Question

在C ++ 14中，什么是一种理解函数或函数对象的好方法？

特别是，我有一个重载函数foo，其中包含一些随机数的重载：可以通过ADL找到一些重载，其他的可以在无数个地方定义。

我有一个帮助对象：

static struct {
  template<class...Args>
  auto operator()(Args&&...args)const
  -> decltype(foo(std::forward<Args>(args)...))
    { return (foo(std::forward<Args>(args)...));}
} call_foo;

允许我将重载集作为单个对象传递。

如果我想讨好foo，我应该怎么做？

由于curry和部分功能应用通常可以互换使用，curry我的意思是foo(a,b,c,d)是有效的通话，那么curry(call_foo)(a)(b)(c)(d)必须是有效通话。< / p>

Answer 1

这是我目前最好的尝试。

#include <iostream>
#include <utility>
#include <memory>

SFINAE实用程序帮助程序类：

template<class T>struct voider{using type=void;};
template<class T>using void_t=typename voider<T>::type;

一个traits类，它告诉你Sig是否是一个有效的invokation - 即，std::result_of<Sig>::type是否定义了行为。在某些C ++实现中，只需检查std::result_of就足够了，但标准并不要求这样做：

template<class Sig,class=void>
struct is_invokable:std::false_type {};
template<class F, class... Ts>
struct is_invokable<
  F(Ts...),
  void_t<decltype(std::declval<F>()(std::declval<Ts>()...))>
>:std::true_type {
  using type=decltype(std::declval<F>()(std::declval<Ts>()...));
};
template<class Sig>
using invoke_result=typename is_invokable<Sig>::type;
template<class T> using type=T;

Curry helper是一种手动lambda。它捕获一个函数和一个参数。它不是作为lambda编写的，因此我们可以在rvalue上下文中使用正确的rvalue转发，这在currying时非常重要：

template<class F, class T>
struct curry_helper {
  F f;
  T t;
  template<class...Args>
  invoke_result< type<F const&>(T const&, Args...) >
  operator()(Args&&...args)const&
  {
    return f(t, std::forward<Args>(args)...);
  }
  template<class...Args>
  invoke_result< type<F&>(T const&, Args...) >
  operator()(Args&&...args)&
  {
    return f(t, std::forward<Args>(args)...);
  }
  template<class...Args>
  invoke_result< type<F>(T const&, Args...) >
  operator()(Args&&...args)&&
  {
    return std::move(f)(std::move(t), std::forward<Args>(args)...);
  }
};

肉和土豆：

template<class F>
struct curry_t {
  F f;
  template<class Arg>
  using next_curry=curry_t< curry_helper<F, std::decay_t<Arg> >;
  // the non-terminating cases.  When the signature passed does not evaluate
  // we simply store the value in a curry_helper, and curry the result:
  template<class Arg,class=std::enable_if_t<!is_invokable<type<F const&>(Arg)>::value>>
  auto operator()(Arg&& arg)const&
  {
    return next_curry<Arg>{{ f, std::forward<Arg>(arg) }};
  }
  template<class Arg,class=std::enable_if_t<!is_invokable<type<F&>(Arg)>::value>>
  auto operator()(Arg&& arg)&
  {
    return next_curry<Arg>{{ f, std::forward<Arg>(arg) }};
  }
  template<class Arg,class=std::enable_if_t<!is_invokable<F(Arg)>::value>>
  auto operator()(Arg&& arg)&&
  {
    return next_curry<Arg>{{ std::move(f), std::forward<Arg>(arg) }};
  }
  // These are helper functions that make curry(blah)(a,b,c) somewhat of a shortcut for curry(blah)(a)(b)(c)
  // *if* the latter is valid, *and* it isn't just directly invoked.  Not quite, because this can *jump over*
  // terminating cases...
  template<class Arg,class...Args,class=std::enable_if_t<!is_invokable<type<F const&>(Arg,Args...)>::value>>
  auto operator()(Arg&& arg,Args&&...args)const&
  {
    return next_curry<Arg>{{ f, std::forward<Arg>(arg) }}(std::forward<Args>(args)...);
  }
  template<class Arg,class...Args,class=std::enable_if_t<!is_invokable<type<F&>(Arg,Args...)>::value>>
  auto operator()(Arg&& arg,Args&&...args)&
  {
    return next_curry<Arg>{{ f, std::forward<Arg>(arg) }}(std::forward<Args>(args)...);
  }
  template<class Arg,class...Args,class=std::enable_if_t<!is_invokable<F(Arg,Args...)>::value>>
  auto operator()(Arg&& arg,Args&&...args)&&
  {
    return next_curry<Arg>{{ std::move(f), std::forward<Arg>(arg) }}(std::forward<Args>(args)...);
  }

