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
  • 2973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 ,X9hl J  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 %-h7Z3YcN  
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, R7E]*:0}  
c0!Te'?  
&_Cxv8  
gZw\*9Q9  
  class filler  4 "pS  
  { C $]5l; `  
public : T$gkq>!j<E  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} KW&nDu t  
} ; M,b<B_$  
W9 n^T+2  
~fyF&+ibp'  
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: ]}nu9z<  
v t^r1j  
.Lr`j8  
:@:g*w2K  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); 7,pjej  
a='IT 5  
#D!$~ h&i  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 20 jrv'f  
S 3{Dn  
98D{{j92  
X?KGb{  
二. 战前分析 k)$iK2I  
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。 IL!BPFG w  
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 `y1BTe&  
Tx y]"_  
yQu vW$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); CMC?R,d  
  /* --------------------------------------------- */ P/FrE~  
vector < int *> vp( 10 ); =^Bq WC2~  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); fdd~e52f  
/* --------------------------------------------- */ 5|yZEwq  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); !Bag}|#  
/* --------------------------------------------- */ q:xtm?'$  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 );  Vil@?Y"  
  /* --------------------------------------------- */ <$"7~i /X  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); o:Ln._bj  
/* --------------------------------------------- */ RM)1*l`!E  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1);  ]a78tTi  
p])D)FsMB  
{&u Rd?(  
k%"$$uo  
看了之后,我们可以思考一些问题: ]MC/t5vCu  
1._1, _2是什么? 929#Q#TT  
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。 xg(<oDn+\  
2._1 = 1是在做什么? }j& O/ Up  
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。 -Bl/ 4p  
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。 "\NF  
g;$E1U=R-E  
HkW/G[7x&  
三. 动工 Us1@\|]  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: !.9l4@z#  
5r'=O2AZX  
A$/KP\0Y2  
]a8eDy  
template < typename T > 6(:)otz  
class assignment *hV4[=  
  { 7 2`/d`  
T value; ymHKcQ  
public : J=b*  
assignment( const T & v) : value(v) {} rU],J!LF  
template < typename T2 > CP}0Ri)  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } )m|C8[u  
} ; O\%j56Bf  
X d!Cp  
B<A:_'g  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 _wMc*kjJO  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment mG X\wta  
Z&TD+fT<  
i"/r)>"b  
)sqaR^  
  class holder 8^i\Y;6  
  { 'zE: fLo  
public : F/)f,sZF  
template < typename T > ki#y&{v9Be  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const K/DH / r  
  { #U\$@4D  
  return assignment < T > (t); t/A:k  
} ,bxz]S1W  
} ; VcP:}a< B\  
tAaYL \~  
9_eS`,'  
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: `Rrr>vj  
E`~i-kf  
  static holder _1; ma3Qi/  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 O!o <P5X^  
:#qUMiu$  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); r|M'TA~:  
而不用手动写一个函数对象。 ohtT O]\  
D^$]>-^  
#&k8TY  
gEE9/\>%-  
四. 问题分析 ,dOMW+{  
虽然基本上一个Lambda已经初步实现出来了,但是仔细想想,问题也是很多的。 YRXK@'[=  
1, 我们现在是把_1和functor看成两个不同的存在,会导致代码的重复。 rYbCOazr  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 <8$Md4r  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 qv.n99?]  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 0"4J"q]&  
5H~@^!7t  
五. 问题1:一致性 >;m{{nj  
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?| (:JjQ`i  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。 )q^(T1  
0Qt~K#mr/  
struct holder R!9qQn?  
  { 3zbXAR*  
  //  -W9gH  
  template < typename T > 9g96 d-  
T &   operator ()( const T & r) const m.!wsw  
  { jBS'g{y-!  
  return (T & )r; R^uc%onP  
} \` &ej{  
} ; D6Dn&/>Zp  
Rw/Ciw2@?  
