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
  • 3074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 5}e-~-  
所谓Lambda,简单的说就是快速的小函数生成。 Pp N+q:(  
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, WT(R =bLw  
ox {Cm  
O*oL(dk*8L  
3 Yl[J;i  
  class filler =_cWCl^5  
  { Pw /wAUt  
public : iZ[o2Tre  
  void   operator ()( bool   & i) const   {i =   true ;} FQi"OZHq  
} ; RCNqHYR  
V&KH{j/P  
*cTN5 S>  
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: n2-R[W^  
=}7wpTc,  
fE)+9!  
s4SR6hBO  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   true ); vE?qF9I{$0  
?Z!itB~  
oq]KOj[  
那么下面,就让我们来实现一个lambda库。 gzzPPd,hd  
}W<]fK  
sr#, S(p  
&nPv%P,e  
二. 战前分析 !0`ZK-nA6  
首先要说明的是,我并没有读过boost.lambda或其他任何lambda库的代码,因此如代码有雷同,纯属巧合。 NLb/Bja  
开始实现以前,首先要分析出大致的实现手法。先让我们来看几段使用Lambda的代码 ) !ZA.sx  
R|!4Y`  
txr!3-Ne'!  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); \@OKB<ra  
  /* --------------------------------------------- */ zy@ #R;  
vector < int *> vp( 10 ); & A9psc(,&  
transform(v.begin(), v.end(), vp.begin(), & _1); . 36'=K  
/* --------------------------------------------- */ OY~5o&Oa  
sort(vp.begin(), vp.end(), * _1 >   * _2); ?vf{v  
/* --------------------------------------------- */ WP^%[?S2  
int b =   * find_if(v.begin, v.end(), _1 >=   3   && _1 <   5 ); UDyvTfh1X  
  /* --------------------------------------------- */ y9\s[}c_  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout <<   * _1 <<   ' \n ' ); _* 4 <  
/* --------------------------------------------- */ )#3 ,y6  
for_each(vp.begin(), vp.end(), cout << constant( ' \n ' ) <<   * _1); TdD-# |5  
oB9Fas!N  
!9iVe7V  
,`+y4Z6`W2  
看了之后,我们可以思考一些问题: *JO"8iLw  
1._1, _2是什么? XA9$n_| bw  
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。 RWA|%/L  
2._1 = 1是在做什么? {LJCY<IGq  
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。 &;9<a^td  
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。 /q='~t  
6mdJ =b#  
F$F5N1<  
三. 动工 ~>}BDsM  
首先实现一个能够范型的进行赋值的函数对象类: AH=6xtS-  
*N'B(j/  
?\\ ]u  
$BH0W{S  
template < typename T > >)N,V;j  
class assignment L/nz95  
  { *o"F.H{#N  
T value; " I`YJEv  
public : _Zf1=& U#/  
assignment( const T & v) : value(v) {} w #(XiH*  
template < typename T2 > '{( n1es  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return rhs = value; } !c1 E  
} ; 8agd{bxU  
AW> P\>{RE  
N@)4H2_u \  
其中operator()被声明为模版函数以支持不同类型之间的赋值。 Hg(\EEe  
然后我们就可以书写_1的类来返回assignment d:sUh  
Gq-U}r  
z8z U3?  
wm2Q(l*HH  
  class holder (nda!^f_s  
  { oF ,8j1  
public : z eIBB  
template < typename T > o'Tqqrr  
assignment < T >   operator = ( const T & t) const ` S85i*  
  { :X`J1E]Rjd  
  return assignment < T > (t); &2?kD{  
} ?Cu#(  
} ; TqbKH08i/  
SKRD{MRsux  
d G:=tf&1R  
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: >b*Pd *f  
Fd'Ang6"  
  static holder _1; 8a?V h^  
Ok,现在一个最简单的lambda就完工了。你可以写 Uk*s`Y  
$$qhX]^ ~  
for_each(v.begin(), v.end(), _1 =   1 ); J)g(Nw,O  
而不用手动写一个函数对象。 _5 y)m5I  
3'&]v6|  
iQa Q"s  
HM[BFF[;/  
四. 问题分析 kFk+TXLDIt  
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。 E) z g,7Y  
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。 RNvtgZ}k{X  
2, 目前这个Lambda还无法实现如_1 = 2 = 3这样的链式操作。 de ](l687I  
3, 我们没有设计好如何处理多个参数的functor。 eW >k'ez  
下面我们可以对这几个问题进行分析。 OZt'ovY  
'inWV* P*g  
五. 问题1:一致性 I/^Lr_\  
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?| 7%w4?Nv3I  
很明显,_1的operator()仅仅应该返回传进来的参数本身。  m?B@VDZ  
?+Qbr$]  
struct holder j<L!ONvJ1  
  { K{|;'N-1  
  // i, RK0q?>  
  template < typename T > o~GhV4vq  
T &   operator ()( const T & r) const * 5P/&*c|  
  { s_1]&0<  
  return (T & )r; @ $(4;ar  
} @&M $`b ^  
} ; hZzsZQ`  
I|R9@  
这样的话assignment也必须相应改动: \-sD RW  
* rs_k/2(  
template < typename Left, typename Right > <<;j=Yy({`  
class assignment [9+M/O|Vs  
  { 4L5Wa~5\  
Left l; o-)E_X  
Right r; iSFgFJG^  
public : +Tu:zCv.  
