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
  • 3070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 .AV)'j#6P  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 `,wu}F85  
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, *X%m@KLIKv  
P+e KZo  
m}VM+=  
i5hD#  
  class filler _RMQy~&b  
  { '#\D]5  
public : K|W^l\Lt  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} SM[{BH<  
} ; tXF]t   
L{ gE'jCC  
eX&Gw{U-f  
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: 4dH}g~[P9  
8OWmzY_=  
ETv9k g  
zIQzmvf  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); HU B|bKy  
(.K\Jg'Y6j  
\zXlN  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 x:K?\<  
~WVO  
&UAe!{E0  
vnX  
二. 战前分析 ~4.r^)\  
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。 gLj?Ys  
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 a7H0!9^h  
zxD,E@lF  
Mjpo1dw  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); c yQ(fIYl  
  /* --------------------------------------------- */ k D~uGA  
vector < int *> vp( 10 ); Y{Ap80'\6  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); [2$4|;7  
/* --------------------------------------------- */ ZIxRyo-i  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ,W5.:0Y;f[  
/* --------------------------------------------- */ ty1fcdFZM  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); D>ai.T%n  
  /* --------------------------------------------- */ g: %9jf  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); "#^MUQ!a  
/* --------------------------------------------- */ <MD;@_Nz\  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); RcY[rnI6  
4dhqLVgL{  
s(@h 2:j  
f%^'P"R  
看了之后,我们可以思考一些问题: )jW(6  
1._1, _2是什么? W|Ldu;#  
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。 ^,s?e.u$8`  
2._1 = 1是在做什么? O?K./So&  
既然_1是一个对象,那么_1的类必然重载了operator=(int)。那么operator=返回什么呢?该函数所返回的对象被传入for_each的第3个参数,可见其返回了一个函数对象。现在整个流程就很清楚了。_1 = 1调用了operator=,其返回了一个函数对象,该函数对象能够将参数1赋值为1。 Wz=OSH7"f  
Ok,回答了这两个问题之后,我们的思路就很清晰了。如果要实现operator=,那么至少要实现2个类,一个用于产生_1的对象,另一个用于代表operator=返回的函数对象。 u,i]a#K  
4~?2wvz G4  
ol!86rky  
三. 动工 ,j;PRJ  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: Rmh*TQu  
Vk<k +=7  
^^Lj I  
tFU;SBt8Ki  
template < typename T > ?#[)C=p]z  
class assignment c;!g  
  { W04av_u 5  
T value; P;foK)AM  
public : Z}Cqd?_')  
assignment( const T & v) : value(v) {} 744=3v  
template < typename T2 > w-FnE}"l  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } ySX/=T:<;  
} ; XSD%t8<LO  
xe:' 8J6L  
2bQ/0?.).-  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 n E :'Zxj  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment (9.yOc4  
cK}Pf+r>  
,7/ _T\d<  
hTS|_5b  
  class holder +t\^(SJ6  
  { >[K?fJ$+  
public : rZC3\,W  
template < typename T > ;w6s<a@Zh  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const d.}}s$Q  
  { Y}1 P~  
  return assignment < T > (t); Z.jCera.  
} 3ut_Bt\  
} ; WM< \e  
#tz8{o?ebN  
(KF7zP  
由于该类是一个空类,因此我们可以在其后放心大胆的写上: edN8-P(  
E`E'<"{Yd  
  static holder _1; : ^(nj7D  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 *FPg#a+  
I)[B9rbe  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); oI$V|D3 9  
而不用手动写一个函数对象。 EVz9WY  
S:97B\ u`  
D0%FELG05  
0VG=?dq  
四. 问题分析 )1z4q`  
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。 YRa4W.&Yn  
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。 ) hdgz$cl  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 :uR>UDlPX  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 ZQLB`n @  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 {5x>y:v  
Y@:3 B:m#  
五. 问题1:一致性 vl~%o@*_  
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?|  Ec.)!Hu  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 +FBi5h  
M)=|<h"F  
struct holder )<'yQW=6  
  { &!#2ZJ}{  
  // fk\5D[j^  
  template < typename T > _W+Q3Jx-(  
T &   operator ()( const T & r) const $~o3}&az  
  { ^Ezcy?  
