【问题标题】:Functional C++ via template abuse通过模板滥用的函数式 C++
【发布时间】:2012-10-16 18:11:34
【问题描述】:

我决定尝试使用模板在 C++ 中编写功能映射实现,这就是我想出的:

template <
    class U, 
    class V, 
    template <class> class T 
>

class T<V> WugMap(
    class T<U>::const_iterator first, 
    class T<U>::const_iterator second, 
    V (U::*method)() const)

{
    class T<V> collection;
    while (first != second)
    {
        collection.insert(collection.end(), ((*(first++)).*method)());
    }
    return collection;
}

现在这一切都很好,花花公子,甚至可以编译。问题是,我不知道如何实际调用它。

尝试天真的方式会产生以下错误:

prog.cpp:42: error: no matching function for call to 
‘WugMap(__gnu_cxx::__normal_iterator<Container*, std::vector<Container, 
std::allocator<Container> > >, __gnu_cxx::__normal_iterator<Container*, 
std::vector<Container, std::allocator<Container> > >, int (Container::*)()const)’

据我所知,所有论点都是正确的。 gcc 根本没有提出任何替代方案,这让我相信我对 WugMap 的定义是可疑的,但它编译得很好,所以我很迷茫。谁能指导我完成这个愚蠢的过程?

如果有人可以提出更好的方法来编写这样的函数,以支持使用包含任何类型对象的任何类型的集合,我会考虑更改它。

Here's my ideone so far.

我目前正在使用 Ideone,它使用的是 C++03,gcc 4.3.4。

附录 1

这在 C++11 中可行吗?有人暗示它是。我知道 C++11 中的模板支持不同数量的参数,所以我也会修改我的要求以适应它。我会花一些精力来写一些东西,但与此同时,我正在寻找以下要求:

  • 应该有类似以下的签名:

    C2<V, ...> map(const C1<U, ...>&, V (U::*)(...), ...)
    

    这是获取一些集合 C1,包含 U 类型的元素,通过引用构造一些默认参数,还获取 U 的一些成员函数(返回 V 并获取一些未知类型的参数),然后按顺序获取要传递给成员函数的参数。该函数最终将返回一个 C2 类型的集合,该集合包含类型 V 的元素并使用未知数量的默认参数进行初始化。

  • 应该是可链接的:

    vector<int> herp = map(
                       map(
                            set<Class1, myComparator>(),
                       &Class1::getClass2, 2, 3),
                       &Class2::getFoo);
    
  • 如果我在使用它时不必有模板参数或任何其他额外的冗长,则可以加分。

std::transform 很棒,但不可链接。

【问题讨论】:

  • 需要是容器吗? std::transform in &lt;algorithm&gt; 已经用迭代器做到了这一点。
  • @JonPurdy:让我们假设 std::transform 不存在。此外,此实现旨在提供 std::transform 所不具备的一个功能是它需要一个指向成员函数的指针(我不认为 std::transform 可以在没有包装对象的情况下以这种方式运行)。此外,std::transform 会改变一个集合,这旨在产生一个可能不同类型的新集合。
  • @DyP:你知道,这可能与它有关,但究竟是什么,我无法理解。关于是否使用classtypename 有一些微妙的规则,除非涉及模板模板,否则这些规则不会发挥作用。这也许可以解释为什么它编译但不被视为一个函数。
  • @Wug: 谁说std::transform 不能应用指向成员的指针?在 C++11 中,您可以使用通用绑定器或 lambda 表达式。在 C++03 IIRC 中,您还可以将指针绑定到成员,或者您可以使用来自 boost.bind 的通用绑定器。我的意思是,我理解为了好玩或学习而尝试这样做,但我不会在生产中这样做。
  • 现在与问题相关,您如何尝试以 naïve 方式调用它?可以发一下代码吗?

标签: c++ templates collections functional-programming template-templates


【解决方案1】:

模板参数永远不能从嵌套类型中推导出来。即使UV可以从成员函数指针中推导出来,你也无法推导出模板类型T

ideone 的链接中明确指定模板参数(我在写上面的语句之前没有链接)也不起作用,主要是因为std::vector 的模板参数不仅仅是一个输入Tstd::vector 采用值类型和分配器类型。解决问题变得相当丑陋:

#include <vector>
#include <iostream>

using namespace std;

class Container
{
public:
    Container() {}
    Container(int _i) : i(_i) {}

    int get_i() const {return i;}

    int i;
};

    template <
        class U, 
        class V, 
        template <typename...> class T 
    >

    T<V> WugMap(
        typename T<U>::const_iterator first, 
        typename T<U>::const_iterator second, 
        V (U::*method)() const)
    {
        T<V> collection;
        while (first != second)
        {
            collection.insert(collection.end(), ((*(first++)).*method)());
        }
        return collection;
    }

int main()
{
    vector<Container> containers;
    for (int i = 0; i < 10; ++i) containers.push_back((Container(i)));

    WugMap<Container, int, std::vector>(
        containers.begin(), containers.end(), &Container::get_i);
}

【讨论】:

  • 他不是在推断它,而是在明确指定它:WugMap&lt;Container, int, vector&gt;(...);
  • 这意味着我可以使用WugMap&lt;Container, int, vector&gt;(...) 显式指定模板参数,但这也不起作用。
  • 我改成代码去掉参数,改用可变参数。
  • 这更符合我希望最终实现的目标。我有点糊涂了,你可以看这里:ideone.com/S0JmR
【解决方案2】:

不确定这是否应该是一个答案,但见鬼:

std::vector<std::string> src = f();
std::vector<std::string::size_type> sizes; 
sizes.reserve(src.size());
// Actual transformation:
std::transform( src.begin(), src.end(), std::back_inserter(sizes), 
                [](std::string const& s) { return s.size(); } );

类似的事情可以手动完成,但重新发明轮子真的没有意义。

至于std::transform 的不同之处,它并没有尝试如此紧密地绑定类型,它使用Iter1 作为前两个参数,Iter2 作为第三个参数,Functor 作为第三个参数.没有对接口进行检查以保证Iter1Iter2 是相同类型容器的迭代器,或者Functor 将从第一个容器中的值类型转换为第二个容器中的值类型。

【讨论】:

  • 重点是不要使用 std::transform 因为它的行为与我想要的不太一样,而且因为这是一个重新发明轮子的练习。
  • std::transform 的哪一部分不能按您的意愿工作?从transform 开始并改进它以支持您的需求可能比从头开始更简单(特别是对transform 参数的不太严格的要求是您的方法中不存在的一个很好的优势 --> 对于用于输入和输出的混合容器示例:从 vector 生成 set
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