  // The terminating cases.  If we run into a case where the arguments would evaluate, this calls the underlying curried function:
  template<class... Args,class=std::enable_if_t<is_invokable<type<F const&>(Args...)>::value>>
  auto operator()(Args&&... args,...)const&
  {
    return f(std::forward<Args>(args)...);
  }
  template<class... Args,class=std::enable_if_t<is_invokable<type<F&>(Args...)>::value>>
  auto operator()(Args&&... args,...)&
  {
    return f(std::forward<Args>(args)...);
  }
  template<class... Args,class=std::enable_if_t<is_invokable<F(Args...)>::value>>
  auto operator()(Args&&... args,...)&&
  {
    return std::move(f)(std::forward<Args>(args)...);
  }
};

template<class F>
curry_t<typename std::decay<F>::type> curry( F&& f ) { return {std::forward<F>(f)}; }

最后的功能是幽默的。

请注意，没有进行类型擦除。另请注意，理论上手工制作的解决方案可以少得多move，但我认为我不必在任何地方进行复制。

这是一个测试函数对象：

static struct {
  double operator()(double x, int y, std::nullptr_t, std::nullptr_t)const{std::cout << "first\n"; return x*y;}
  char operator()(char c, int x)const{std::cout << "second\n"; return c+x;}
  void operator()(char const*s)const{std::cout << "hello " << s << "\n";}
} foo;

以及一些测试代码，看看它是如何工作的：

int main() {
  auto f = curry(foo);
  // testing the ability to "jump over" the second overload:
  std::cout << f(3.14,10,std::nullptr_t{})(std::nullptr_t{}) << "\n";
  // Call the 3rd overload:
  f("world");
  // call the 2nd overload:
  auto x =  f('a',2);
  std::cout << x << "\n";
  // again:
  x =  f('a')(2);
}

live example

结果代码不仅仅是一团糟。许多方法必须重复3次才能最佳地处理&，const&和&&个案例。 SFINAE条款冗长而复杂。我最终使用variardic args 和 varargs，其中的varargs确保方法中的非重要签名差异（我认为优先级较低，而不是重要，SFINAE确保只有一个重载永远有效，除this限定符外。）

curry(call_foo)的结果是一个对象，一次可以被称为一个参数，或者一次被称为多个参数。您可以使用3个参数调用它，然后是1，然后是1，然后是2，它主要是正确的。没有任何证据可以告诉你它需要多少个参数，除了试图提供它的参数并查看该调用是否有效。这是处理重载情况所必需的。

多参数情况的一个怪癖是它不会将数据包部分传递给一个curry，并将其余部分用作返回值的参数。我可以通过改变来相对容易地改变：

    return curry_t< curry_helper<F, std::decay_t<Arg> >>{{ f, std::forward<Arg>(arg) }}(std::forward<Args>(args)...);

到

    return (*this)(std::forward<Arg>(arg))(std::forward<Args>(args)...);

和另外两个相似的。这将阻止＆＃34;跳过＆＃34;否则本身有效的重载。思考？这意味着curry(foo)(a,b,c)在逻辑上与curry(foo)(a)(b)(c)完全相同，这似乎很优雅。

感谢@Casey，他的答案很大程度上鼓舞了这一点。

最近的修订版。它使(a,b,c)的行为与(a)(b)(c)非常相似，除非它是直接有效的调用。

#include <type_traits>
#include <utility>

template<class...>
struct voider { using type = void; };
template<class...Ts>
using void_t = typename voider<Ts...>::type;

template<class T>
using decay_t = typename std::decay<T>::type;

template<class Sig,class=void>
struct is_invokable:std::false_type {};
template<class F, class... Ts>
struct is_invokable<
  F(Ts...),
  void_t<decltype(std::declval<F>()(std::declval<Ts>()...))>
>:std::true_type {};

