Question

我来自Haskell，目前正在修补C ++ 11以了解它能做些什么。我的一个玩具是一个小模板，它试图模仿Haskell map函数，即它需要一个容量为X的容器和一个将X映射到Y的函数。并生成一个值为Y的容器。我知道我可以使用std::transform轻松做到这一点，但这会破坏乐趣。

现在，我的模板看起来像这样：

template <typename T, typename U>
void myMap( const T &input,
            U &output,
            std::function<typename U::value_type (typename T::value_type)> f );

现在，我的qustion是：是否可以调整签名，以便不通过引用（第二个参数）获取输出容器，而是通过返回值生成一个新容器，但编译器可以推导出返回类型？像

这样的东西

template <typename T, typename U>
U myMap( const T &input,
       std::function<typename U::value_type (typename T::value_type)> f );

遗憾的是不能像

一样调用

std::vector<int> x = { 1, 2, 3, 4 };
std::list<bool> y = myMap( x, []( int x ) { return x % 2 == 0; } );

......至少Clang在这里没有推断出返回类型。

我的一个想法是，鉴于输入容器类型和函数类型是已知的，您可以从中构造输出类型。即

之类的东西

template <typename C, typename T, typename U>
C<U> myMap( const C<T> &input,
            std::function<U (T)> f );

...但是唉C<U>似乎不是有效的语法。我想知道我是否只需要像this question那样的decltype仙尘。{/ p>

Answer 1

正如我之前所说过的，我之前已经完成了所有操作，但由于使用了std::basic_string<T,U>而无法与std::set（以及std::back_inserter和朋友）合作，因此它只是将它重新绑定到std::basic_string<stuff,U>而不是基础容器。但请注意，将其扩展为使用std::basic_string<T, U>的专门案例很容易。

我做的第一件事是定义一个function_traits和一个Rebind元函数，它会将类型从Container<T>重新绑定到Container<U>，其中U是结果类型传递的函数和T是原始类型。结果类型可通过function_traits元函数找到。您可以在下面看到完整的代码：

#include <type_traits>
#include <algorithm>

/* Helpers */
template<typename T>
using Type = typename T::type;

template<typename T>
using Unqualified = Type<std::remove_reference<Type<std::remove_cv<T>>>>;

template<typename Specialization, typename Target>
struct rebind {};

/* Sensible default: assume first parameter is for the target */
template<template<typename...> class Cont, typename T, typename... Ts, typename Target>
struct rebind<Cont<T, Ts...>, Target> {
    using type = Cont<Target, Ts...>;
};

/* Special-case */
template<typename Old, std::size_t N, typename Target>
struct rebind<std::array<Old, N>, Target> {
    using type = std::array<Target, N>;
};

template<typename Specialization, typename Target>
using Rebind = Type<rebind<Specialization, Target>>;

#include <tuple>

template<typename T>
struct function_traits : public function_traits<decltype(&T::operator())> {};

template<typename T, typename R, typename... Args>
struct function_traits<R(T::*)(Args...) const> {

    static constexpr size_t args = sizeof...(Args);

    using result_type = R;
    template<size_t i>
    struct arg {
        using type = typename std::tuple_element<i,std::tuple<Args...>>::type;
    };
};

template<typename T>
using Resultant = typename function_traits<T>::result_type;

template<class Cont, typename Map>
auto map(const Cont& cont, Map&& mapped) -> Rebind<Cont, Resultant<Unqualified<Map>>> {
    Rebind<Cont, Resultant<Unqualified<Map>>> result;
    auto result_iterator = std::back_inserter(result);
    for(const auto& elem : cont) {
        *result_iterator = mapped(elem);
    }
    return result;
}

#include <iostream>

int main() {
    auto i = map(std::vector<int>{1,2,3,4,5,6}, [](int x) { return x % 2 == 0; });
    for(auto&& j : i) {
        std::cout << j << ' ';
    }
}

输出：

0 1 0 1 0 1

Live version关于Coliru

Answer 2

您可能正在寻找此语法

#include <algorithm>
#include <functional>
#include <type_traits>
#include <list>

template 
    <
       template<typename, typename...> class Container, 
       typename InType, 
       typename FuncType, 
       typename... Rest
    >
auto myMap (const Container<InType, Rest...>& container,
            FuncType func) -> 
              Container<decltype(func(std::declval<InType>())), Rest...>
{
    Container<decltype(func(std::declval<InType>())), Rest...> result;
    std::transform(std::begin(container), 
                   std::end(container),
                   std::back_inserter(result), 
                   func);
    return result;
}

虽然我不建议在任何真实的项目中使用这种代码。

Answer 3

在C ++ 11中使用新的函数声明语法。

template <typename T>
auto myMap(const T &input,
           std::function<typename U::value_type (typename T::value_type)> f ) -> decltype(...);

其中“...”被单个语句替换，然后编译器可以从中评估类型。困难的部分是在一个语句中定义返回类型，虽然来自Haskell你可能会想出来。

使用正常的函数声明，编译器没有任何方法可以从参数中推导出返回类型，因为参数尚未被解析。使用这种新语法，您可以使用参数来声明返回类型。

以下是您可以让编译器推导出在C ++ 98中无法实现的普通函数的返回类型的情况。

template <typename T1, typename T2>
auto add(T1 t1, T2 t2) -> decltype(t1+t2)
{ return t1 + t2; }

在C ++ 14中，他们添加了一些规则，允许编译器自动推导出返回类型，而不必使用decltype结构。

Answer 4

n.m.的答案是我将其视为正确的答案，但我不认为嵌套模板对可用性的影响值得正确。

这是我的尝试：

template <typename T, typename F, typename C = 
        std::vector<typename std::result_of<F(typename T::value_type)>::type>>
C myMap(const T &input, F f) {
    C ret;
    for (const auto& x : input) {
        ret.push_back(f(x));
    }
    return ret;
}

这说明了与原始代码的两个不同之处 - 一个，我没有指定std :: function，因为该类引入了很少需要的开销 - 模板将在您的示例中推断出不可解决的lambda类型。二，我指定std :: vector而不是std :: list作为默认返回类型（您的示例使用列表）。 vector是首选的C ++容器 - 使用它，除非你有一个非常强大的理由使用由基准测试支持的不同容器。

我上面的一个弱点是，很难或不可能列出作为模板先前参数的推导类型。在我看来，解决这个问题的最简单方法是提示：

template <class T> struct hint {};

template <typename T, typename F, typename C>
C myMap(const T& input, F f, hint<C> h) {
    return myMap<T, F, C>(input, f);
}

当然，此时您也可以将输出容器作为输入。

如何让编译器推导出模板的返回类型？

4 个答案: