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
  • 6929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 8g -u  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 %pVsafV  
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, 6FDj:~  
"](Q2  
wR_mJMk_  
<zXG}JuL@T  
  class filler / &Z8g4vc  
  { "L.k m  
public : P%R!\i  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;}  ?s,oH  
} ; @|A!?}  
(BY 0b%^  
lJ3VMYVrUP  
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: @ lB{!j&q  
M6wH$!zRa  
4q .;\n  
%U{6 `m  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); +2MF#{ tS  
c#x~x  
y A5h^I  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 lITd{E,+r  
82FEl~,^E  
h[dJNawL  
QPm[4Fd{G  
二. 战前分析 (rFkXK4^J  
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。 faOiNR7;h  
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 4A+g-{d  
4D&L]eJ  
Sfe[z=7S  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); $7YZ;=~B  
  /* --------------------------------------------- */ gw)z*3]~s  
vector < int *> vp( 10 ); 6wpW!SWD  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); R+.4|1p  
/* --------------------------------------------- */ k2Cq9kQq  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); XoD:gf  
/* --------------------------------------------- */ >r`O@`^U  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); 2#NnA3l]x%  
  /* --------------------------------------------- */ ObM/~{rKx  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); Xc[ym  
/* --------------------------------------------- */ IhzY7U)}T  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); ou0TKE9 _  
OcUj_Zd  
A@o7  
.4]XR/I$  
看了之后,我们可以思考一些问题: A$p&<#  
1._1, _2是什么? z#G\D5yX[*  
显然_1和_2都满足C++对于标识符的要求,可见_1和_2都是对象。 xDeM7L'  
2._1 = 1是在做什么? aNry> 2:  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 -`8@  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 }Rz,}^B  
G9Xkim Q'  
m?wQk:Y1  
三. 动工 8^EWD3N`  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: i'<hT q4  
qJF'KHyU{l  
wdj?T`4  
<e#v9=}DI  
template < typename T > Q@}SR%p  
class assignment z:S:[X 0  
  { 6<@ mB Z  
T value;  ,7:GLkj  
public : { 1~]}K2  
assignment( const T & v) : value(v) {} 1D[V{)#  
template < typename T2 > 'bRf>=  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } DI)"F OM6  
} ; 64b AWHv  
1PxRj  
[;hkT   
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 rXmrT%7k  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment 0#GnmH  
b)a5LFt|  
Q.9,W=<6  
L+ew/I>:  
  class holder {8mJ<b>VA  
  { }WJX Q@  
public : T$mT;k  
template < typename T > N @_y<7#C  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const i|<wnJu  
  { *CGHp8  
  return assignment < T > (t); xj33g6S  
} I!Dx)>E&  
} ; 8\E=p+C  
R6X2d\l#  
8oU R/___  
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: De 3;}]wC  
S7J.(; 82  
  static holder _1; D(Z#um8n  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 DNj<:Pdd)  
$'}|/D  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); Q65M(x+oy  
而不用手动写一个函数对象。 xBc$qjV  
2.JrLBhN  
O<wH+k[  
xK0;saG#  
四. 问题分析 [Cd#<Te3  
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。 RPMz&/k  
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。 Xgh%2 ;:  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 qPi $kecx  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 p]X+#I<  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 D*46,>Tv  
)6XnxBSH  
五. 问题1:一致性 m.6uLaD"!}  
首先来看看1,合并_1和functor的最佳方法就是把_1本身也变成functor。那么_1的operator()会做什么事情呢?| z1tD2jL_  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 m; =S]3P*  
c>c3qjWY/  
struct holder i:N-Q)<Q*)  
  { o9ys$vXt*  
  // OWfB8*4@  
  template < typename T >  })!-  
T &   operator ()( const T & r) const aiX4;'$x!  
  { ~Gc@#Msj  
  return (T & )r; Y: C qQ  
} o;9H~E  
} ; dC4`xUv  
UCmJQJc  
这样的话assignment也必须相应改动: B4*,]lS?  
