怎么可能扩充做C++？

https://stackoverflow.com/questions/152005

02-07-2019
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题

什么是讨好?

怎么可能扩充做C++？

请解释中的粘合剂STL容器？

解决方案

总之，扩充需要一个功能 f(x, y) 并给予固定的 Y, 给一个新的功能 g(x) 哪里

g(x) == f(x, Y)

这一新功能可被称为的情况下，只有一个论点是供给，并将该呼吁的原始 f 功能的固定 Y 参数。

在粘合剂中的STL允许你这样做C++的功能。例如：

#include <functional>
#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

// declare a binary function object
class adder: public binary_function<int, int, int> {
public:
    int operator()(int x, int y) const
    {
        return x + y;
    }
};

int main()
{
    // initialise some sample data
    vector<int> a, b;
    a.push_back(1);
    a.push_back(2);
    a.push_back(3);

    // here we declare a function object f and try it out
    adder f;
    cout << "f(2, 3) = " << f(2, 3) << endl;

    // transform() expects a function with one argument, so we use
    // bind2nd to make a new function based on f, that takes one
    // argument and adds 5 to it
    transform(a.begin(), a.end(), back_inserter(b), bind2nd(f, 5));

    // output b to see what we got
    cout << "b = [" << endl;
    for (vector<int>::iterator i = b.begin(); i != b.end(); ++i) {
        cout << "  " << *i << endl;
    }
    cout << "]" << endl;

    return 0;
}

其他提示

1。什么是currying？

Currying只是意味着将几个参数的函数转换为单个参数的函数。使用示例可以很容易地说明这一点：

接受一个接受三个参数的函数f：

int
f(int a,std::string b,float c)
{
    // do something with a, b, and c
    return 0;
}

如果我们想要调用f(1,"some string",19.7f)，我们必须提供它的所有参数curried_f=curry(f)。

然后是a的curried版本，我们称之为curried_f(1)("some string")(19.7f)只需要一个与curried_f(1)的第一个参数相对应的参数，即参数curried_f。此外，auto curried=curry(f)(arg1)(arg2)(arg3)也可以使用curried版本编写为auto result=curried(arg4)(arg5)。另一方面，_dtl::_curry的返回值只是另一个函数，它处理curry的下一个参数。最后，我们最终得到一个函数或可调用的std::function，它实现了以下相等：

curried_f(first_arg)(second_arg)...(last_arg) == f(first_arg,second_arg,...,last_arg).

2。如何在C ++中实现currying？

下面的内容有点复杂，但对我来说效果很好（使用c ++ 11）...它还允许任意程度的卷曲，如下所示：FUNCTION以后fun。在这里：

#include <functional>

namespace _dtl {

    template <typename FUNCTION> struct
    _curry;

    // specialization for functions with a single argument
    template <typename R,typename T> struct
    _curry<std::function<R(T)>> {
        using
        type = std::function<R(T)>;

        const type
        result;

        _curry(type fun) : result(fun) {}

    };

    // recursive specialization for functions with more arguments
    template <typename R,typename T,typename...Ts> struct
    _curry<std::function<R(T,Ts...)>> {
        using
        remaining_type = typename _curry<std::function<R(Ts...)> >::type;

        using
        type = std::function<remaining_type(T)>;

        const type
        result;

        _curry(std::function<R(T,Ts...)> fun)
        : result (
            [=](const T& t) {
                return _curry<std::function<R(Ts...)>>(
                    [=](const Ts&...ts){ 
                        return fun(t, ts...); 
                    }
                ).result;
            }
        ) {}
    };
}

template <typename R,typename...Ts> auto
curry(const std::function<R(Ts...)> fun)
-> typename _dtl::_curry<std::function<R(Ts...)>>::type
{
    return _dtl::_curry<std::function<R(Ts...)>>(fun).result;
}

template <typename R,typename...Ts> auto
curry(R(* const fun)(Ts...))
-> typename _dtl::_curry<std::function<R(Ts...)>>::type
{
    return _dtl::_curry<std::function<R(Ts...)>>(fun).result;
}