#define RETURNS(...) decltype(__VA_ARGS__){return (__VA_ARGS__);}

template<class D>
class rvalue_invoke_support {
  D& self(){return *static_cast<D*>(this);}
  D const& self()const{return *static_cast<D const*>(this);}
public:
  template<class...Args>
  auto operator()(Args&&...args)&->
  RETURNS( invoke( this->self(), std::forward<Args>(args)... ) )

  template<class...Args>
  auto operator()(Args&&...args)const&->
  RETURNS( invoke( this->self(), std::forward<Args>(args)... ) )

  template<class...Args>
  auto operator()(Args&&...args)&&->
  RETURNS( invoke( std::move(this->self()), std::forward<Args>(args)... ) )

  template<class...Args>
  auto operator()(Args&&...args)const&&->
  RETURNS( invoke( std::move(this->self()), std::forward<Args>(args)... ) )
};

namespace curryDetails {
  // Curry helper is sort of a manual lambda.  It captures a function and one argument
  // It isn't written as a lambda so we can enable proper rvalue forwarding when it is
  // used in an rvalue context, which is important when currying:
  template<class F, class T>
  struct curry_helper: rvalue_invoke_support<curry_helper<F,T>> {
    F f;
    T t;

    template<class A, class B>
    curry_helper(A&& a, B&& b):f(std::forward<A>(a)), t(std::forward<B>(b)) {}

    template<class curry_helper, class...Args>
    friend auto invoke( curry_helper&& self, Args&&... args)->
    RETURNS( std::forward<curry_helper>(self).f( std::forward<curry_helper>(self).t, std::forward<Args>(args)... ) )
  };
}

namespace curryNS {
  // the rvalue-ref qualified function type of a curry_t:
  template<class curry>
  using function_type = decltype(std::declval<curry>().f);

  template <class> struct curry_t;

  // the next curry type if we chain given a new arg A0:
  template<class curry, class A0>
  using next_curry = curry_t<::curryDetails::curry_helper<decay_t<function_type<curry>>, decay_t<A0>>>;

  // 3 invoke_ overloads
  // The first is one argument when invoking f with A0 does not work:
  template<class curry, class A0>
  auto invoke_(std::false_type, curry&& self, A0&&a0 )->
  RETURNS(next_curry<curry, A0>{std::forward<curry>(self).f,std::forward<A0>(a0)})

  // This is the 2+ argument overload where invoking with the arguments does not work
  // invoke a chain of the top one:
  template<class curry, class A0, class A1, class... Args>
  auto invoke_(std::false_type, curry&& self, A0&&a0, A1&& a1, Args&&... args )->
  RETURNS(std::forward<curry>(self)(std::forward<A0>(a0))(std::forward<A1>(a1), std::forward<Args>(args)...))

  // This is the any number of argument overload when it is a valid call to f:
  template<class curry, class...Args>
  auto invoke_(std::true_type, curry&& self, Args&&...args )->
  RETURNS(std::forward<curry>(self).f(std::forward<Args>(args)...))

  template<class F>
  struct curry_t : rvalue_invoke_support<curry_t<F>> {
    F f;

    template<class... U>curry_t(U&&...u):f(std::forward<U>(u)...){}

    template<class curry, class...Args>
    friend auto invoke( curry&& self, Args&&...args )->
    RETURNS(invoke_(is_invokable<function_type<curry>(Args...)>{}, std::forward<curry>(self), std::forward<Args>(args)...))
  };
}

template<class F>
curryNS::curry_t<decay_t<F>> curry( F&& f ) { return {std::forward<F>(f)}; }

#include <iostream>

static struct foo_t {
  double operator()(double x, int y, std::nullptr_t, std::nullptr_t)const{std::cout << "first\n"; return x*y;}
  char operator()(char c, int x)const{std::cout << "second\n"; return c+x;}
  void operator()(char const*s)const{std::cout << "hello " << s << "\n";}
} foo;