  return (T & )r; R<j<. h  
} A:xb!= 2  
} ; It\BbG=  
-d_ 7*>m$  
这样的话assignment也必须相应改动: &Q+]t"OA!  
w%~qB5wF6  
template < typename Left, typename Right > Ph"iX'J  
class assignment E 8^sy*f  
  { [J:zE&aj  
Left l; ahoh9iJ  
Right r; cUV TRWV  
public : }wG|%Y#+r  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} 'Aet{A=9  
template < typename T2 > |$w0+bV*  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } 0$?qoS  
} ; 6m\*]nOy4  
<[FS%2,0mb  
同时,holder的operator=也需要改动: [wIKK/O  
{ "}+V`O{  
template < typename T > C&FN#B  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const ZU^Q1}</5  
  { A ' )(SGSc  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 5 2fO)!  
} W&LBh%"g  
S#hu2\9D,  
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。 gm}C\q9  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 FBbm4NB  
&BTfDsxAK  
return l(rhs) = r; B~BUW WMfp  
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。 W=M< c@  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: s|KfC>#  
.8%vd  
template < typename Tp > =Y:5,.U  
class constant_t MsSoX9A{D  
  { V3%Krn1'  
  const Tp t; h#;?9DP  
public : [I_BCf  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} 3me<~u  
template < typename T > $<14JEU  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const wo$|~ Hr  
  { 9PWm@ Nlf  
  return t; ^Y#@$c  
} tvK rc  
} ; J1& A,Gb  
kS[Dy$AB/2  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 XZ!cW=bqS  
下面就可以修改holder的operator=了 C!`>cUhE{  
c;nx59w ]q  
template < typename T > E Gr|BLl  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const pEJ#ad  
  { `g2&{)3k  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); rn[$x(G  
} 55(J&q  
WNl&v]   
同时也要修改assignment的operator() Ae3,W  
1+VY><=n  
template < typename T2 > [`cdlx?Eh  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } Hs.6;|0%  
现在代码看起来就很一致了。 r=xTs,xx  
ZKZl>dDuh  
六. 问题2:链式操作 Bi$ 0{V Z8  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 ?hP<@L6K  
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。 :Xh_$4~^Y  
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。 SxnIX/]J  
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。 @G7w(>_T3  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct qZ `nZi  
Ax :3}  
template < typename T > 4o)(d=q  
struct result_1 C+ZQB)gn  
  { 'nC3:U  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; wE-Ji<1HJ  
} ; O-y6!u$6&  
qr7 X-[&  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: >Iu]T{QNO  
u4`mQ6  
template < typename T > +R3\cRM  
struct   ref 3(cU)  
  { A%.J%[MVz  
typedef T & reference; Q:'qw#P/C  
} ; ]Y?{$M G  
template < typename T > bS_y_ 9K  
struct   ref < T &> uEc0/ a :.  
  { cfrvy^>,  
typedef T & reference; ~| 4U@  
} ; p} t{8j >  
V=G b>_d  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: pil0,r $D  
r\4*\  
template < typename T > OL,/-;z6  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const !C9ps]6  
  { $]Q*E4(kV9  
  return l(t) = r(t); .rt8]%  
} !:]s M-cCt  
可能大家已经注意到我定义assignment的operator()的返回类型的时候,是直接将其定义为Left的operator()返回类型的引用形式,如果实际上处理的对象的operator=并不是按照常理来声明的,那么这段代码可能就编译不过。这的确是一个很麻烦的事情。实际上,在gcc下,使用typeof关键字可以很容易的得到该类型的operator=的返回类型,就可以让这段代码变得更有通用性。然而为了实现可移植性,我不得不放弃这个诱人的想法。 >!:$@!6L  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 #i}#jMT  
/k4^&  
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 OpWC2t)  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: (M+,wW[6  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 ~0' _K1(H  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 zgEr,nF  
最后的布局是: vkDZv@  
                Add  =F",D=  
              /   \ {[YqGv=fF  
            Divide   5 R=#q"9qz  
            /   \ -6hu31W  
          _1     3 ~u O:tL  
似乎一切都解决了?不。 s0~05{  
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。 {<''OwQF~+  
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。 &KOG[tv  
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: ,v$2'm)V  
~#HH;q_7m  
template < typename Right > GFASF,+  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const X+?Il)Bv  
Right & rt) const knNhN=hG+  
  { T:w2  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); \]L::"![?  