Ts, U T L  
template < typename Left, typename Right > )y!gApNs"  
class assignment 3bLOT#t  
  { s(5(zcBK  
Left l; ?N+pWdi  
Right r; b+RU <qR  
public :  eJ[+3Wh  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} X`Lv}6}xT  
template < typename T2 > ?st}rJ_  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } %/U'Wu{*  
} ; |]:6IuslJ  
J#w=Z>oz<  
同时,holder的operator=也需要改动: `{yD\qDyX  
= ?/6hB=7<  
template < typename T > .2P3 !KCL  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const 7"eIZ  
  { U1yspHiZ  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); -hF!_);{  
} oQ Vm)Bn'R  
y q2AZ@}"  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 we}5'bS>  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 MD;,O3Ge  
&H,UWtU+  
return l(rhs) = r; g C8 deC8  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 PHez5}T  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: iN Lt4F[i  
&B+_#V=X@  
template < typename Tp > BD.l5 ~:  
class constant_t %"E!E1_Sv  
  { A[Ce3m  
  const Tp t; .ezko\nU  
public : ndB qXS  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} *!NW!,R  
template < typename T > 9$(N q  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const otdv;xI9  
  { 0ly6  |:  
  return t; } ?+0s=Z  
} _+~jZ]o N  
} ; CJ3/8*;w  
8;UkZN"hy5  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 RXWdqaENx  
下面就可以修改holder的operator=了  KI\ 9)  
+Z9ua%,3%  
template < typename T > ncsk(`lo  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const 0|\JbM  
  { 1?TgI0HS  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); ,F'y:px  
} ]RVme^=  
*= %`f=  
同时也要修改assignment的operator() /byF:iYI  
'oBv(H  
template < typename T2 >  Cb|R  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } 'o8,XBv-  
现在代码看起来就很一致了。 /HSg)  
-&y&b-  
六. 问题2:链式操作 +miL naO~L  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 JV;VR9-l  
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。 -S@ ys  
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。 v49 i.c9  
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。 Me+)2S 9  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct /PBK:B  
a5]]AkvA  
template < typename T > !$-QWKD4  
struct result_1  poZ&S  
  { pL.~z  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; v`jFWq8I,  
} ; WK SWOSJ  
mL@7,GD  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: 4%>tk 8 [  
5B{Eg?  
template < typename T > ,+5 !1>\  
struct   ref (elkk#  
  { @<S'f<>g  
typedef T & reference; %CrpUx  
} ; 61b<6 r0o  
template < typename T > 'Te'wh=Y  
struct   ref < T &> >BMtR0  
  { ~c=*Y=)LG  
typedef T & reference; b Olb  
} ; XOZ@ek)LY  
\7(OFT\u:  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: tgrZs8?  
!6+V  
template < typename T > /jU4mPb;\D  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const - :x6X$=  
  { Pv$O=N6-  
  return l(t) = r(t); DC$x}1  
} (jh0cy}|]  
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。 B/EGaYH  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 {RH)&k&%  
Fz$^CMw5K  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 Nu}Zsb|{  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: !`dn# j  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 rIj B{X{Z  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 ({t6Cbw  
最后的布局是: ( 2KopL  
                Add I\6^]pi,  
              /   \ )]JQlm:H  
            Divide   5 .!1E7\  
            /   \ CakB`q(8  
          _1     3 <*4r6UFR  
似乎一切都解决了?不。 gn${@y?  
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。 @%As>X<3t  
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。 e({-. ra  
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: _4t  
k'd=|U;(FV  
template < typename Right > T!H }^v  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const 4V5h1/JPm  
Right & rt) const Nu%MXu+  
  { sTYA  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); <(o) * Zmo  
} z`y^o*qc]  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 yLvU@V@~  
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。 Z1+1>|-iW  
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? (/~Vb%  
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。 @(e/Y/  
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。 TP)}1 @  
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? safI`b w1  
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: hzy#%FaB  
4{=^J2z  
template < class Action > b U>.Bp]  
class picker : public Action , *Z!Bd8  
  { <3b Ft[  
public : ca$K)=cDW  
picker( const Action & act) : Action(act) {} A!`Q[%$  
  // all the operator overloaded hQbz}x  
} ; *h"7!g  
bX&=*L+ h6  
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。 jL#`CD  
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: Bjsg!^X7  
\w@ "`!%  
template < typename Right > (, uW-  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const >o!~T}J7  
  { J?bx<$C@  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); CF@j]I@{   
} 8}!WJ2[R  
'di(5  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > H_7EK  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 'W J3q|o/  
IdWFG?b3  
template < typename T >   struct picker_maker 0\yA6`}!  