assignment( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} -@#AQ\  
template < typename T2 > {h@R\bU  
  T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r; } Q6vkqu5!=  
} ; ruE.0VI@  
)O7Mfr  
同时,holder的operator=也需要改动: msoE8YK&tg  
uNx3us-  
template < typename T > Za01z^  
assignment < holder, T >   operator = ( const T & t) const o} %  
  { 6s|C:1](b  
  return assignment < holder, T > ( * this , t); +p43d:[  
} Vx#xq#wK  
H-UMsT=g]  
好,这样holder也成为了一个functor,这为我们以后添加功能节省了很多代码。 e@Mm4&f[p  
你可能也注意到,常数和functor地位也不平等。 kF\ QO [  
!Sw7!h.ut  
return l(rhs) = r; f'%}{l: ss  
在这一句中,r没有调用operator()而l调用了。这样以后就要不时的区分常数和functor,是不良的设计。 \j K?R 6  
那么我们仿造holder的做法实现一个常数类: cCj}{=U  
8H{@0_M  
template < typename Tp > *YDx6\><  
class constant_t }D|"$*  
  { :W'1Q2  
  const Tp t; ^rxXAc[  
public : DsFrA]  
constant_t( const Tp & t) : t(t) {} =n#xnZ3  
template < typename T > m Y%PG  
  const Tp &   operator ()( const T & r) const @P@t/  
  { FNm8j#c~Q  
  return t; g\jdR_/  
} >eU;lru2Q  
} ; XVI+Y  
'vCFT(C-  
该functor的operator()无视参数,直接返回内部所存储的常数。 p6ZKyi  
下面就可以修改holder的operator=了 lR-4"/1|y  
8`*`4m  
template < typename T > ~i(*.Z) \  
assignment < holder, constant_t < T >   >   operator = ( const T & t) const isDr|g$S  
  { Ig9$ PP+3  
  return assignment < holder, constant_t < T >   > ( * this , constant_t < T > (t)); nq$^}L3&~  
} I=lA7}  
*J%+zH  
同时也要修改assignment的operator() fd)}I23Q'  
q=6M3OnS>  
template < typename T2 > ~w!<J-z)  
T2 &   operator ()(T2 & rhs) const   { return l(rhs) = r(rhs); } CP={|]>+S  
现在代码看起来就很一致了。 n7Re@'N<  
4ci @$nL1  
六. 问题2:链式操作 8cW]jm  
现在让我们来看看如何处理链式操作。 p_mP'  
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。 8~4{e,} ,  
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。 ^LnCxA&QH  
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。 b9"Q.*c<Z^  
现在我们在assignment内部声明一个nested-struct &0N 3 p  
YgVZq\AV"  
template < typename T > WMYvE\"  
struct result_1 b ~F8 5U2  
  { h],_1!0  
typedef typename ref < typename Left::result_1 < T > ::result > ::reference result; * DU86JL`  
} ; -1U]@s  
JZai{0se  
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: /oh[ Nu1D  
eP;lH~!.0  
template < typename T > RX#:27:  
struct   ref '{ C=vW  
  { `qUmOFl  
typedef T & reference; `A?/Ww>;  
} ; V}Oxz04  
template < typename T > /J5wwQ (:  
struct   ref < T &> LnM+,cBz  
  { ,.DU)Wi?}  
typedef T & reference; ]V}";cm;2  
} ; `@eQL[Z9x  
[x9eamJ,H  
有了result_1之后,就可以把operator()改写一下: V<(cW'zA/  
M`S >Q2{  
template < typename T > 6&h,eQ!  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & t) const B 6|=kl2C  
  { bY]aADv\  
  return l(t) = r(t); *n}{ )Ef  
} >a]{q^0  
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。 X $J  
同理我们可以给constant_t和holder加上这个result_1。 %m{h1UQQ +  
WG1x:,-  
有了这个result_1,链式操作就简单多了。现在唯一要做的事情就是让所有的functor都重载各种操作符以产生新的functor。假设我们有add和divide两个类,那么 l? 7D0  