这样的话assignment也必须相应改动: !1("(Eb  
_$!`VA%  
template < typename Left, typename Right > lelMt=  
class assignment a`s/qi  
  { =ydpU<aS  
Left l; G<|:605  
Right r; ssPI$IRg!  
public : &h\7^=s.  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} QOd!]*W`?m  
template < typename T2 > 'g2vX&=$A  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } * ]>])ms)  
} ; 9+t =|  
,^HS`!s[ E  
同时,holder的operator=也需要改动: (N7O+3+G  
{|Bd?U;  
template < typename T > \,hrk~4U;(  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const l`* ( f9Q  
  { 4Q$!c{Y r  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); 2!BsEvB(  
} 6oYIQ'hc  
/ xs9.w8-  
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。 7pz\ScSe  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 G#|Hu;C6"  
]?M)NRk%S  
return l(rhs) = r; .5 ]{M\aA  
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。 4'` C1a  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: ;c$@@ l  
7r['  
template < typename Tp > 1EQvcw #  
class constant_t ;KL9oV!<f  
  { \<=IMa0  
  const Tp t; &lUNy L  
public : RN vQ  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} g [AA,@p+  
template < typename T > j!7Qw 8  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const 1!d)PK>1$  
  { VJ*\pM@no  
  return t; $ 3]b>v  
} w1c w1xX*  
} ; brfKd]i  
h^Qh9G0dn  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 ETe-  
下面就可以修改holder的operator=了 Nkx0CG*  
' Wtf>`  
template < typename T > _Yy:s2I8B  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const [t$4Tdd  
  { v[smQO  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); VE*j*U j  
} xb]o dYGdW  
V!W1fb7V  
同时也要修改assignment的operator() IKo;9|2U  
LfHzT<)|  
template < typename T2 > 4j{oaey  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } y #69|G  
现在代码看起来就很一致了。 <>n9'i1  
lJUy;yp_+  
六. 问题2:链式操作 \1]rlzXGUT  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 &u=8r*  
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。 $e*B:}x}  
事实上,首先要解决的是,如何知道一个functor的operator()的返回值的类型。遗憾的是,我并没有找到非常自动的办法,因此我们得让functor自己来告诉我们返回值的类型。 z,avQR&  
比较麻烦的是,operator()的返回值一般和其参数的类型相关,而operator()通常是一个模版函数,因此其返回值类型并不能用一个简单的typedef来指定,而必须实现一个trait。 GY9y9HNZ  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct  `Klrr  
ODek%0=  
template < typename T > &>g~-s  
struct result_1 mbGcDG[HQ  
  { *Wso3 6an  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; obj!I7  
} ; dHq#  
Ox|TMSb^  
那么如果参数为T,其返回值类型就为result_1<T>::result。上面代码的ref<T>为一个类型转换类,作用是返回T的引用。不直接加上&符号的原因是如果T本身就是Q的引用Q&,那么Q&&是非法的。因此ref的实现即为: _0.pvQ  
>(OYK}ZN  
template < typename T > K?[)E3  
struct   ref ^&-a/'D$,  
  { (_ U^  
typedef T & reference; dqxd3,Z  
} ; [g`,AmR\!  
template < typename T > %<AS?Ry  
struct   ref < T &> _[F@1NJ  
  { O) 1E$#~  
typedef T & reference; S+iP^*L,c  
} ; $o"g73`3  
<}]{~y  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: C38%H  
iE=P'"I  
template < typename T > ewym 1}o  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const eG4>d^`c  
  { /p 5=i  
  return l(t) = r(t); vf N#NY6  
} &wb9_? ir-  
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。 !)nD xM`p  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 Yg&` U^7]B  
|(RZ/d<X\a  
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 p1~*;;F  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: 6g~+( ({lQ  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 D^|7#b,zcH  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 G5;V.#"Z[  
最后的布局是: Dkw*Je#6PX  
                Add Z\'wm'  
              /   \ 1 }nm2h1 I  
            Divide   5 Oy%Im8.-A#  
            /   \ pC^2Rzf  
          _1     3 'W(xgOP1  
似乎一切都解决了?不。 (A uPZ  
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。 n/AW?'  