  { +Rd;>s*.Y  
typedef picker < constant_t < T >   > result; -f8iq[F5  
} ; V5HK6-T  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > 'u4TI=[6  
  { .d%CD`8!  
typedef picker < T > result; @7,k0H9Moa  
} ; rW0-XLbL5H  
|jTRIMj%,_  
下面总的结构就有了: : ]~G9]R`  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 ~myY-nEY  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 ^1,VvLA+  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 HO9w"){d$  
至此链式操作完美实现。 c`_[q{(^m  
\zyvu7YA  
OOj }CZ6  
七. 问题3 18gApRa  
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。 O3["5  
4oRDvn7f&  
template < typename T1, typename T2 > !"QvV6Lq\  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xg1QF^  
  { aO$I|!tl  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); '@,M 'H{  
} 4:Id8r zz  
p;9"0rj,z  
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: Bh<6J&<n  
% (x9~"  
template < typename T1, typename T2 > YS+|n%?  
struct result_2 zqa7!ky  
  { v<t r1cUT  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; 'o]8UD(  
} ; RD0=\!w*5  
8(""ui 8  
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? <e@+w6Kp'7  
这个差事就留给了holder自己。 QL`Hb p  
    q jmlwVw  
*VgiJ  
template < int Order > XMw*4j2E  
class holder; >K-S&Y  
template <> qv.s-@l8  
class holder < 1 > j )b[7%  
  { gano>W0  
public : i9j#Tu93 f  
template < typename T > fu $<*Sa2  
  struct result_1 <#F@OU  
  { TnQ"c)ta  
  typedef T & result; X6SWcJtSw  
} ; J>p6')Y6~  
template < typename T1, typename T2 > nv/'C=+L  
  struct result_2 $ucA.9pJ  
  { M A  
  typedef T1 & result; :SvgXMY@  
} ; z6;6 o!ej  
template < typename T > 'nSo0cyQ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const B'8/`0^n5  
  { 5l4YYwd>v  
  return (T & )r; 'CA{>\F$F+  
} mL]a_S{H  
template < typename T1, typename T2 > &Na,D7A:3I  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const 6g&Ev'  
  { u@pimRVo  
  return (T1 & )r1; g}n-H4LI  
} AS'%Md&I  
} ; Ws*UhJY<GS  
=a^}]k}  
template <> :.aMhyh#*  
class holder < 2 > \2!1fN  
  { ;Bwg'ThT  
public : 6tF_u D  
template < typename T > m< Y  I}  
  struct result_1 Z]qbLxJV  
  { 5)iOG#8qJ  
  typedef T & result; $* hqF1Q  
} ; Dbl+izF3  
template < typename T1, typename T2 > pq$-s7#  
  struct result_2 hU6oWm  
  { iR]K!j2  
  typedef T2 & result; dpSNh1  
} ; =bJ7!&  
template < typename T > zy(NJ  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const x7ZaI{    
  { y XT8:2M  
  return (T & )r; #.j}:  
} VDTt}J8  
template < typename T1, typename T2 > 7m:ZG  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const (NC]S  
  { ,=V9 ?  
  return (T2 & )r2; <NXJ&xs-+  
} "."ow|  
} ; |wINb~trz  
qV7 9bK  
y ~n1S~5cI  
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> >。 xM)6'= x6  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 1V.oR`&2E  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: ?"$Rw32  
5yk#(i 7C  
return l(i, j) = r(i, j); zd|n!3;  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) 5y8VA4L/o  
'e/wjV  
  return ( int & )i; B,A,5SuMk  
  return ( int & )j; fLS].b]1N  
最后执行i = j; L@s_)?x0  
可见,参数被正确的选择了。 -}(2}~{e(  
l}SHR|7<  
o3YW(%cYR  
C?j:+  
T/]f5/  
八. 中期总结 .tcdqL-'  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: nO+R >8,Q  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 Jb*E6-9G  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 v =d16  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor CorV!H4  
,pIh.sk7s*  
/mXxj93UA  
lFl(Sww!\  
LhRd0  
&-Ylj  
九. 简化 Z C<+BKS  
很明显,要支持一个操作符所要做的工作太多了,而且在每个functor中申明result_1至result_n,可见如果n发生变化,维护的开销极大。 G>Hg0u0!,  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 Z@(KZ|  
首先,我们注意到result_x的形式很统一。对于各种操作符,其返回值无非下列几种: g%<n9AUl  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 ]f_`w81[  
  +-*/&|^等 h0$Y;=YA  
2. 返回引用。 6EeO\Qj{  
  =,各种复合赋值等 |j~l%d*<w  
3. 返回固定类型。 _"*}8{|  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 6H=gura&   
4. 原样返回。 0X3yfrim  
  operator, UmR4zGM}  
5. 返回解引用的类型。 2Qt!JXC  
  operator*(单目) ~7an j.  