_1 / 3 + 5会出现的构造方式是: lKwIlp  
_1 / 3调用holder的operator/ 返回一个divide的对象 OBu$T&  
+5 调用divide的对象返回一个add对象。 z,$^|'pP  
最后的布局是: i?||R|>;"'  
                Add joYj`K  
              /   \ 7)<&,BWc  
            Divide   5 NouT~K`'  
            /   \ 1[mX_ }K  
          _1     3 v-g2k_ o|  
似乎一切都解决了?不。 `Y8 F}%i[  
你可以想象一下一个完整的Lambda库,它必然能够重载C++几乎所有的操作符。假设其重载了10个操作符,那么至少会有10个代表这些操作符的functor类。大体上来讲,每一种操作符所对应的functor都应当能够由链式操作产生别的任意一种操作符所对应的functor。(例如:*_1 = 2既是由operator*的functor产生operator=的functor)。可想而知这样一共能产生10*10=100种产生方式。这是对编码的一个大挑战。 q,kdr)-  
如何简化这个问题呢?我们不妨假定,任意一种操作符的functor,都能够产生任意一种操作符的functor,这样,每一种操作符的functor都拥有一样的产生方案。如果某种转换确实是不合法的(例如:A/B=C无论如何也不可能合法),那么在试图产生新functor的时候会出现编译错误。幸好C++的模版是如果不使用就不编译的,因此这种编译错误不会干扰到正常的使用,这正是我们所要的。 /2 WGo-  
OK,我们的方法呼之欲出了。既然所有的functor都具有一样的产生方案,那么不如大家都不要实现,等到最后统一的在所有的functor里面加上这么一系列的产生代码吧。例如,如果要添加从某functor XXX到operator=的functor的产生代码: ,uK }$l  
b m`x  
template < typename Right > X8y&|uH  
assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result >   operator = ( const }zj_Pp  
Right & rt) const ?3"lI,!0  
  { qK,rT*5=  
  return assignment < XXX, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); Me2%X>;  
} Np+<)q2  
下面对该代码的一些细节方面作一些解释 {0QNqjue  
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。 #8rLB(  
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。 4Bs '5@  
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。 kp LDK81I  
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。 8)/d8@  
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? J?LetyDNr]  
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: O_*%_S}F&  
3Vs8"BFjz  
template < class Action > 0.=dOz r  
class picker : public Action M;-PrJdyt  
  { 7S}NV7  
public : g-Vxl|hR  
picker( const Action & act) : Action(act) {} d3<7t  
  // all the operator overloaded _-$(=`8|<{  
} ; iTwb#Q=  
'de&9\  
Picker<T>继承自T,唯一的作用就是给T添加上了各种操作符的重载函数。 K>N\U@@8i  
现在所有参与行动的functor都要套上一层picker, _1被声明为 picker<holder>, 并且holder中所重载的操作符除了operator()之外全部被移到了picker内。而picker中的操作符重载的返回的functor也必须套上一个picker: 0EKi?vP@y7  
-LhO </l  
template < typename Right > b<n*wH  
picker < assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result >   >   operator = ( const Right & rt) const Kejp7 okb  
  { Y;-$w|&P>  
  return assignment < Action, typename picker_maker < Right > ::result > ( * this , rt); SFv'qDA  
} 3f@@|vZF  
-U.>K,M  
Piker_maker返回的也是picker<T>,或者picker<constant_t<T> > 9sJ=Nldq  
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。 Q V)>+6\  
&N:Iirg  
template < typename T >   struct picker_maker _(l?gj  
  { L7;8:^  v  
typedef picker < constant_t < T >   > result; m}hEi  
} ; C3)*Mn3%P  
template < typename T >   struct picker_maker < picker < T >   > xhK8Q  
  { XXPn)kmWR  
typedef picker < T > result; +saXN6  
} ; ;-#2p^  