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。 e3g_At\  
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: rREzM)GA  
7*;^UqGjz  
template < typename Right > Ka.Nr@Rq*~  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const -X8eabb  
Right & rt) const 9n 6fXOC  
  { > H~6NBd5D  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); q]XHa,"  
} fhr-Y'  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 A9;0y jae  
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。 -dG,*0 >  
因此如果该函数声明在assignment的内部,那么就实现了连等,如果声明在的dereference(解引用)的内部,就允许(*A = B)的行为发生。 ;'^, ,{  
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。 )2V@p~k?  
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。 iadkH]w  
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? yl/a:Q  
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: 'hF@><sqk  
|xeE3,8  
template < class Action > fv2=B )8$  
class picker : public Action a:b^!H>#  
  { M(2`2-/xh  
public : @)b^^Fp  
picker( const Action & act) : Action(act) {} ;(S|cm'>}  
  // all the operator overloaded ="3,}qR  
} ; K}K)`bifw  
h)@InYwu7  
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。 J=9#mOcg"  
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`.#59-Hx  
>0T Za  
template < typename Right > SX_4=^  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const @RVOXkVo  
  { Q6x%  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); e T-9  
} {(Fe7,.S3  
Jn#K0( FQ  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > ] D6|o5  
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。 u w"*zBxl  
k!owl+a   
template < typename T >   struct picker_maker Ia7D F'  
  { c{4R*|^  
typedef picker < constant_t < T >   > result; OD|1c6+X  
} ; jI0]LD1k  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > xqv[? ?  
  { qd8pF!u|#  
typedef picker < T > result; u5F}(+4r  
} ; (3W&A M  
j|(:I:]  
下面总的结构就有了: v|&s4x?D  
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。 =<.F3lo\s  
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。 Q.ukY@L.'  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 4U{m7[  
至此链式操作完美实现。 O] ZC+]}/  
q~O>a0f0  
75AslL?t  
七. 问题3 5 0Ad,mn<  
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。 FW Y[=S  
sUc iFAb  
template < typename T1, typename T2 > 'hIU_  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const tT-=hDw  
  { M5O'=\+,F  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); }"4roJ  
} s5A gsMq  
iC*U$+JG  
很明显,这个函数的返回类型会依赖于T1,T2,因此result_1已经无法适用,我们就只好再写一个result_2: q~h:<,5  
Mpm#GdT  
template < typename T1, typename T2 > s0lYj@E'  
struct result_2 .eY`Ri<3t  
  { 2kJ!E@n7  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; u>o<tw%Y  
} ; zt?H~0$LB  
QptOQ3!  
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? W>$BF[x!{  
这个差事就留给了holder自己。 Rcf=J){D6  
    G#lg|# -#  
[+Un ^gD  
template < int Order > [%~^kq=|  
class holder; [gZDQcU  
template <> 2fbU-9Rfn  
class holder < 1 > WHk/$7_"i  
  { OL9]*G?F  
public : +* D4(  
template < typename T > a( |xw  
  struct result_1 MA6P"?  
  { @\PpA9ebg%  
  typedef T & result;  qpTm  
} ; W_m!@T"@H  
template < typename T1, typename T2 > U`1l8'W}:#  
  struct result_2 4+Ti7p06&\  
  { F.0d4:A+  
  typedef T1 & result; VVLIeJ(*XT  
} ; Z"D W 2k  
template < typename T > N7pt:G2~%  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const q^]tyU!w  
  { Q!]IG;3Sx|  
  return (T & )r; _+n;A46  
} w[sR7T9*  
template < typename T1, typename T2 > kwF]TO S  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const [>p6   
  { b0YNac.l  
  return (T1 & )r1; ~p^7X2% !  