} ;PP_3`  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 X]3l| D  
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。 =hZ&66  
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。 ft~|  
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。 CPF>^Mp#  
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。 xdFP$Y~ogy  
且慢,也许立刻就有人跳出来说:这样的话那个XXX怎么写呢?这样不是会导致循环依赖么?这样不是会有downcast么? UY}9  
正解,让picker做基类确实不是一个好主意。反过来,让picker继承functor却是一个不错的方法。下面是picker的声明: X\c1q4oB[  
PsF- 9&_  
template < class Action > @1J51< x  
class picker : public Action z$I[kR%I{  
  { N+C%Z[gt[  
public : >Rl0%!  
picker( const Action & act) : Action(act) {} O]$*EiO\  
  // all the operator overloaded 6ywnyh  
} ; onWYT}c{  
pAUfG^v  
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。 +[X.-,yW  
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: ,N))=/  
6\)8mK  
template < typename Right > o1p$9PL\:  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const TNX%_Q<  
  { u@:=qd=\  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); {LMS~nx  
} 4acP*LkkQ  
9" }^SI8  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > Z,N7nMJf  
使用picker还带来一个额外的好处。之前提到picker_maker要区分functor和常量,有了picker,区分的方法就非常简单了:凡是属于picker<T>的都是functor,否则就是常量。 <manv8*6  
3H\b N4  
template < typename T >   struct picker_maker e@2E0u4  
  { ;QvvU[eb  
typedef picker < constant_t < T >   > result; laD.or  
} ; & 8:iB {n  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > [`Qp;_K?t  
  { Gct&}]3pm  
typedef picker < T > result; 0%q ctZy  
} ; YP .%CD(K  
VAF:Z  
下面总的结构就有了: \ eyQo>(  
functor专心模拟操作符的行为,并实现一个result_1来告诉别人自己的返回类型。 NXWIE4T>*^  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 QvK]<HEr  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 Y|x6g(b  
至此链式操作完美实现。 WW8YB"  
6/V{>MTZg  
bz}AO))Hk  
七. 问题3 xRTg [  
如何使用多参数的函数对象呢?考虑_1=_2,这个functor必须接受2个参数,因此所产生的assignment对象的operator()必须能接收2个参数。 vBCZ/F[  
[# tT o;q  
template < typename T1, typename T2 > pT_e;,KW U  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const :(S/$^U  
  { RB$ 8^#  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); 2o s6c te  
} )z*$`?)k  
)z4kP09  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: 6%tiB?  
oRvm*"8B  
template < typename T1, typename T2 > @$b+~X)7  
struct result_2 um_M}t{  
  { !w;A=  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; v#<+n{B  
} ; q=E}#[EgY  
[V#&sAe  
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? u {E^<fW]  
这个差事就留给了holder自己。 *"wD& E?  