6. 返回地址。 "hi03k  
  operator&(单目) %=!] 1  
7. 下表访问返回类型。 u'nQC*iJb  
  operator[] [5!dO\-[  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 J$5Vjh'aM  
  operator<<和operator>> =f!clhO  
YjH~8==  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 >, [@SF%  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: q=}1ud}1  
DD2K>1A1  
template < typename Left > .+,U9e:%  
struct value_return Wy%FF\D.Y  
  { 6$[7hlE  
template < typename T > U*b7 Pxq;  
  struct result_1 Z?xRSi2~7  
  { 3)yL#hXg)  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; @{W"mc+  
} ; | kP utB  
u"4 B5D  
template < typename T1, typename T2 > Evd|_W-  
  struct result_2 cPv(VjS1;  
  { bf|ePGW?  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3~VV2O  
} ; @S=9@3m{w;  
} ; K`2(Q  
yM~bUmSg  
FWA?mde  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ]IEZ?+F,  
<z\`Ma  
下面我们来剥离functor中的operator() z;!"i~fFK  
首先operator里面的代码全是下面的形式: rtfRA<  
2,wwI<=E'  
return l(t) op r(t) N<1+aL\  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) <Se9 aD  
return op l(t) \5 rJ  
return op l(t1, t2) M~N/er  
return l(t) op SnR2o3r-Of  
return l(t1, t2) op U (#JC(E-#  
return l(t)[r(t)] iGkysU<wcp  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] le]~Cy0  
x x4GP2  
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: uKXNzz  
单目: return f(l(t), r(t)); nwh@F1|  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); ^sB0$|DU  
双目: return f(l(t)); 3H`{ A/r  
return f(l(t1, t2)); vENf3;o0  
下面就是f的实现,以operator/为例 mf)+ 5On  
pQKSPr  
struct meta_divide r *]pL<  
  { 6y~F'/ww  
template < typename T1, typename T2 > -rn6ZSD)  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 'It8h$^j  
  { @0 /qP<E  
  return t1 / t2; -sfv"?  
} "L:4 7!8  
} ; &iVdqr1,  
2 U]d 1  
这个工作可以让宏来做: r34MDUZdI  
Id##367R  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ y;uR@{  
template < typename T1, typename T2 > \ 31@Lr[!  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; c~?Zmdn:  
以后可以直接用 r`.N?  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) [IQ|c?DxpL  
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 msM1K1er  
(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。。。) |PlNVd2  
Rh?bBAn8  
~y2zl  
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 >a,D8M?  
c%J6!\  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > JD~;.3$/k  
class unary_op : public Rettype G %6P`:  
  { (rd [tc  
    Left l; m$kQbPlatN  
public : lOk8VlH<h  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} 9MYk5q.X:  
=y4dR#R(\  
template < typename T > b1Kt SRLV  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const *Bq}.Yn  
      { s:Ml\['x  
      return FuncType::execute(l(t)); +7^p d9F.  
    } 1J4Pnl+hN  
1(Ta*"(0Ip  
    template < typename T1, typename T2 > :t{~Mi=T  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ]MV8rC[\  
      { <aJQV)]\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); wDZ<UP=X  
    } 12KC4,C&1i  
} ; `;E/\eG"  
/v8Q17O?e  
IB/3=4n^|  
同样还可以申明一个binary_op *iE tXv  
a+E&{p V  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > Ki2!sADd  
class binary_op : public Rettype 3/@z4:p0R  
  { -f)fiQ-<  
    Left l; i(^U<DW$  
Right r; 15\m.Ix  
public : ^AS \a4`/  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} :x)H!z P  
&)%+DUV|  
template < typename T > Z[oEW>_A  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const lUm(iYv;H  
      { VN0We<\Z  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); CwA_jOp  
    } ViPC Yt`of  
X#lNS+&='  
    template < typename T1, typename T2 > 'J|)4OG:  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .B# .   
      { (Q^sK\  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); 0N.h:21(4  
    } K^shTh8k  
} ; lmvp,BzC  
50W+!'  