#include <iostream>

void 
f(std::string a,std::string b,std::string c)
{
    std::cout << a << b << c;
}

int 
main() {
    curry(f)("Hello ")("functional ")("world!");
    return 0;
}

好吧，正如Samer评论的那样，我应该补充一些关于它是如何工作的解释。实际的实现是在N-1中完成的，而模板函数_curry<Ts...>只是便利包装器。该实现是对if constexpr模板参数void_t的参数的递归。

对于只有一个参数的函数，结果与原始函数相同。

        _curry(std::function<R(T,Ts...)> fun)
        : result (
            [=](const T& t) {
                return _curry<std::function<R(Ts...)>>(
                    [=](const Ts&...ts){ 
                        return fun(t, ts...); 
                    }
                ).result;
            }
        ) {}

这里有一个棘手的问题：对于具有更多参数的函数，我们返回一个lambda，其参数绑定到constexpr if调用的第一个参数。最后，剩余的needs_unapply<decltype(f)>::value参数的剩余currying被委托给<=>的实现，只需少一个模板参数。

c ++ 14/17的更新：

一个解决currying问题的新想法刚刚来到我身边......随着<=>引入c ++ 17（并在<=>的帮助下确定一个函数是否完全是curry），事情似乎变得容易多了：

template< class, class = std::void_t<> > struct 
needs_unapply : std::true_type { };

template< class T > struct 
needs_unapply<T, std::void_t<decltype(std::declval<T>()())>> : std::false_type { };

template <typename F> auto
curry(F&& f) {
  /// Check if f() is a valid function call. If not we need 
  /// to curry at least one argument:
  if constexpr (needs_unapply<decltype(f)>::value) {
       return [=](auto&& x) {
            return curry(
                [=](auto&&...xs) -> decltype(f(x,xs...)) {
                    return f(x,xs...);
                }
            );
        };    
  }
  else {  
    /// If 'f()' is a valid call, just call it, we are done.
    return f();
  }
}

int 
main()
{
  auto f = [](auto a, auto b, auto c, auto d) {
    return a  * b * c * d;
  };

  return curry(f)(1)(2)(3)(4);
}

请参阅此处的操作代码。使用类似的方法，此处是如何使用任意数量的参数来计算函数。

如果我们根据测试<=>交换<=>模板选择，那么同样的想法似乎在C ++ 14中也有用：

template <typename F> auto
curry(F&& f);

template <bool> struct
curry_on;

template <> struct
curry_on<false> {
    template <typename F> static auto
    apply(F&& f) {
        return f();
    }
};

template <> struct
curry_on<true> {
    template <typename F> static auto 
    apply(F&& f) {
        return [=](auto&& x) {
            return curry(
                [=](auto&&...xs) -> decltype(f(x,xs...)) {
                    return f(x,xs...);
                }
            );
        };
    }
};

template <typename F> auto
curry(F&& f) {
    return curry_on<needs_unapply<decltype(f)>::value>::template apply(f);
}

使用tr1：

简化Gregg的示例

#include <functional> 
using namespace std;
using namespace std::tr1;
using namespace std::tr1::placeholders;

int f(int, int);
..
int main(){
    function<int(int)> g     = bind(f, _1, 5); // g(x) == f(x, 5)
    function<int(int)> h     = bind(f, 2, _1); // h(x) == f(2, x)
    function<int(int,int)> j = bind(g, _2);    // j(x,y) == g(y)
}

Tr1功能组件允许您在C ++中编写丰富的功能样式代码。同样，C ++ 0x也允许内联lambda函数执行此操作：

int f(int, int);
..
int main(){
    auto g = [](int x){ return f(x,5); };      // g(x) == f(x, 5)
    auto h = [](int x){ return f(2,x); };      // h(x) == f(2, x)
    auto j = [](int x, int y){ return g(y); }; // j(x,y) == g(y)
}

虽然C ++没有提供一些面向功能的编程语言执行的丰富的副作用分析，但const分析和C ++ 0x lambda语法可以提供帮助：

struct foo{
    int x;
    int operator()(int y) const {
        x = 42; // error!  const function can't modify members
    }
};
..
int main(){
    int x;
    auto f = [](int y){ x = 42; }; // error! lambdas don't capture by default.
}

希望有所帮助。

查看 Boost.Bind 这让Greg显示的过程更加通用：

transform(a.begin(), a.end(), back_inserter(b), bind(f, _1, 5));