    f-f\}G&G  
EDa08+Y  
template < int Order > t+4%,n f_1  
class holder; |V~(mS747:  
template <> /O(;~1B  
class holder < 1 > :;hBq4h  
  { 8HH.P`Vk#  
public : ]B[/sqf  
template < typename T > 3/SqXu  
  struct result_1 v_1JH<GJ-  
  { b#\ k Z/W  
  typedef T & result; -~Z@,  
} ; 9T0wdK]  
template < typename T1, typename T2 > UNZVu~WnF  
  struct result_2 P". qL 5  
  { dn.c#,Y  
  typedef T1 & result; ~]_jKe4W  
} ; ReG O9}  
template < typename T > I;":O"ij\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const |)P;%Fy9  
  { ^x1D]+  
  return (T & )r; CsST-qxg  
} ][$$  =  
template < typename T1, typename T2 > yn ?U7`V  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const !f]3Riw-=,  
  { J\,e/{,X  
  return (T1 & )r1; hoD[wAC  
} 5-QvQ&eH.  
} ; raI~BIfe  
uwS'*5tU  
template <> FUTyx"   
class holder < 2 > hwol7B>   
  { !PP?2Ax  
public : Nm :|C 3_I  
template < typename T > kp &XX|  
  struct result_1 ?k7/`g U  
  { 1 FIiX  
  typedef T & result; {*]= qSz  
} ; '?!<I  
template < typename T1, typename T2 > &MGgO\|6  
  struct result_2 Z`1o#yZ  
  { D<L{Z[  
  typedef T2 & result; ~zOU/8n ,F  
} ; o'}Z!@h  
template < typename T > qI%9MI;BV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const QX~72X=(  
  { Hd@T8 D*A  
  return (T & )r; cJE>;a  
} []fj~hj  
template < typename T1, typename T2 > W!9f'Yn  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const RV@(&eM  
  {  D]>86&  
  return (T2 & )r2; T6?d`i i1  
} 6V_5BpXt  
} ; Pc:'>,3!V3  
~(doy@0M  
"e};?|y  
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> >。 vR.6^q  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: %^@0tT  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: Fb4S /_ V  
-){^ Q:u  
return l(i, j) = r(i, j); 1ZH8/1gWI  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) x:wq"X  
1XKIK(l  
  return ( int & )i; Z.Y8z#[xg  
  return ( int & )j; $HnD|_*  
最后执行i = j; lV*&^Q8.  
可见,参数被正确的选择了。 _f2iz4  
1~iBzPU2  
/SM#hwFxJ&  
&7y1KwfXn  
=8 1Xt1,  
八. 中期总结 7&U+f:-w  
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: E ^>7jf09,  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 L$07u{Q  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 9!OCilG  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor Cr\/<zy1-e  
a +Qj[pS  
pDS4_u  
Qz90 mb  
!{=%l+^.  
rlh6\Fa  
九. 简化 g<jK^\e W  
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。 -Y,Ibq  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 w0>)y -  
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: [~H`9Ab=  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 3mn-dKe((  
  +-*/&|^等 $R}iL  
2. 返回引用。 ov.rHVeI  
  =,各种复合赋值等 L7'X7WYf&  
3. 返回固定类型。 4 6JP1  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) 20xGj?M  
4. 原样返回。 x-k /rZ  
  operator, AyXKhj#Ml  
5. 返回解引用的类型。 BP><G^  
  operator*(单目) y,eoTmaI  
6. 返回地址。 {*  _ W  
  operator&(单目) uPD_s[  
7. 下表访问返回类型。 \nt'I;f  
  operator[] WED7]2>  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 gM]/Y6 *$b  
  operator<<和operator>> \FX3=WW  
xg!\C@$  
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。 VH*(>^Of F  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: *VAi!3Rx;  
"@bk$o=  
template < typename Left > b<MMli  
struct value_return os+wTUR^  
  { dKG<"  
template < typename T > j>=".^J  
  struct result_1 (.t:sn"P  
  { `l@t3/  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; h.%Qn vL  
} ; vYun^(_-  
m#(x D~V  
template < typename T1, typename T2 > ^8t*WphZC  
  struct result_2 vx,6::%]  
  { )CU(~s|s  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; ov}{UP]a?  