["Ltqgx  
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 2T~cOH;T  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 CWn\K R  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) D(#f`Fj;  
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。 G@[8P?M=Z  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中!  5&&4-  
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。。。 2J ZR"P  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 &X$T "Dp  
这实际上是vc的bug,解决方法是不要去使用typename Rettype::template result_2<T1, T2>::result_type这样的形式。(感谢vbvan) =_7wd*,  
下面是修改过的unary_op ~2w&+@dV%  
<W80AJ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > pk/#RUfT+  
class unary_op H\67Pd(Z6  
  { qTd[Da G#  
Left l; <(L@@.87R  
  Y%s:oHt  
public : 1iy$n  
HTJ2D@h  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} 7K1-.uQ  
mL{P4a 1xf  
template < typename T >  `Y#At3{  
  struct result_1 5Q?Jm~H9  
  { z8Q!~NN-K  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; *qd:f!Q3  
} ; <'a~Y3B"o  
0 &zp  
template < typename T1, typename T2 > Ts5)r(  
  struct result_2 \G" S7  
  { M&Ka ^h;N  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; =ejj@c  
} ; 8M,*w6P  
eqo0{e  
template < typename T1, typename T2 > !eLj + 0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ti\ ${C3  
  { 1 em,/> "  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); 9y7N}T6  
} J D\tt-  
tE7jTe  
template < typename T > k~Ex_2;#  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'cW^S7  
  { H U|.5tP  
  return OpClass::execute(lt(t)); v= 55{  
} HN5m%R&`  
I"07x'Ahq3  
} ; #~*v##^vFH  
 0#,a#P  
8Bf >  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug _4ag-'5  
好啦,现在才真正完美了。 6>>; fy2  
现在在picker里面就可以这么添加了: x84!/n^z  
-aoYoJ '  
template < typename Right > 4T@:_G2b  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const _gvFs %J  
  { ;[v!#+yml  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); R'Sd'pSDN  
} h)KHc/S  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 jEc_!Q  
SepjF  
K:PH: e  
TlqHj  
IGdiIhH~2  
十. bind ^|]&"OaB Z  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 LK^|JEu  
先来分析一下一段例子 }u Y2-l  
6K/RO)  
U<Pjn)M~B  
int foo( int x, int y) { return x - y;} p8 rh`7  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 l& :EKh  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 tcD7OC:"6  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 ;FPx  
我们来写个简单的。 D JP6Z  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: 2;}leZ@U  
对于函数对象类的版本: ^|Ap_!t$;  
m5\T,  
template < typename Func > hnnB4]c  
struct functor_trait 0Y.z  
  { Kl1v^3\{  
typedef typename Func::result_type result_type; =$>=EBH,cm  
} ; =~#mF<z5  
对于无参数函数的版本: j{@O %fv=  
k s40 5  
template < typename Ret > wj)LOA0  
struct functor_trait < Ret ( * )() > vB:\ZX4  
  { IpP%WW u  
typedef Ret result_type; @= -(H<0  
} ;  *}?[tR5  
对于单参数函数的版本: YW}$eW*  
x.SfB[SZ  
template < typename Ret, typename V1 > i'>6Qo  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > vgfC{]v<W]  
  { ^_7|b[Bt  
typedef Ret result_type; oV|O`n  
} ; -t`kb*O3`  
对于双参数函数的版本: ?w3RqF@}  
9:j?Jvw$  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > Ox3=1M0  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > k(gbUlCc  
  { K9!HW&?<|  
typedef Ret result_type; }LHYcNw^z  
} ; ]33!obM  
等等。。。 TO wd+]B  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy &?<uR)tl  
X Xque-  
template < typename Func > (lk9](;L  
struct func_return TCr4-"`r-{  
  { ^Hd[+vAvR  
template < typename T > ]a $6QS  
  struct result_1 j\2Qe %d  
  { SSK}'LQ  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; %I1@{>OxG  
} ; PmR].Ohzi  
inP2y?j  
template < typename T1, typename T2 > mH o#"tc  
  struct result_2 ,7{|90'V<  
  { ~q$]iwwqT  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; [FFr}\}bY  
} ; 0w?da~  
} ; M4^G3c<  
q<3nAE$?=  
CM6% g f3  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 144Y.  
