将常规函数绑定到 std::function

Question

我正在尝试使用 C++ 中的运算符重载来编写函数式组合，以便拥有类似于函数式语言（例如 Haskell）中的简单组合语法。我的目标是在组合中使用常规的裸 C++ 函数。到目前为止，我编写了两个重载：

1. operator% 使用两个 function<int(int)> 参数和
2. operator* 使用模板类型作为参数。

operator% 运行良好，但在 main() 中，我首先必须将常规函数包装到 function<int(int)> 中，以便 operator% 接受它们作为输入参数。我想通过将它迁移到使用模板参数的重载operator* 来避免这个额外的步骤。我以为可以将正则函数绑定到operator*的模板参数上，但是编译器报错：

composingFunc.cpp11.cpp: In function ‘int main()’:
composingFunc.cpp11.cpp:28:12: error: invalid operands of types ‘int(int)’ and ‘int(int)’ to binary ‘operator*’
   cout<<(f*g)(5)<<endl;

你知道如何解决这个问题吗？在 operator* 中使用模板参数不是强制性的 - 如果您有其他方法，只需在此处提出建议。

这里是源代码：

#include<iostream>
#include<functional>

using namespace std;

int f(int n)
{  return 2*n; }

int g(int n)
{  return n+1; }

function<int(int)> operator%(function<int(int)> f, function<int(int)> g)
{ 
  return [=](int x){ return f(g(x));};
}

template<typename T>
function<int(int)> operator*(const T &f, const T &g)
{
  function<int(int)> f1=f,f2=g; //this is encapsulated here so it is not
                                //necessary to repeat the same in main 
                                //for every functional composition
  return [=](int x){ return f1(f2(x));};
}

int main()
{
  function<int(int)> f1=f, f2=g; //I want to encapsulate this step into operator*
  cout<<(f1%f2)(5)<<endl; //this works well
  cout<<(f*g)(5)<<endl; //error in this line
}

编辑： Zac 给出的解决方案使用类类型作为函数参数之一（根据标准，在运算符重载中必须使用至少一个枚举或类类型参数）和模板类型参数。然后常规 C++ 函数很乐意绑定到这两个参数。因此最终的运算符重载非常简单：

template<typename T>
function<int(int)> operator*(function<int(int)> f, T g)
{
    return [=](int x){ return f(g(x));};
}

然后可以使用简单的(f*g)(x) 语法组合常规函数。

Answer 1

想到的唯一想法是从一些假人开始：

struct F{}F;

function<int(int)> operator*(struct F, function<int(int)> g)
{
    return g;
}

function<int(int)> operator*(function<int(int)> f, function<int(int)> g)
{
    return [=](int x){ return f(g(x));};
}

int main()
{
    cout<<(F*f*g)(5)<<endl; // start with F, then add the real stuff
}

Answer 2

正如 Daniel 指出的，运算符重载中的参数之一必须是类或枚举类型。因此对f*g 的调用需要实例化为function<int(int)> 而不是函数指针类型。这个问题有两种选择，

1. 用函数代替运算符，如

   template<typename T>
   function<int(int)> multi(T x, T y)
   

2. 将函数参数之一声明为`function

   template<typename T>
   function<int(int)> operator*(function<int(int)> x, T y)