%PM&`c98z7  
下面总的结构就有了: "ngULpb{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。 JlR$"GU  
picker专心负责操作符之间的产生关系,由它来联系操作符合functor。 {7'Wi$^F  
picker<functor>构成了实际参与操作的对象。 }IEwGoDwNs  
至此链式操作完美实现。 =h0vdi%{  
%;_94!(hC  
Xdh2  
七. 问题3 ^F,sV*  
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。 2. '` mGu  
0xVw{k}1U  
template < typename T1, typename T2 > & OYo  
???   operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const x<5ARK6\=  
  { %|j`z?i|  
  return lt(t1, t2) = rt(t1, t2); /9ctmW1!<  
} U}@xMt8@l  
*IX<&u#  
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: v|\3FEu@  
HxSq &j*F  
template < typename T1, typename T2 > ~jC+6v  
struct result_2 ];xDXQd  
  { qYoB;gp  
typedef typename ref < typename Left::result_2 < T1, T2 > ::result > ::reference result; ^G|* =~_  
} ; bd]9 kRq1K  
4>A|2+K\  
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? ;3x*pjLG:Q  
这个差事就留给了holder自己。 b:Z&;A|"{  
    A:y HClmn  
y+3+iT@i  
template < int Order > E75/EQ5p]p  
class holder; 3ew4QPT'  
template <> wU6sU]P  
class holder < 1 > is }>+&_  
  { ]Hp>~Zvbb  
public : G/*;h,NbNr  
template < typename T > DA1?M'N  
  struct result_1 B*Q9g r  
  { o?Aj6fNY?  
  typedef T & result; Z1#u&oX  
} ; ~8s2p%~  
template < typename T1, typename T2 > <d @9[]  
  struct result_2 >-w(P/  
  { $=iw<B r  
  typedef T1 & result; Ve2{;`t  
} ; jp_|pC'  
template < typename T > =Ox}WrU~  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const #x;,RPw5  
  {  />Q}0H g  
  return (T & )r; aaP_^m O  
} NV7k@7_{B  
template < typename T1, typename T2 > q3AqU?f  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const s1q8r!2\w  
  { c/Xg ARCO  
  return (T1 & )r1; rtS' 90`  
} 7:,f|>  
} ; s$).Z(6  
'IG@JL'  
template <> _0(%^5Y  
class holder < 2 > 1W\E`)Z}]  
  { m>%b4M  
public : !$A/.;0$  
template < typename T > 4qdoF_  
  struct result_1 ! !A0K"h  
  { #F`A(n  
  typedef T & result; t%;w<1E  
} ; B*N1)J\5  
template < typename T1, typename T2 > y(o)} m*0  
  struct result_2 p}^5ru  
  { RFMPh<Ac  
  typedef T2 & result; =e4 r=I  
} ; yL*]_  
template < typename T > @^A5{qQ\  
typename result_1 < T > ::result operator ()( const T & r) const =A.$~9P  
  { Y8zTw`:V  
  return (T & )r; #0>xa]S  
} MC* Hl`C  
template < typename T1, typename T2 > g:>'+(H;  
typename result_2 < T1, T2 > ::result operator ()( const T1 & r1, const T2 & r2) const T9C_=0(hn  
  { 0^lWy+  
  return (T2 & )r2; CmZayV  
} L.Qz29\  
} ; +{1.kb Zq  
I|U'@E  
.E<nQWz 8  
新的holder变成了holder<int>, holder<n>的n个参数的operator()会返回第n个参数的值。而_1,_2也相应变为picker<holder<1> >, picker<holder<2> >。 ;$QC_l''b  
现在让我们来看看(_1 = _2)(i. j)是怎么调用的: 27EK +$  
首先 assignment::operator(int, int)被调用: DcW?L^Mst  
<.Ws; HN}  
return l(i, j) = r(i, j); 1Y|a:){G  
先后调用holder<1>::operator()(int, int)和holder<2>::operator()(int, int) j-":>}oW2.  