AdX))xgl  
template < typename Func, typename aPicker > OO:S2-]Y>e  
class binder_1 uLhGp@Dx  
  { Od1\$\4Z  
Func fn; Sj+H{xJi  
aPicker pk; g4K+AK  
public : iw@rW5%'~  
L9b.D<  
template < typename T > u3T-U_:jSV  
  struct result_1 mm/\\my  
  { 7?P'f3)fG  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; RS5<] dy  
} ; *x36;6~W;  
ah>c)1DA*H  
template < typename T1, typename T2 > B#K gU&Loo  
  struct result_2 -y`Pm8  
  { ;6tra_  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; g~lv/.CnA+  
} ; 5Rbl.5. A  
hkK>h  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} N$fP\h^AR  
'gwh:  
template < typename T > P,v7twc0M  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const `<XS5h h=  
  { }%g[1 #%(  
  return fn(pk(t)); #S>N}<>  
} lhUGo =  
template < typename T1, typename T2 > E=NjWO  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Gu;40)gm  
  { qe]D4K8`Q3  
  return fn(pk(t1, t2)); I?T !  
} _u]Z+H"  
} ; 92TuuN#{  
FFT)m^4p.  
x39tnf/F  
一目了然不是么? ; 476t  
最后实现bind Agc ss20.  
c`E>7Hjr-  
#MC#K{Xd  
template < typename Func, typename aPicker > -l[H]BAMXy  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) K,4Ig!  
  { z#{Y>.b  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); FZ*"^=)`G  
} " ityx?  
CD1Ma8I8  
2个以上参数的bind可以同理实现。 R|?n  
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。 B`SX3,3  
<spG]Xa<  
十一. phoenix x[ A|@\Z  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: 757&bH|a  
l)r\SE1  
for_each(v.begin(), v.end(), .Xlo-gHk  
( |nMjv]#  
do_ 01(U)F\  
[ [* xdILj  
  cout << _1 <<   " , " 7F`\Gz_2  
] Ar-Vu{`  
.while_( -- _1), FPc `J  
cout << var( " \n " ) <IrhR,@M,L  
) Q%CrB>|@  
); Q Xd`P4a  
(Mc{nFqS  
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: !t%1G.  
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 P| NGAd  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 5BrN uR$  
那么我们就照着这个思路来实现吧: ju2H 0AQ  
ZayJllaq^  
Y3@+aA  
template < typename Cond, typename Actor > ~/^fdGr  
class do_while !(*&P  
  { m"L^tSD~  
Cond cd; [REH*_  
Actor act; ("`"?G  
public : d=1\=d/K  
template < typename T > =svFw&q"  
  struct result_1 JMAdsg/  
  { %[XP}L$  
  typedef int result_type; [3dGHf;miw  
} ; @(R=4LL  
+9/K|SB{ $  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}  l!1_~!{y  
6AIqoX*p  
template < typename T > y[J9"k(@  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const XT/t\\Z`U  
  { BOpZ8p'eH1  
  do + S+!:IB  
    {  II'.vp  
  act(t); fhi}x(  
  } ?0)K[Kd'Y  
  while (cd(t)); 4(8c L?J`0  
  return   0 ; UDHOcb  
} NXD-  
} ; y,?=,x}o#  
>4g!ic~O  
~,,r\Y+  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). rDl/R^w"  
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。 ll__A|JQ  
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。 B9l~Y/3|  
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。 6TRLHL~B  
下面就是产生这个functor的类: 2UQF:R?LQ  
iKq_s5|sW  
(ot,CpI(I  
template < typename Actor > "%K'~"S#Q,  
class do_while_actor H~*N:$C  
  { Az8b_:=  
Actor act; K0>;4E>B  
public : gpq ,rOIK  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} o^@#pU <  
KXZ G42w  
template < typename Cond > LYAGpcG  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; <hzHrx'o{  
} ; Cuylozj$&  
r'ilJ("  
"d}']M?-h  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ,t_&tbf3  
最后,是那个do_ tOXyle~C  
Ew4D'; &;  
9z?c0W5x  
class do_while_invoker rvx2{1}I  
  { `;Ui6{|  
public : '!$ QI@@  
template < typename Actor > uj;iE 9  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const p$F` 9_bZ  
  { :@p]~{m:G  
  return do_while_actor < Actor > (act); A}! A*z<9  
} L@RnLaoQ  
} do_; U| yt   
 }<kl3{)  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? ;0Ua t  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 P|1  D6  
最后来说说怎么处理break和continue RrLj5Jq  
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。 j7d^g a-`  
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
如果您在写长篇帖子又不马上发表,建议存为草稿
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五