} lY,/ W  
} ; 3agNBF2  
Ut_mrb+W  
template <> 5p )IV>G  
class holder < 2 > +V1}@6k :  
  { MWhwMj!:m  
public : 1|/'"9v  
template < typename T > "Z~`e]>  
  struct result_1 Pw  xIz  
  { o&,Y<$!:VH  
  typedef T & result; R9vY:oN%  
} ; ^6qjSfFW}  
template < typename T1, typename T2 > |*E"G5WZM  
  struct result_2 ~d>uXrb  
  { ~bGnq, .$  
  typedef T2 & result; h?A'H RyL~  
} ; T3rn+BxF7  
template < typename T > 6l[G1KkV  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const 5qiI.)  
  { xE1rxPuq)d  
  return (T & )r; k(v"B@0  
} uS-3\$  
template < typename T1, typename T2 > 6F-JK1i  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const HtUG#sc&`{  
  { ,ey0:.!;  
  return (T2 & )r2; z{M8Yf |  
} B@-"1m~la?  
} ; G * @@K  
B-dlm8gX  
?[|hGR2L  
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> >。 `#U ]iwW!  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: J | q^+K  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: L~ 2q1  
ngLJ@TP-  
return l(i, j) = r(i, j); gLx/w\l6  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) !EM#m@kZ{  
`*d{PJTv  
  return ( int & )i; K%PxA #P}  
  return ( int & )j; G h=<0WaF=  
最后执行i = j; ?} X}#  
可见,参数被正确的选择了。 kXEtuO5FUM  
Of#K:`1@  
HT&p{7kFm  
$l#{_~ "m7  
'%ebcL  
八. 中期总结 Efvq?cG&  
目前的结果是这样的,为了支持一个操作符,我们需要作如下几件事: ~?-qZ<9/  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 ctK65h{Eo  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 ]4GZ'&m}  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor obYn&\6  
KK$ a;/  
[ t$AavU.  
4(8<w cL  
m r2S!  
/W0E(8:C)  
九. 简化 =%L@WVbM  
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。 9#fp_G;=  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 [,GU5,o  
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: b"&E,=L  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 `[bJYZBc2  
  +-*/&|^等 (Z 8,e  
2. 返回引用。 lvx]jd\  
  =,各种复合赋值等 c>rKgx  
3. 返回固定类型。 {=6)SBjf  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) Vpw[B.v  
4. 原样返回。 5Edo%Hd6  
  operator, -)6;0  
5. 返回解引用的类型。 "8?TSm8  
  operator*(单目) q- H&5K  
6. 返回地址。 Y-= /,   
  operator&(单目) -~} tq]  
7. 下表访问返回类型。 :t%)5:@A  
  operator[] dEG ]riO  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Fn> <q:  
  operator<<和operator>> Uh%6LPg^  
]'e A 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。 KD=bkZ&  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: sNf +lga0  
N|$5/bV  
template < typename Left > 9 R  
struct value_return aH  
  { kJ__:rS(T_  
template < typename T > ^6#-yDZC@  
  struct result_1 . wmkj  
  { jNIUsM 8e  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; j6}$+!E  
} ; ~M; gM]r;  
D$mf5G &  
template < typename T1, typename T2 > DUhT>,~]  
  struct result_2 &\c5!xQ9*  
  {  Zsgi{  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; 3AvcJ1  
} ; fRFYJFc n  
} ; "5h_8k~sQ  
@ce3%`c_  
Y6a$gXRT  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait lU& Q^Zj`  
El+Ft.7  
下面我们来剥离functor中的operator() 99EX8  
首先operator里面的代码全是下面的形式: :cb[M5c  
?jFc@t*\:  
return l(t) op r(t) 5Fh8*8u6hL  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) .5N Zf4:C  
return op l(t) SKW;MVC  
return op l(t1, t2) {<r`5  
return l(t) op GeVc\$K-  
return l(t1, t2) op @~hz_Nm@8  
return l(t)[r(t)] Q8 4t9b  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] ;!:F#gahv  
)6g&v'dq  
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: "d2LyQy  
单目: return f(l(t), r(t)); 6}"lm]b  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); `[&v  
双目: return f(l(t)); (<n>EF#  
return f(l(t1, t2)); =<TO"  
下面就是f的实现,以operator/为例 Nv{eE<<6  
Xa)7`bp<  
struct meta_divide p[b7E`7  
  { L/5z!  