int main() {

  auto f = curry(foo);
  using C = decltype((f));
  std::cout << is_invokable<curryNS::function_type<C>(const char(&)[5])>{} << "\n";
  invoke( f, "world" );
  // Call the 3rd overload:
  f("world");
  // testing the ability to "jump over" the second overload:
  std::cout << f(3.14,10,nullptr,nullptr) << "\n";
  // call the 2nd overload:
  auto x = f('a',2);
  std::cout << x << "\n";
  // again:
  x =  f('a')(2);
  std::cout << x << "\n";
  std::cout << is_invokable<decltype(foo)(double, int)>{} << "\n";
  std::cout << is_invokable<decltype(foo)(double)>{} << "\n";
  std::cout << is_invokable<decltype(f)(double, int)>{} << "\n";
  std::cout << is_invokable<decltype(f)(double)>{} << "\n";
  std::cout << is_invokable<decltype(f(3.14))(int)>{} << "\n";
  decltype(std::declval<decltype((foo))>()(std::declval<double>(), std::declval<int>())) y = {3};
  (void)y;
  // std::cout << << "\n";
}

live version

Answer 2

这是我尝试使用急切语义，即，只要为原始函数（Demo at Coliru）的有效调用累积了足够的参数，就返回：

namespace detail {
template <unsigned I>
struct priority_tag : priority_tag<I-1> {};
template <> struct priority_tag<0> {};

// High priority overload.
// If f is callable with zero args, return f()
template <typename F>
auto curry(F&& f, priority_tag<1>) -> decltype(std::forward<F>(f)()) {
    return std::forward<F>(f)();
}

// Low priority overload.
// Return a partial application
template <typename F>
auto curry(F f, priority_tag<0>) {
    return [f](auto&& t) {
        return curry([f,t=std::forward<decltype(t)>(t)](auto&&...args) ->
          decltype(f(t, std::forward<decltype(args)>(args)...)) {
            return f(t, std::forward<decltype(args)>(args)...);
        }, priority_tag<1>{});
    };
}
} // namespace detail

// Dispatch to the implementation overload set in namespace detail.
template <typename F>
auto curry(F&& f) {
    return detail::curry(std::forward<F>(f), detail::priority_tag<1>{});
}

和没有急切语义的替代实现，需要额外的()来调用部分应用程序，从而可以访问例如来自相同重载集的f(int)和f(int, int)：

template <typename F>
class partial_application {
    F f_;
public:
    template <typename T>
    explicit partial_application(T&& f) :
        f_(std::forward<T>(f)) {}

    auto operator()() { return f_(); }

    template <typename T>
    auto operator()(T&&);
};

template <typename F>
auto curry_explicit(F&& f) {
    return partial_application<F>{std::forward<F>(f)};
}

template <typename F>
template <typename T>
auto partial_application<F>::operator()(T&& t) {
    return curry_explicit([f=f_,t=std::forward<T>(t)](auto&&...args) ->
      decltype(f_(t, std::forward<decltype(args)>(args)...)) {
        return f(t, std::forward<decltype(args)>(args)...);
    });
}

Answer 3

这不是一个小问题。获得所有权语义是很棘手的。为了比较，让我们考虑一些lambda以及它们如何表达所有权：

[=]() {}         // capture by value, can't modify values of captures
[=]() mutable {} // capture by value, can modify values of captures

[&]() {}     // capture by reference, can modify values of captures

[a, &b, c = std::move(foo)]() {} // mixture of value and reference, move-only if foo is
                                 // can't modify value of a or c, but can b

默认情况下，我的实现按值捕获，在传递std::reference_wrapper<>时与引用一起捕获（与std::make_tuple()的{{1}}相同的行为），并按原样转发调用参数（左值保持左值），rvalues仍然是rvalues）。我无法确定std::ref()的令人满意的解决方案，因此所有值捕获都有效地 mutable。

捕获仅移动类型使得仿函数仅移动。这反过来意味着const是c且curry_t是仅移动类型，d不会调用捕获的仿函数，然后绑定{{1} lvalue意味着后续调用必须包含足够的参数来调用捕获的仿函数，或者左值必须转换为rvalue（可能通过c(std::move(d))）。这需要一些参考资格。请注意，c(std::move(d))始终是左值，因此必须将参考限定符应用于std::move()。

由于可能存在任意数量的重载，因此无法知道捕获的仿函数需要多少个参数，因此请小心。没有*this的{{1}}。

总的来说，实现大约需要70行代码。正如评论中所讨论的那样，我遵循operator()和static_assert约定（大致）等同，允许访问每个重载。

sizeof...(Captures) < max(N_ARGS)