yd).}@  
  return ( int & )i; N% 4"9K  
  return ( int & )j; GC{M"q|_  
最后执行i = j; 83n%pS4x  
可见,参数被正确的选择了。 eXW|{asx  
$@>0;i ::  
u.gg N=Z  
BDT L5N  
);$99t  
八. 中期总结 TaN{xpo  
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@].G  
1。 实现一个functor,该functor的operator()要能执行该操作符的语义 mHxR4%i5  
2。 在该functor中实现result_1至result_n,其中n是支持参数的最大值。 Fl-\{vOn  
3。 在picker中实现一个操作符重载,返回该functor !cwZ*eM  
qI+2,6 sGI  
{_QdB;VwH  
.UG`pRC  
`#N/]4(j  
|_V(^b}  
九. 简化 QO2cTk m  
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。 y0%1YY  
我们现在需要找到一个自动生成这种functor的方法。 q`q;og `  
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: `Mnu<)v  
1. 返回值。如果本身为引用,就去掉引用。 rm iOeS`:  
  +-*/&|^等 =~B"8@B  
2. 返回引用。 CMXF[X)%  
  =,各种复合赋值等 AcC &Q:g  
3. 返回固定类型。 yD7BZI xW  
  各种逻辑/比较操作符(返回bool) ieFl4hh[G  
4. 原样返回。 o4);5~1l  
  operator, 1~5DIU^  
5. 返回解引用的类型。 qN $t_  
  operator*(单目) 0cd_l 2f#g  
6. 返回地址。 S6TNu+2w4  
  operator&(单目) Y;"k5 + q  
7. 下表访问返回类型。 bGPE0}b  
  operator[] YOCEEh?  
8. 如果左操作数是一个stream,返回引用,否则返回值 Dl,QCZeM  
  operator<<和operator>> d2k-MZuT6  
55[ 4)*  
OK,这样我们将返回值类型总结为以上8种,就可以将各种result_x从functor中剥离出来了。 t@q'm.:uw<  
例如针对第一条,我们实现一个policy类: &!!*xv-z  
H;H=8'  
template < typename Left > 7T~ M`$h  
struct value_return [$N_YcN?  
  { f5jl$H.  
template < typename T > 1+l8%G=hB  
  struct result_1 rIyH/=;  
  { ;b~ S/   
  typedef typename const_value < typename Left::template result_1 < T > ::result_type > ::value_type result_type; PwY/VGT  
} ; 'ofj1%c  
0-2|(9 Kc  
template < typename T1, typename T2 > b}e1JPk}!  
  struct result_2 jHLs 5%  
  { D=tZ}_'{t  
  typedef typename const_value < typename Left::template result_2 < T1, T2 > ::result_type > ::value_type result_type; &quY^j  
} ; 4aW@c<-r?  
} ; FDHW' OP4  
^t >mdxuq  
;KeU f(tH  
其中const_value是一个将一个类型转为其非引用形式的trait ]hl*6  
12$0-@U  
下面我们来剥离functor中的operator() >)><u4}  
首先operator里面的代码全是下面的形式: _)A|JC!jId  
8tY>%A~^z  
return l(t) op r(t) 7& M-^Ev  
return l(t1, t2) op r(t1, t2) {#,<)wFV\  
return op l(t) 3jmo[<p*x  
return op l(t1, t2) .@1+}0  
return l(t) op -m@o\9Ic  
return l(t1, t2) op h`[$ Bp  
return l(t)[r(t)] ,75)  
return l(t1, t2)[r(t1, t2)] *~rj!N?;  
Z!p\=M,%  
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: mScv7S~/s  
单目: return f(l(t), r(t)); UaT%tv>}8#  
return f(l(t1, t2), r(t1, t2)); m[DQ;`Y  
双目: return f(l(t)); rhv~H"qzW  
return f(l(t1, t2)); v.0qE}' |  
下面就是f的实现,以operator/为例 MKK ^-T  
g \mE  
struct meta_divide N0`9/lr|  
  { [Nyt0l "z  
template < typename T1, typename T2 > $d?+\r:I{,  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2) 6].[z+  
  { MP]<m7669*  
  return t1 / t2; xtV+Le%  
} e`*}?N4d  
} ; ]#/nn),Z  
<_?zln:4.  
这个工作可以让宏来做: i'tMpS3  
AtT7~cVe  
#define DECLARE_META_BIN_FUNC(op, desc, ret) struct meta_##desc{\ JsEJ6!1  
template < typename T1, typename T2 > \ Qg>NJ\*Q  
  static ret execute( const T1 & t1, const T2 & t2)   { return ((T1 & )t1) op ((T2 & )t2);} }; rd <m:r  
以后可以直接用 spK8^sh  
DECLARE_META_BIN_FUNC(/, divide, T1) bcIae0LZ  
来申明meta_divide。同样还可以申明宏DECLARE_META_UNY_PRE_FUNC和DECLARE_META_UNY_POST_FUNC来产生单目前缀和后缀操作符的函数 iL/c^(1  
(ps.我本坚持该lambda实现不使用宏的,但是在这种小剂量的又很一致的代码面前,使用宏实在是很诱人。。。) UG| /Px ]  
SZ` 7t=I2  
5Qgu:)}  
下面就是要把operator()和result_x拼凑起来,形成一个我们要的functor,下面是一个单目的functor的实现体 2"/MM2s  
l#)X/(?;  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > {UiSa'TR1b  
class unary_op : public Rettype r(,U{bU<  
  { s!6lZ mPM  
    Left l; n#_B4UqW%  
public : u{1R=ML  
    unary_op( const Left & l) : l(l) {} Ky3mz w|  
2& Q\W  
template < typename T > WM bkKC.{J  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const /:|vJ|dJ  
      { ,H7X_KbFD4  
      return FuncType::execute(l(t)); Ee>VA_ss  
    } B|`?hw@g+  
unDW2#GX  
    template < typename T1, typename T2 > 3:nhZN/95T  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const UmKE]1Yw4r  
      { I}$`gUXX8x  
      return FuncType::execute(l(t1, t2)); '|yxB')  
    } so))J`ca)  
} ; u=`H n-(  
.1QGNW  
,0'G HQWz$  
同样还可以申明一个binary_op c r=Q39{  
gC7!cn  
template < typename Left, typename Right, typename Rettype, typename FuncType > `Fqth^RK?p  
class binary_op : public Rettype G':3U  
  { 5D s[?  
    Left l; t~2oEwTm  
Right r; f\&X$g  
public : pyEQb#  
    binary_op( const Left & l, const Right & r) : l(l), r(r) {} n,T &n  
VFE@qX|  
template < typename T > |3$E w.  
    typename Rettype::template result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const _kKG%U.gbK  
      { $q!A1Fgk0  
      return FuncType::execute(l(t), r(t)); &1 \/B  
    } ,GOIg|51  
rFzNdiY  
    template < typename T1, typename T2 > W]4Z4&  
    typename Rettype::template result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const zDF Nx:h  
      { kD#T _d  
      return FuncType::execute(l(t1, t2), r(t1, t2)); VoCg,gow  
    } 'h$:~C  
} ; }i9:k kfq2  
HwU9 y   
E|pT6  
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 ]w*"KG!(  
比如要支持操作符operator+,则需要写一行 \p^V~fy7rU  
DECLARE_META_BIN_FUNC(+, add, T1) >Eh U{@Y  
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。 ?XKX&ws  
停!不要陶醉在这美妙的幻觉中! O:BdZ5 b  
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。。。 qI'pjTMDY  
好了,这不是我们的错,但是确实我们应该解决它。 (Jp~=6&lKf  
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) jUT`V ZK4&  
下面是修改过的unary_op *%uzLW0  
U~ X  
template < typename Left, typename OpClass, typename RetType > E}wT5t;u  
class unary_op {7y;s  
  { lpi"@3  
Left l; _hnsH I!oD  
  #H$lBC WI  
public : e;i 6C%DB  
4U2{1aN`  
unary_op( const Left & l) : l(l) {} lpT&v ;$`  
&M-vKc"d  
template < typename T > $S>'0mL  
  struct result_1 le*+(aw  
  { :N8n6)#1=  
  typedef typename RetType::template result_1 < T > ::result_type result_type; 9nY`rF8@  
} ;  \? /'  
Whd >  
template < typename T1, typename T2 > sY<UJlDKT  
  struct result_2 r8"2C#  
  { = gF035  
  typedef typename RetType::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; $f@YQN=  
} ; ?N4FB*x  
.!q_jl%U  
template < typename T1, typename T2 > coCT]<  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const Na@bXcz)  
  { Z?P^Y%ls  
  return OpClass::execute(lt(t1, t2)); jCY~Wc  
} ss-W[|cHU  
(]w6q&,  
template < typename T > tE %g)hL-  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const W"=l@}I  
  { $9%F1:u  
  return OpClass::execute(lt(t)); ~\=D@G,9  
} 7U7!'xU  
8#!g;`~ D  
} ; A%#M#hD/  
sOqFEvzo1%  
EIw] 9;'_  
该方法避免直接使用RetType的result_x,而自己申明一个对应的result_x做一次中转,虽然其实毫无意义,却恰好避开了vc的bug Tm^kZuT{  
好啦,现在才真正完美了。 ~q`f@I  
现在在picker里面就可以这么添加了: ;*?>w|t}w  
SM~~:  
template < typename Right > gk%01&_>4  
picker < binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign >   >   operator += ( const Right & rt) const _DxHJl  
  { cs6oD!h  
  return binary_op < Action, typename picker_maker < Right > ::result_type, ref_return < Action > , meta_add_assign > ( * this , rt); ti61&)(  
} vom3 C9o  
有点长不是么?不过实际代码量减少了很多,而且此后如果支持的参数上限发生变化,我们就只需要修改binary_op和unary_op就行了。 +'8a>K^  
cr;:5D%_  
Kyx9_2  
fXWy9 #M  
%N Q mV_1  
十. bind k'r}@-X  
既然都做到这份上了,我们顺便把bind也做了吧,其实事情已经变得很简单了。 yeyDB>#Va.  
