如何轻松地将函数应用于 C++ 中的集合答案

【问题标题】：How to easily apply a function to a collection in C++如何轻松地将函数应用于 C++ 中的集合
【发布时间】：2009-02-26 02:54:51
【问题描述】：

我将图像存储为数组，根据元素的类型进行模板化，例如Image<unsigned> 或Image<float> 等。我经常需要对这些图像执行操作；例如，我可能需要添加两个图像，或者将图像平方（按元素），等等。所有的操作都是元素级的。我想尽可能地写出类似的东西：

float Add(float a, float b) { return a+b; }
Image<float> result = Add(img1, img2);

甚至更好，比如

complex ComplexCombine(float a, float b) { return complex(a, b); }
Image<complex> result = ComplexCombine(img1, img2);

或

struct FindMax {
    unsigned currentMax;
    FindMax(): currentMax(0) {}
    void operator(unsigned a) { if(a > currentMax) currentMax = a; }
};

FindMax findMax;
findMax(img);
findMax.currentMax;  // now contains the maximum value of 'img'

现在，我显然不能完全做到这一点；我写了一些东西可以打电话：

Image<float> result = Apply(img1, img2, Add);

但我似乎无法找到一种通用的方法来检测传递的函数/函数对象的返回类型，所以我上面的ComplexCombine 示例已失效；另外，我必须为我想传递的每个参数写一个新的（这似乎是不可避免的）。

对如何实现这一点有任何想法（尽可能少的样板代码）？

【问题讨论】：

标签： c++ templates mapreduce

【解决方案1】：

这就是为什么他的 STL 中的 unary_function、binary_function 等类型具有 result_type 类型定义的原因。如果你使用 std::ptr_fun，你可以通过 Apply 来利用它，

例如

template<typename Func, typename Arg, typename Result = Func::result_type>
Image<Result> Apply(Arg a1, Arg a2, Func f) {
        return Image<Result>(f(a1,a2));
}

然后做，

Apply(img1, img2, std::ptr_fun(&Add));

好的，你抓住了我，我没有测试它。还是可以的，但是不能直接使用一些 STL 功能需要做更多的工作

#include <iostream>

template<typename T>
struct Image {
  T val_;
  Image(const T& val) : val_(val) {}
};

template<typename Arg1, typename Arg2, typename Result>
struct image_fun_adapter {
  Result (*f)(Arg1, Arg2);
  Image<Result> operator()(const Image<Arg1>& a1, const Image<Arg2>& a2) {
    return Image<Result>(f(a1.val_, a2.val_));
  }
};

template<typename Arg1, typename Arg2, typename Result>
image_fun_adapter<Arg1,Arg2,Result> image_fun_ptr(Result (*f)(Arg1,Arg2)) {
  image_fun_adapter<Arg1,Arg2,Result> rv;
  rv.f = f;
  return rv;
}

float Add(float a, float b) { return a + b; }

int main() {
  Image<float> a(1.0);
  Image<float> b(12.5);
  // this is the cute bit:
  Image<float> c = image_fun_ptr(&Add)(a,b);

  std::cout << c.val_ << std::endl;
  return 0;
}

【讨论】：

我得到 (1) 错误：预期的类型说明符 (1) 错误：预期的 '>' (2) 错误：默认模板参数可能不会在函数模板中使用（我已经对这些行进行了编号根据您的示例。）我正在使用 gcc v4.2.4。

【解决方案2】：

模板专业化！

template<typename T>
T Add(const T &left, const T &right)
{
    return left + right;
}

template<typename T>
struct AddTwo
{
    T operator()(const T &left, const T &right)
    {
        return Add(left, right);
    }
};

// something like this (not exactly sure)
template<std::vector<typename V>>
std::vector<V> Add(const std::vector<V> &left, const std::vector<V> &right)
{
    assert(left.size() == right.size());

    std::vector ret(left.size());

    std::transform(left.const_begin(), left.const_end(), right.const_begin(), ret.begin(), AddTwo());

    return ret;
}

【讨论】：