} ; l1j   
} ; hIHO a  
a.Vs >1  
sMo%Ayes  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait (bXp1*0 ;  
xpo}YF'5  
下面我们来剥离functor中的operator() uATRZMai  
首先operator里面的代码全是下面的形式: +1A<kJ  
U;Wmx  
return l(t) op r(t) $a]dxRkz  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) \p|!=H@  
return op l(t) l0,O4k2'  
return op l(t1, t2) e1a%Rj~  
return l(t) op vdM\scO:  
return l(t1, t2) op =1uI >[aN  
return l(t)[r(t)] 2^+"GCo  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] &}?e:PEy  
 vpMv  
很自然的,我们会想到用函数替代这种操作符行为以获得更加一致的形式: ^u<+tV   
单目: return f(l(t), r(t)); Mqy`j9FbL  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); g==^ioS}*  
双目: return f(l(t)); 1A *8Jnw  
return f(l(t1, t2)); [!$>:_Vq/  
下面就是f的实现,以operator/为例 hWJc A.A  
EORAx  
struct meta_divide  )BB a  
  {  #pK)  
template < typename T1, typename T2 > lD XH<W?  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) S^.=j oI  
  { ]y$C6iUY*  
  return t1 / t2; mLqm83  
} /+7L`KPD  
} ; .42OSV  
^u74WN  
这个工作可以让宏来做: bL%)k61G_v  
}2{#=Elh  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ CSs6Vm!=  
template < typename T1, typename T2 > \ >a K&T"  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; ,%^0 4sl  
以后可以直接用 gsH_pG-jU  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) bHNaaif}P  
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 dWSH\wm+  
(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。。。) |@F<ajlV  
6P8X)3CE<T  
G_@H:4$3  
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 MJoC*8QxM  
C09@2M'  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > ,#{aAx|]  
class unary_op : public Rettype |V5H(2/nk  
  { !k^\`jMzw  
    Left l; 4{=Em5`HbO  
public : b7/4~_s  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} jLg4_N1SD  
>E#4mm  
template < typename T > R<U <Y'Y  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const l0f6Lxfz  
      { |BR&p)7)  
      return FuncType::execute(l(t)); H{If\B%1t  
    } 3yDvr*8-@  
pe8MG(V  
    template < typename T1, typename T2 > (J;<&v}Gad  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const ek<U2C_u#  
      { 9b>a<Z  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); cD]t%`*  
    } nBd;d}LD  
} ; hO8B]4=&*  
Z q)A"'Y  
Zx6BK=4G  
同样还可以申明一个binary_op LdL< 5Q[  
Im2g2 ]  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > >*&[bW'}?  
class binary_op : public Rettype YGB|6p(  
  { LF8B5<[O  
    Left l; 8@!SM  
Right r; \%#jT GFs~  
public : aE+E'iL  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} lxbZM9A2  
] GJskBm  
template < typename T > |dvcDx0|K  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 0z .&  
      { ke0Vy(3t{h  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); O1QHG'00  
    } n']@Spm  
!HFwQGP.Y  
    template < typename T1, typename T2 > XS>4efCJ  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Xo P]PR`cQ  
      { mY-r:  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); Q"KH!Bu%P  
    } <=p"c k@  
} ; >%{h_5  
]>!]X*\9  
LGK}oL'  
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 -k'=s{iy  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 sD M!Uv2n  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) o9JJ_-O"  
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。 +:D0tYk2B  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! l-5-Tf&j  
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。。。 K}6}Opr,Tt  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 { aU~[5L3(  
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) 3?C$Tl2G8  
下面是修改过的unary_op 'kp:yI7w  
G'!Hc6OZ  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ezFyd'P  
class unary_op oo`mVRVf  
  { o+&/ N-t  
Left l; o4d>c{p  
  t1xX B^.M{  
public : |= ~9y"F  
gq/q]Fm\  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} M^H357r%  
8I JFQDGA9  
template < typename T > %h^; "|Z  
  struct result_1 oA`Ncu5  
  { bjbm"~  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; zvE]4}VL?  