先来分析一下一段例子 h: yJ  
aV5M}:D  
#E+ybwA  
int foo( int x, int y) { return x - y;} \MEBQ  
bind(foo, _1, constant( 2 )( 1 )   // return -1 et5lfj  
bind(foo, _2, _1)( 3 , 6 )   // return foo(6, 3) == 3 .I_atv  
可见bind是一系列重载函数,返回某种functor,该functor的执行就是执行传进bind的函数指针并正确的确定参数。 7"eK<qJ  
我们来写个简单的。 89>}`:xS^  
首先要知道一个函数的返回类型,我们使用一个trait来实现: af<h2 r  
对于函数对象类的版本: np2&W'C/i  
p2Khfl6-  
template < typename Func > *AV%=   
struct functor_trait Uha.8  
  { +TbAtkEF*  
typedef typename Func::result_type result_type; )l9KDObis  
} ; 1j<uFhi>  
对于无参数函数的版本: J2}poNmm  
^EiU>   
template < typename Ret > U!uPf:p2  
struct functor_trait < Ret ( * )() > Ma!  
  { (F^R9G|  
typedef Ret result_type; dC,C[7\  
} ; 5r)8MklZ  
对于单参数函数的版本: \v&zsv\B@  
U[MeK)*  
template < typename Ret, typename V1 > xO_>%F^?  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1) > t+ w{uwEY  
  { a X1b(h2  
typedef Ret result_type; u<8b5An;  
} ; tN<X3$aN  
对于双参数函数的版本: /=YNkw5   
"gy&eR>  
template < typename Ret, typename V1, typename V2 > hDi~{rbmc  
struct functor_trait < Ret ( * )(V1, V2) > (rFiHv5  
  {  <O7!(  
typedef Ret result_type; c2 NB@T9'v  
} ; =/K)hI!u  
等等。。。 H.ZF~Yu w  
然后我们就可以仿照value_return写一个policy T1qbb*  
XB7*S*"!  
template < typename Func > 46]BRL2 G  
struct func_return YyYZD{^  
  { 9h|6"6  
template < typename T > |!] "y<  
  struct result_1 d4ecF%R  
  { .v(GVkE}  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; 1J0gjO)AZ  
} ; MrzD ah9UG  
T^Ia^B-%}g  
template < typename T1, typename T2 > )Zr\W3yWX  
  struct result_2 .8W-,R4  
  { m"rht:v5  
  typedef typename functor_trait < Func > ::result_type result_type; Zb 2pZhkW  
} ; rO>'QZ%  
} ; /69yR   
RWv4/=}(G  
cW>=/  
最后一个单参数binder就很容易写出来了 ef^GJTv&k  
pMT7/y-  
template < typename Func, typename aPicker > ~bkO8tn  
class binder_1 wxqX42v  
  { mDK*LL5]W  
Func fn; -&D=4,#  
aPicker pk; K@*+;6y@  
public : I'*,<BPG  
@Dfg6<0  
template < typename T > rX)&U4#[m  
  struct result_1 v4hrS\M  
  { 3N$@K"qM#  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_1 < T > ::result_type result_type; "LlQl3"=  
} ; &(,\~  
4/~x+tdc  
template < typename T1, typename T2 > Jy/< {7j  
  struct result_2 C]2-V1,ZX  
  { AuK$KGCI=  
  typedef typename func_return < Func > ::template result_2 < T1, T2 > ::result_type result_type; )1!<<;@0  
} ; lS9S7`  
@=l6zd@  
binder_1(Func fn, const aPicker & pk) : fn(fn), pk(pk) {} ~(v5p"]dj  
a%.W9=h=M(  
template < typename T > s8&q8r7%  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const [hSJ)IZh  
  { keLeD1  
  return fn(pk(t)); 1Sz tN3'q  
} }?,YE5~  
template < typename T1, typename T2 > #M|lBYdW}  
typename result_2 < T1, T2 > ::result_type operator ()( const T1 & t1, const T2 & t2) const o3`U;@&u  
  { V K6D  
  return fn(pk(t1, t2)); we[+6Z6J  
} D(ItNMc Ku  
} ; ]}lt^7\=  
Y>w7%N  
dJ I }uQ  
一目了然不是么? OY}FtG y  
最后实现bind C0[U}Y/r2  
s1Acl\l-uF  
HhQ0>  
template < typename Func, typename aPicker > j~>{P=_}  
picker < binder_1 < Func, aPicker >   > bind( const Func fn, const aPicker & pk) ^Zz^h@+  
  { lS,Jo/T@  
  return binder_1 < Func, aPicker > (fn, pk); ;ZUj2WxE  
} }(8>&  
"7y, d%H  
2个以上参数的bind可以同理实现。 *JDz0M4f  
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。  7qy PI  
z*h:Nt%.  