template < typename T1, typename T2 > %~G0[fG  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) OK.-]()!  
  { K# /Ch5?  
  return t1 / t2; ;}f6Y['z  
} D?%e"*>  
} ; kv/(rKLp*  
jXtLo,km  
这个工作可以让宏来做: uFWvtL?;_  
lR, G;  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ YyG~#6aCh  
template < typename T1, typename T2 > \ ~ J%m  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; b~F!.^7Q  
以后可以直接用 VGfD;8]z  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) )S#j.8P'B  
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 coSTZ&0  
(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。。。) Bg5;Q)  
%@o&*pF^,  
C9GU6Ao  
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 tjt=N\;  
sBbL~ce50?  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > % 6"o8  
class unary_op : public Rettype 2}597Hb   
  {  H RWZ0 '  
    Left l; juR  
public : 'aNahzb  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} ]S*E  
"i}Z(_7yr  
template < typename T > t ]71  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [9w, WJL  
      { < rv1IJ  
      return FuncType::execute(l(t)); j\nE8WH  
    }  Pb*q;9  
s8{-c^G:R  
    template < typename T1, typename T2 >  on6<l  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .0?ss0~  
      { xu`d`!Tx  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); Vvx a.B  
    } 'T6B_9GQ8  
} ; t CkoYrvT  
kqQphKkL  
{V{0^T-  
同样还可以申明一个binary_op 5c*p2:]  
S$Qr@5  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > 4RlnnXY  
class binary_op : public Rettype _,11EeW@  
  { 3zk:59  
    Left l; ?&{S~[;l  
Right r; u!m,ilAnd  
public : PXOq#  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} ?G2qlna  
|zK!+fu  
template < typename T > H f!9`R[  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const b,=,px  
      { iXt4|0  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); R (t!xf  
    } ;b{pzIe=F  
k];L!Fj1  
    template < typename T1, typename T2 > e?_c[`sg  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const .ruqRGe/  
      { cC7"J\+r*  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); FZM ]o  
    } "cIGNTLFA  
} ; mjWp8i  
g%@]z8L  
[_B+DD=}  
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 8L%%eM_O  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 2nG{>,#C:O  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) Sn_z  
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。 i=,B88ko  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! ~ra#UG\Y8  
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。。。 6RR4L^(m  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 4`?sE*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) ~)WfJ  
下面是修改过的unary_op #L|JkBia  
 O6M}W_  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > ~e,f)?  
class unary_op >DSNKU+j  
  { ~gSF@tz@  
Left l; &':UlzG  
  /zChdjz  
public : t;Fbt("]:  
MR^umLM88  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} N]3-L`t  
+!mNm?H[!  
template < typename T > 7I@9v=xV  
  struct result_1 AH"g^ gw~T  
  { /1[}G!  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; @5<]W+jk4  
} ; e'}ePvN  
D2hAlV)i(  
template < typename T1, typename T2 > P_:?}h\  
  struct result_2 V{7lltu  
  { 5n&)q=jk=  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; > Z.TM=qj  
} ; ,f-T1v"  
#QJ4o_  
template < typename T1, typename T2 > EF*oPn0|  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const w>/pQ6=OFR  
  { Res"0Q  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); e/m'a|%:  
} y<IZ|f  
i'eYmm96Q  
template < typename T >  tH<9  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const ovo?lE-a0  
  { H4,.H,PZ  
  return OpClass::execute(lt(t)); A?6{  
} / h 2*$  
dQWA"6 ?i  
} ; U|y;b+n`  
3:02`;3  
6T} CPDRq  
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 '&_y*"/c  
好啦,现在才真正完美了。 Up1$xLSl  
现在在picker里面就可以这么添加了: c(_oK ?  