} ; [(]uin+9Q  
eP6>a7gc  
template < typename T1, typename T2 > znD0&CS9q  
  struct result_2 ~u.CY  
  { @qI^xs=Z  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; x-cg df  
} ; -GQ`n01  
fAXF_wj  
template < typename T1, typename T2 > &!_ >J0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const g\d|/HV K  
  { zGA#7W2?0  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); (FP- K  
} S9-FKjU  
dCN4aY[d  
template < typename T > YDO#Q= q%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const y3 kXfSe  
  { "RiY#=}sm  
  return OpClass::execute(lt(t)); W A-\2  
} R FWJ ZN"  
:(E.sT "R  
} ; b@"#A8M  
Dy mf  
WQK ~;GV-  
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 [s"xOP9R  
好啦,现在才真正完美了。 ;X*I,g.+H  
现在在picker里面就可以这么添加了: 274F+X  
l*^c?lp)  
template < typename Right > /c6:B5G  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const w`x4i fZ0q  
  { c7Jfo x V  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); t,Ss3  
} 0M-=3T  
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。 16Cd0[h?  
@vs+)aRa  
RR |Z,  
f0S$p R  
~U}0=lRVS  
十. bind &?"E"GH  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 epXvk &  
先来分析一下一段例子 {el,CT#  
6 b-'Hui+  
G LU7?2`t  
int foo( int x, int y) { return x - y;} +`=rzL"0I7  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 UXgeL2`;  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 %0&59q]LM  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 |q!O~<H@  
我们来写个简单的。 F}MjZZj(U=  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: +7E&IK  
对于函数对象类的版本: Bc&Y[u-n  
+@G#Z3;l!  
template < typename Func > D6N 32q@  
struct functor_trait [SJ3FZ<  
  { C@b-)In  
typedef typename Func::result_type result_type; zpgRK4p,I"  
} ; {?X:?M_  
对于无参数函数的版本: [$]qJ~kz  
wjy<{I  
template < typename Ret > CT{mzC8  
struct functor_trait < Ret ( * )() > T$!Pkdh  
  { Iw;i ".  
typedef Ret result_type; ;r?s7b/>  
} ; 'u}OeS"f  
对于单参数函数的版本: (! a;}V<7  
t XfXuHa  
template < typename Ret, typename V1 > i4Da'Uk  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > kltorlH  
  { 4LXC;gZ  
typedef Ret result_type; %1\~OnT  
} ; Mh "iyDGA  
对于双参数函数的版本: {c}n."`  
{iXQUj  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > cB0"vbdO  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > 6qR5A+|;  
  { =I8^E\O("  
typedef Ret result_type; lK Ry4~O  
} ; VV-%AS6;  
等等。。。 .k!<Oqa  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy y?'Z'  
C23Gp3_0/  
template < typename Func > Ve\.7s  
struct func_return O-(gkE  
  { "N3!!3  
template < typename T > O^Y@&S RrQ  
  struct result_1 n,#o6ali>  
  { L'HO"EZFj  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; p'4ZcCW?f  
} ; "Wg5eML 0  
@rE+H 5  
template < typename T1, typename T2 > &SMM<^P.  
  struct result_2 1VA%xOURh  
  { LS/ZZAN u  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; . efbORp  
} ; t=IM"ZgfL  
} ; a\m0X@Q  
k r5'E#  
W~& QcSWqD  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 g oZw![4l  
]# ;u]  
template < typename Func, typename aPicker > \7WZFh%:  
class binder_1 uCjbb  
  { ~.E r  
Func fn; G LA4O)  
aPicker pk; OzV|z/R2'  
public : v*&WqVg  
7I0K= 'D7  
template < typename T > OouR4  
  struct result_1 8b X?HeYrr  
  { a?X #G/)  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; V!f' O@p[  
} ; MtG~ O;?8  
~}Z'/ zCZf  
template < typename T1, typename T2 > \|7Y"WEQ  
  struct result_2 ;HmQRiCg  
  { iza.' Mm~  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; T# 3`&[  
} ; s;,ulME  
=k2"1f~e  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ]4[^S.T=  
%(~8a  
template < typename T > yb-/_{Y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const iI@(Bl]  
  { (RLJ_M|;/b  
  return fn(pk(t)); GD<pqm`vVY  
} 8]&lUMaqVZ  
template < typename T1, typename T2 > u4~( 0  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const k(wJ6pc  
  { W4S]2P>T  
  return fn(pk(t1, t2)); u\@ L|rh  
} x=3+@'  
} ; J:2Su1"ODh  
i; 3qMBVY~  
pjNH0mZ  
一目了然不是么? =ve, !  