十一. phoenix 2j8GJU/L  
Boost.phoenix可能知道的人不多,让我们来看一段代码吧: iH4LZ  
iV/I909*''  
for_each(v.begin(), v.end(), rs?Dn6:;B  
( =gI41Y]  
do_ OJpfiZ@Q_  
[ [TOo 9W  
  cout << _1 <<   " , " chL1r9V)v  
] pp"#pl  
.while_( -- _1), s4_Dqm  
cout << var( " \n " ) Zpg;hj5_  
) enJ; #aA  
); Qwpni^D8j  
uQ-GJI^t  
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: =( |%%,3  
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 }qso} WI  
operator,的实现这里略过了,请参照前面的描述。 ]Z5m_-I  
那么我们就照着这个思路来实现吧: I;NW!"pU  
Ur#jJR@%3  
+Mq\3  
template < typename Cond, typename Actor > P4Pc;8T@!  
class do_while N\*oL*[j  
  { <b H *f w  
Cond cd; nC p/.]Y*  
Actor act; k!x|oC0  
public : =KHb0d |.  
template < typename T > @CzFzVmF"  
  struct result_1 ]S4"JcM  
  { pFS@yHs  
  typedef int result_type; F}So=Jz9h  
} ; [tk x84M8  
+"-l~`+<es  
do_while( const Cond & cd, const Actor & act) : cd(cd), act(act) {} rQ{|0+l  
zA9q`ePS  
template < typename T > : |s;2Y  
typename result_1 < T > ::result_type operator ()( const T & t) const C33Jzn's  
  { GP c B(  
  do  Kg';[G\  
    { l%2VA  
  act(t); Kj4BVs  
  } 7FoX)54"  
  while (cd(t)); -c&=3O!  
  return   0 ; 9Of;8R  
} d[9{&YnH !  
} ; ;/$pxD  
|1!fuB A  
tV(iC~/  
这就是最终的functor,我略去了result_2和2个参数的operator(). -:%QoRC y  
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。 C/Q20  
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。 x t-s"A  
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。 @/kI;8  
下面就是产生这个functor的类: ]:Ep1DIMl  
K9EHT-  
e2 c'Wab  
template < typename Actor > MS;^:t1`  
class do_while_actor d]e36Dwk  
  { <8 <P,  
Actor act; @>O7/d?O  
public : [T r7SU#x  
do_while_actor( const Actor & act) : act(act) {} Dst;sLr[,  
^WB[uFt-  
template < typename Cond > ,nYa+e  
picker < do_while < Cond, Actor >   > while_( const Cond & cd) const ; ?I^$35  
} ; h@R n)D  
HjA~3l7  
E~}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。 $a~  
最后,是那个do_ N9M}H#  
TNqL ')f  
4j3_OUwWZx  
class do_while_invoker ivgX o'=  
  { f?. VVlD  
public : KX~ uE6rX  
template < typename Actor > RL4|!HzR  
do_while_actor < Actor >   operator [](Actor act) const  Culv/  
  { >P j#?j*Y  
  return do_while_actor < Actor > (act); |_p7vl"  
} T3oFgzoO  
} do_; e=VSO!(rY  
<~uzHg%Y  
好啦,现在明白do_[xxx].while_(xxx)是怎么工作的吧? NxnR QS  
同样的,我们还可以做if_, while_, for_, switch_等。 tZ[9qms^_  
最后来说说怎么处理break和continue L-E &m*%  
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。 F}l3\uC]  
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
欢迎提供真实交流,考虑发帖者的感受
认证码:
验证问题:
10+5=?,请输入中文答案:十五