 .C avb  
/*5t@_0fe  
十一. phoenix t;P%&:"@M  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: DNsDEU  
]~my<3j}or  
for_each(v.begin(), v.end(), gu+c7qe  
( }-3| v<d  
do_ mQRQ2SN6  
[ R[eQ}7;+  
  cout << _1 <<   " , " _pu G?p  
] L2s)B  
.while_( -- _1), }}a<!L,{  
cout << var( " \n " ) <8U qV.&  
) VGbuEC[Y  
); _ Je k;N  
nSH A,c  
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: [al,UO  
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 #"}Z'|X*  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 d*%-r2K  
那么我们就照着这个思路来实现吧: yZf+*j/a7  
(<ybst6+I  
?b',kN,(  
template < typename Cond, typename Actor > az7<@vSXi  
class do_while /0(2PVf y  
  { GO@pwq<  
Cond cd; jEQr{X7bEL  
Actor act; x`'2oz=,F4  
public : pWo`iM& F  
template < typename T > &KfRZ`9H  
  struct result_1 &5&C   
  { ^%X,Rml<e  
  typedef int result_type; m?;aTSa  
} ; S>~QuCMY  
]?P9M<0PM  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} k0|*8  
0{ov LzW  
template < typename T > {7^7)^@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const yteJHaq  
  { rvT7 5dV0  
  do MpbH!2J  
    { .pNPC|XU  
  act(t); `Q2 `":  
  } iE}jilU  
  while (cd(t)); S[fzy$">  
  return   0 ; ]A}'jP  
} vt`hY4  
} ; - #]?3*NO  
jEBZ"Jvb  
F^ kH"u[  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). 1gp3A  
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。 C3fSSa%b  
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。 ${n=1-SMU  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 x Z2 }1D  
下面就是产生这个functor的类: [3`T/Wm  
{Y{*(5YV  
Ya] qo]  
template < typename Actor > b&uo^G,  
class do_while_actor <Sn5ME<*  
  { azMrY<  
Actor act; }G$rr.G  
public : zGFo -C  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} 0dhJ# [Y  
[V`j@dV  
template < typename Cond > ehEXC  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; $rf4h]&<  
} ; WXj}gL`  
DKL< "#.7  
L|G!of[8n  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 t5h]]TOz  
最后,是那个do_ ['pk/h  
X<s']C9c  
2-821Sf#h  
class do_while_invoker \(_FGa4j  
  { <Vp7G%"'W  
public : @YyTXg{ZK  
template < typename Actor > gO-C[j/  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const 't=\YFQ*v  
  { hvu>P {  
  return do_while_actor < Actor > (act); 70! &  
} Oqzz9+  
} do_; }9fH`C/m  
gH- e0134%  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? 0;'kv |  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 _+ K[1P  
最后来说说怎么处理break和continue 4cK6B)X  
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。 UJkg|eu  
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