最后实现bind B:tGD@  
n$jf($*  
etL)T":XV  
template < typename Func, typename aPicker > 0u8(*?  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) f/e2td*A  
  { LJBDB6  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); UdX aC= Q  
} f2FGod<CzN  
FUKE.Uxd  
2个以上参数的bind可以同理实现。 +( V+XT  
另外还可以照样实现一系列binder来绑定类成员函数/变量,手法雷同,就不详细介绍了。 Lz;E/a}s  
^g*/p[  
十一. phoenix }NETiJ"6  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: +ywd(Tuzm  
]@7]mu:oL  
for_each(v.begin(), v.end(), TkV$h(#!f&  
( !FR1yO'd>  
do_ ,__|SnA.  
[ 6882:,q  
  cout << _1 <<   " , " pI{s )|"  
] a3oSSkT  
.while_( -- _1), Mq$N ra  
cout << var( " \n " ) ^Sz?c_<2P  
) kEs=N(  
); . G ~,h  
.j0]hn]  
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: Zc57]~  
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 -Fs^^={Q  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 blA]z!FU  
那么我们就照着这个思路来实现吧: cP MUu9du  
AAt<{  
zVs|go>F  
template < typename Cond, typename Actor > G0eJ<*|_ 3  
class do_while y i/jZX  
  { rKys:is  
Cond cd; $\@yH^hL  
Actor act; a4M`Bk;mb  
public : v]HiG_C  
template < typename T > _;+N=/l0  
  struct result_1 4c=oAL  
  { 3fJwj}wL  
  typedef int result_type; ^y"$k  
} ; c=p@l<)  
q>q@ztt  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {}  <XxFR  
= pS\gLQu  
template < typename T > S Yvifgp  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const gaJIc^O  
  { 3f :I<S7  
  do s:/.:e_PU  
    { -ijQT B  
  act(t); ; (+r)r_  
  } (UV+/[,  
  while (cd(t)); a".uS4x  
  return   0 ; ]Zim8^n?`.  
} 4 1TB  
} ; 5yQv(<~*G  
f.=4p^  
<z|? C  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). l%A~3  
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。 `8TM<az-L  
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。 z~xN ]=  
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。 p\8cl/~  
下面就是产生这个functor的类: 3Fn26Ri j  
L&'0d$Tg8  
K`FgU 7g{  
template < typename Actor > MOG[cp  
class do_while_actor ?Y'S /  
  { <5(8LMF  
Actor act; WL}6YSC  
public : ~]/X,Cf  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} v-) eT  
rA9x T`  
template < typename Cond > BQB O]<99  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; xM;gF2  
} ; vd /_`l.D  
tb0XXE E  
x[}e1sXXs  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 ;?2vW8{p<  
最后,是那个do_ NI(`o8fN  
M Zw%s(lv  
i&>,aiH@  
class do_while_invoker '{cN~A2b4  
  { %1VMwqC]E  
public : #K! Df%,<  
template < typename Actor > L238l  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const jD^L<  
  { hDlk! #*  
  return do_while_actor < Actor > (act); oAyk  
} cT0utR&  
} do_; Q '+N72=  
Sc6wC H  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? pN0c'COy^  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 N`Bt|#R  
最后来说说怎么处理break和continue +H&_Z38n  
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。 Xe+&/J5b  
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