Live demo on Coliru演示了引用限定符语义。

Answer 4

这是我在学习可变参数模板时一直在玩的代码它是ATD用于函数指针的玩具示例，以及std :: function上的ATD 我已经在lambdas上做了一些例子，但没有找到提取武器的方法，所以lamnda没有ATD（尚未）

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <type_traits>
#include <functional>
#include <algorithm>


//this is helper class for calling (variadic) func from std::tuple
template <typename F,typename ...Args>
struct TupleCallHelper
{
    template<int ...> struct seq {};
    template<int N, int ...S> struct gens : gens<N-1, N-1, S...> {};
    template<int ...S> struct gens<0, S...>{ typedef seq<S...> type; };
    template<int ...S>
    static inline auto callFunc(seq<S...>,std::tuple<Args...>& params, F f) -> 
           decltype(f(std::get<S>(params) ...))
    {
        return f(std::get<S>(params) ... );
    }

    static inline auto delayed_dispatch(F& f, std::tuple<Args... >&  args) ->  
          decltype(callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type(),args , f))
    {
        return callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type(),args , f);
    }
};




template <int Depth,typename F,typename ... Args>
struct CurriedImpl;

//curried base class, when all args are consumed
template <typename F,typename ... Args>
struct CurriedImpl<0,F,Args...>
{
    std::tuple<Args...> m_tuple;
    F m_func;

    CurriedImpl(const F& a_func):m_func(a_func)
    {
    }
    auto operator()() -> 
        decltype(TupleCallHelper<F,Args...>::delayed_dispatch(m_func,m_tuple))
    {
        return TupleCallHelper<F,Args...>::delayed_dispatch(m_func,m_tuple);
    }
};

template <typename F,typename ... Args>
struct CurriedImpl<-1,F,Args ... > ; //this is against weird gcc bug

//curried before all args are consumed (stores arg in tuple)
template <int Depth,typename F,typename ... Args>
struct CurriedImpl : public CurriedImpl<Depth-1,F,Args...>
{
    using parent_t = CurriedImpl<Depth-1,F,Args...>;

    CurriedImpl(const F& a_func): parent_t(a_func)
    {
    }
    template <typename First>
    auto operator()(const First& a_first) -> CurriedImpl<Depth-1,F,Args...>
    {
        std::get<sizeof...(Args)-Depth>(parent_t::m_tuple) = a_first;
        return *this;
    }

    template <typename First, typename... Rem>
    auto operator()(const First& a_first,Rem ... a_rem) -> 
         CurriedImpl<Depth-1-sizeof...(Rem),F,Args...>
    {
        CurriedImpl<Depth-1,F,Args...> r = this->operator()(a_first);
        return r(a_rem...);
    }
};


template <typename F, typename ... Args>
struct Curried: public CurriedImpl<sizeof...(Args),F,Args...>
{   
    Curried(F a_f):
        CurriedImpl<sizeof...(Args),F,Args...>(a_f)
    {
    }
};


template<typename A>
int varcout( A a_a)
{
    std::cout << a_a << "\n" ;
    return 0;
}

template<typename A,typename ... Var>
int varcout( A a_a, Var ... a_var)
{
    std::cout << a_a << "\n" ;
    return varcout(a_var ...);
}

template <typename F, typename ... Args>
auto curried(F(*a_f)(Args...)) -> Curried<F(*)(Args...),Args...>
{
   return Curried<F(*)(Args...),Args...>(a_f);
}

template <typename R, typename ... Args>
auto curried(std::function<R(Args ... )> a_f) -> Curried<std::function<R(Args ... )>,Args...>
{
   return Curried<std::function<R(Args ... )>,Args...>(a_f);
}

int main()
{

    //function pointers
    auto f = varcout<int,float>;
    auto curried_funcp = curried(f);
    curried_funcp(1)(10)(); 

    //atd for std::function
    std::function<int(int,float)> fun(f);
    auto curried_func = curried(fun);
    curried_func(2)(5)();
    curried_func(2,5)();//works too

    //example with std::lambda using  Curried  
    auto  lamb = [](int a , int b , std::string& s){
        std::cout << a + b << s ; 
    };

    Curried<decltype(lamb),int,int,std::string> co(lamb);

    auto var1 = co(2);
    auto var2 = var1(1," is sum\n");
    var2(); //prints -> "3 is sum"
}

我该如何制作咖喱功能？

4 个答案: