如何为成员函数创建类似模板的命名空间

Question

我正在尝试定义一个命名空间/结构，其中包含存储特定实现的函数指针（假设一个包含多个函数的结构）。目前，使用以下结构一切正常：

class foo{
    int a;
    int b;

public:
    explicit foo(int _a, int _b) : a(_a), b(_b) {};
    std::function<int(int)> bar(int num) = [=](int num) -> int{
         // here I need to know a and b
         //do something with num and return 
    }
}

这个类包含几个函数，每个函数都必须知道 a 和 b。问题是我必须创建类的实例并设置参数 a 和 b，我宁愿省略。 在另一个类中，我只通过使用它的功能来使用这个类。即

class foo2{
    //some other parameters
    int a, b;
    std::function<...> fun1, fun2,...;
public:
    foo2(int a, int b, ....){this->a = a; this->b = b;};
    setFuncs(){
        foo instance(a, b); 
        this->fun1 = [instance](int num){ return instance.bar(num);}
        this->fun2 = ...
    }
}

但我想省略每次都创建一个新的类实例（从某种意义上说，我在同一个类中重复上述行为，但在代码中的另一个位置）。我试图将这个类模板化为

template<int a, int b>
class foo{
...
}

所以我可以将函数分配为：

this->fun1 = foo<a,b>::bar;

但是我需要在编译时知道 a 和 b，这是不可能的。这些参数在类 foo2 中设置一次。我意识到整体代码可能并不干净，正如您所见，我是物理学家，而不是 IT 人。一种方法是将类 foo 的实例存储在类 foo2 中，并为整个类初始化一次，并让函数 fun1、fun2、... 通过引用这些指针来访问，但我正在寻找是否有另一个方式（可能是类之类的模板，我不需要在编译时知道这些值）。 此外，我无法在此处粘贴整个代码，因为它在多个文件中包含数千行，并且很难描述代码的作用。如果这可能是一个愚蠢或微不足道的问题，我感谢任何帮助并道歉（我不严格地从事 IT 工作，我是一名物理学家；））

Answer 1

由于您希望某些输入数据比单个函数调用保留更长时间，除非它是完全编译时数据，否则运行时状态是不可避免的。问题是如何您希望这些数据被封装 - 不同的方法会产生非常不同的（主观）感受它们的方便程度。

根据您的使用示例：

this->fun1 = foo<a,b>::bar;

如果你想避免状态（或者更确切地说封装它），你可以创建一个工厂来为你创建函数：

std::function<int(int)> make_func(int a, int b)
{
    return [=](int x){ return actual_function(a, b, x); };
}

this->fun1 = make_func(a, b); // now std::function will hold lambda's captured state

这个话题通常被称为部分应用，我猜 boost 或其他库已经有很多支持这种操作的代码。

Answer 2

您可以在a 和b 的值已知的foo 构造函数中创建lambda。

然后您还可以捕获 this 以使用成员变量（以防它们在 lambda 创建和调用之间发生变化）。

class foo
{
    int a;
    int b;

public:
    // No need for explicit since this isn't a "conversion" constructor
    foo(int a, int b) : a(a), b(b)
    {
        bar = [this](int x)
        {
            // Use the argument together with this->a and this->b...
            return some_value;
        };
    }

    std::function<int(int)> bar;
};