5 b#" G"  
template < typename Right > mcP{-oJ0W  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const : . FfE  
  { #J<`p  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); |}]JWsuB  
} g0; &/;"  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 eNlF2M  
q7)]cY_  
cLN[o8 ZU  
]HZa:aPY  
goBKr: &]w  
十. bind @+T{M:&l  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 2F*Dkv  
先来分析一下一段例子 g-{<v4NGI  
'JW_]z1  
3^iQe"P%a@  
int foo( int x, int y) { return x - y;} l1iF}>F2  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 %BKR}  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 #h #mOJ5  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 #1,>Qnl  
我们来写个简单的。 EP*["fx  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: !4b; >y=m  
对于函数对象类的版本: % 0y3/W  
0Tn|Q9R  
template < typename Func > ,h5-rw'  
struct functor_trait JQ{zWJlt  
  { yv#c =v|  
typedef typename Func::result_type result_type; J _[e9  
} ; R"\u b"]  
对于无参数函数的版本: C&d"#I  
9L)&n.t1  
template < typename Ret > r-\T}e2Gz  
struct functor_trait < Ret ( * )() > # ZYid t  
  { dg'CHxU  
typedef Ret result_type; AT'_0> x8  
} ; 'nj&}A'  
对于单参数函数的版本: fjK]m.w  
]B-$p p  
template < typename Ret, typename V1 > .$ P2W0G  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > Mh-*5Rx  
  { `)( <g  
typedef Ret result_type; {TxVRpiP{Z  
} ; :vgh KI  
对于双参数函数的版本: nV,{w4t+  
R1b )  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > tr9_bl&z  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > '@}?NV0  
  { wYcz\uV  
typedef Ret result_type; +y{93nl  
} ; Kj1#R  
等等。。。 D0E"YEo\nv  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy 6UzT]"LR;  
2'UFHiK  
template < typename Func > n\8[G [M  
struct func_return @qr3v>3X<  
  { E't G5,/m  
template < typename T >  _.J[w6  
  struct result_1 ,j(p}t  
  { luxKgcU  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; &L~31Ayj&  
} ; $=QGua V  
lj SR?:\  
template < typename T1, typename T2 > uI:3$  
  struct result_2 @)juP- o%  
  { 2Ws/0c  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; dc@wf;o  
} ; s2' :&5(  
} ; C&s }m0R  
% OfDTs  
b]qfcV  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 />2$ XwP  
w2C!>fJ]1  
template < typename Func, typename aPicker > OTtanJ?  
class binder_1 ]JCB^)tM  
  { c7TWAG_+  
Func fn; 5P t}  
aPicker pk; [, szx1  
public : :7PSZc:xE  
XL&eJ  
template < typename T > ka9v2tE\  
  struct result_1 U=cWvr65  
  { )}9}"jrDlx  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; '/qe#S  
} ; U%PMV?L{  
mX_Uhpw?t  
template < typename T1, typename T2 > ~9/nx|%D  
  struct result_2 t-|=weNy  
  { g2b4 ia!L  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; f}9`iN=k  
} ; qD>Y}Z !  
