带有模板的高阶函数？答案

【问题标题】：Higher-order functions with templates?带有模板的高阶函数？
【发布时间】：2014-10-23 15:37:04
【问题描述】：

我已经用 Clojure（一种函数式语言）编程有一段时间了，我必须使用 C++ 来上课。我一直在尝试使用我在 Clojure 中喜欢的一些功能（例如，高阶函数、lambda、参数线程、动态类型等），但我遇到了一些难题。

首先，我实现了一个函数get，它接受两个参数：

一个集合（向量、列表、哈希映射等），以及
索引

并返回该索引处的元素。

我还实现了一个函数conj，它接受两个参数：

集合（向量、列表、队列等），以及
一个元素/对象（无论集合是什么类型）

并返回添加了元素的集合。在向量的情况下，这与push_back 基本相同。

现在，我希望能够使用如下高阶函数“转发”或“线程化”参数：

using std::vector;
vector<double> my_vec;

forward(my_vec,    // take "my_vec"
        conj(0.1), // "push" the value of 0.1 to the back of "my_vec"
        get(0),    // retrieve the first value
        inc);      // increment that value

它与inc(get(conj(my_vec, 0.1), 0); 相同，但更具可读性（！）。

forward 在这种情况下的返回值应该是 1.1。

为了使forward 函数工作，初始参数之后的参数必须都是高阶函数。也就是说，它们需要类似于以下工作：

template<typename Func>
Func get(int i){
  return [i](vector<boost::any> coll)
           -> boost::optional<boost::any> {
             return get(coll, i);
           };
}

但是，编译器无法推断要返回的 lambda 函数的类型。此外，我的猜测是，基于我对boost::any 的极其有限的经验，它无法将vector<double> 转换为vector<boost::any>，尽管boost::any 明显声称它可以充当替代品几乎适用于任何类型。

我希望get 函数具有通用性，因此我不想使用boost::function<double (vector <double>, int)> 或任何类似的特定类型。

另外，如果从get 请求的索引超出范围，我将使用boost::optional 而不是vector 返回null_ptr。

就目前而言，这是我的 forward 函数的外观：

template <typename T1>
optional<T1> forward (T1 expr1){
  return expr1;
}
template <typename T1, typename T2>
optional<T1> forward (T1 expr1, T2 expr2){
  return forward(expr2(expr1));
}
template <typename T1, typename T2, typename T3>
optional<T1> forward (T1 expr1, T2 expr2, T3 expr3){
  return forward(expr2(expr1), expr3);
}

等等。 ...

关于如何让这个forward 函数工作的任何想法？

我也很确定有一种比像我一样进行 arity-overloading 更有效的方法来实现它。

【问题讨论】：

查找一元函数和延续器，一个函数式编程概念。 See how it is implemented in C++11.
什么编译器和版本？

标签： c++ functional-programming

【解决方案1】：

只是对 Horstling 答案的补充，实际上forward 可以更容易地实现：

template <typename Value>
Value forward(Value v) {
    return v;
}

template <typename Value, typename Func, typename... Funcs>
auto forward(Value v, Func f, Funcs... fs) -> decltype(forward(f(v), fs...)) {
    return forward(f(v), fs...);
}

C++14 让事情变得更加甜蜜：

template <typename Value>
Value forward(Value v) {
    return v;
}

template <typename Value, typename Func, typename... Funcs>
decltype(auto) forward(Value v, Func f, Funcs... fs) {
    return forward(f(v), fs...);
}

查看完整代码here（Coliru 似乎支持 boost）

【讨论】：

【解决方案2】：

这就是我能想到的：

http://coliru.stacked-crooked.com/a/039905c5deff8dcf

我没有使用 lambda，而是在三种不同的变体中使用了成熟的仿函数。它支持您的示例并且不需要类型擦除等（例如 boost::any 或 std::function）。

boost::optional<double> result = forward(my_vec, conj(0.1), get(0), inc);

另外，forward 函数被实现为可变参数模板，允许任意数量的函数。

代码未加修饰，但或许能给一些启发。

编辑：Anton 绝对正确，我的 forward 实现过于复杂。上面的链接现在指向他修改后的代码。

【讨论】：