!CMVZf;u  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} CbvL X="%  
BaHg c 4zI  
template < typename T > rM~IF+f0XD  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const uY%3X/^j  
  { /a/uS3&  
  return fn(pk(t));  E_I6  
} yar IR|  
template < typename T1, typename T2 > _2n/vF;I+_  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const cZK?kz_Y  
  { E|A_|FS&%  
  return fn(pk(t1, t2)); }m lbN0v  
} "BNmpP  
} ; XxU}|jTO#  
  SrU   
*CD=cmdD*  
一目了然不是么? bDh(;%=  
最后实现bind 0c;"bA0>Sx  
o!dkS/u-m  
= Ow&UI  
template < typename Func, typename aPicker > DmpJzH j|  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ] 8cX#N,M  
  { +CHO0n  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); F-OZIo  
} cFNtY~(b  
NU\t3JaR  
2个以上参数的bind可以同理实现。 (8X8<>w~  
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。  KNyD}1  
T-cVM>u\D  
十一. phoenix GKDG5u;  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: op{(mn  
0QSi\: 1f  
for_each(v.begin(), v.end(), g wjv&.T6^  
( )Zr0_b"V:e  
do_ YG+ Yb{^"  
[ (#Kvm  
  cout << _1 <<   " , " %_LHD|<  
] ~,4Znuin  
.while_( -- _1), =]k_Oq-1h  
cout << var( " \n " ) ba1QFzN  
) x,*t/nzR  
); .4)P=*  
2"K~:Tm#w  
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: !g:G{b  
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 ?\$/#zak  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 }Nc!8'@  
那么我们就照着这个思路来实现吧: .Zz7LG{  
g/Nj|:3  
5DBd [u3  
template < typename Cond, typename Actor > J_Xf:Mz-  
class do_while U"G+su->e  
  { o;P;=<  
Cond cd; (NV=YX?s  
Actor act; WD1$"}R  
public : ~$obcW1  
template < typename T > ] :#IZ0#  
  struct result_1 G7{:d  
  { Jg6[/7*m  
  typedef int result_type; x%7x^]$  
} ; f6C+2L+Hr  
Re ur#K  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} kqB 00 ;  
W8rn8Rh  
template < typename T > *==nOO9G  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const 'V{k$}P2  
  { 9r*T3=u.S  
  do a8U2c;  
    { F!t13%yeu?  
  act(t); ^0~1/ PhOw  
  } ZDD|MH  
  while (cd(t)); 5gEWLLDp  
  return   0 ; TzXl ?N  
} Nr+1N83S}  
} ; |*a>6y  
^%@.Vvz<  
 ?wY.B  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). LA Vgf>  
代码很清晰,但是还是让我来解释一下为什么要用int作为返回类型。 {vlh ,0~  
其实对于do-while语义,返回类型是无意义的,然而将其定义为void会影响在某些情况下return的简洁性,因为return一个void是不合法的。 Oz7v hOU  
因此我们将其定为int,并返回0,这样减少了其它地方编码的复杂度。 1 niTkop  
下面就是产生这个functor的类: #-,`4x$m|  
$B/cj^3  
e28#Yh@U  
template < typename Actor > uV:;y}T^Z  
class do_while_actor p7tC~]r:L  
  { D:,<9%A  
Actor act; $ wB  
public : 6&T1 ZY`  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} #XPU$=  
#| Po&yu4R  
template < typename Cond > e.H"!X!0#H  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; X y<KvFy  
} ; xK ux5u _  
".Ug A\0  
0:8'Ov(  
简单吧,注意到这个while_函数,它自动的生成了一个do_while对象。 FX 3[U+  
最后,是那个do_ %syBm  
K; lC#  
m %3Kq%?O  
class do_while_invoker GTvb^+6  
  { Z&!$G'X  
public : v836nxLM  
template < typename Actor > ?g.w%Mf*  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const bhYaG i0  
  { y~[So ,G  
  return do_while_actor < Actor > (act); _m-r}9au   
} :b-(@a7>  
} do_; OR{"9)I  
M XQ7%G  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? `lzH:B  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 `,"Jc<R7Z  
最后来说说怎么处理break和continue 56dl;Z)  
显然break的语义超出了我们的能力范围,然而却是有一个东西很适合模拟其行为,那就是异常。 Z;:-8 HPDY  
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