这将5绑定到f的第二个参数。

<！>＃8217;值得注意的是，这是不 currying（相反，它是<！>＃8217;部分应用程序）。但是，在一般情况下使用currying在C ++中很难（事实上，它最近才成为可能），而且经常使用部分应用程序。

其他答案很好地解释了粘合剂，所以我不会在这里重复这一部分。我将仅演示如何在C ++ 0x中使用lambdas进行currying和部分应用。

代码示例：（评论中的说明）

#include <iostream>
#include <functional>

using namespace std;

const function<int(int, int)> & simple_add = 
  [](int a, int b) -> int {
    return a + b;
  };

const function<function<int(int)>(int)> & curried_add = 
  [](int a) -> function<int(int)> {
    return [a](int b) -> int {
      return a + b;
    };
  };

int main() {
  // Demonstrating simple_add
  cout << simple_add(4, 5) << endl; // prints 9

  // Demonstrating curried_add
  cout << curried_add(4)(5) << endl; // prints 9

  // Create a partially applied function from curried_add
  const auto & add_4 = curried_add(4);
  cout << add_4(5) << endl; // prints 9
}

如果你正在使用C ++ 14，那很简单：

template<typename Function, typename... Arguments>
auto curry(Function function, Arguments... args) {
    return [=](auto... rest) {
        return function(args..., rest...);
    }
}

然后您可以像这样使用它：

auto add = [](auto x, auto y) { return x + y; }

// curry 4 into add
auto add4 = curry(add, 4);

add4(6); // 10

Currying是一种减少函数的方法，该函数将多个参数带入一系列嵌套函数，每个函数都有一个参数：

full = (lambda a, b, c: (a + b + c))
print full (1, 2, 3) # print 6

# Curried style
curried = (lambda a: (lambda b: (lambda c: (a + b + c))))
print curried (1)(2)(3) # print 6

Currying很不错，因为您可以使用预定义的值定义简单包装其他函数的函数，然后传递简化函数。 C ++ STL绑定器在C ++中提供了这种实现。

一些伟大的答案在这里。我认为我将加入我自己的，因为它是有趣的玩的概念。

局部应用程序的功能:这一进程的"约束力"一个功能，只有一些参数，推迟其余被填在后。结果是另一个功能用较少的参数。

讨好:是一种特殊形式的部分功能的应用程序，只能"结合"一个参数的时间。结果是另一个功能完全1较少的参数。

代码，我是本 局部应用程序的功能 从其扩充是可能的，但不是唯一的可能性。它提供了一些好处，在上述扩充实现(主要是因为它的部分功能的应用程序并不讨好，嘿).

申请一个空的职能：

auto sum0 = [](){return 0;};
std::cout << partial_apply(sum0)() << std::endl;

应用多个参数的时间:

auto sum10 = [](int a, int b, int c, int d, int e, int f, int g, int h, int i, int j){return a+b+c+d+e+f+g+h+i+j;};
std::cout << partial_apply(sum10)(1)(1,1)(1,1,1)(1,1,1,1) << std::endl; // 10

constexpr 支持，使用的编写时间 static_assert:
```
static_assert(partial_apply(sum0)() == 0);
```
一个有用的错误信息，如果你不小心走的太远，提供参数：
```
auto sum1 = [](int x){ return x;};
partial_apply(sum1)(1)(1);
```
错误：static_assert失败"的尝试应用太多的论点!"

其他答复上述返回lambda定参数，然后返回进一步lambda.这种方法包装这一至关重要的功能并入一个可调用的对象。定义 operator() 允许内部lambda被称为。可变的模板，使我们能够检查对一个人走得太远，以及一个隐性转换功能的结果类型的功能呼叫我们可以打印的结果或比较的对象的一个原始的。

代码:

namespace detail{
template<class F>
using is_zero_callable = decltype(std::declval<F>()());

template<class F>
constexpr bool is_zero_callable_v = std::experimental::is_detected_v<is_zero_callable, F>;
}

template<class F>
struct partial_apply_t
{
    template<class... Args>
    constexpr auto operator()(Args... args)
    {
        static_assert(sizeof...(args) == 0 || !is_zero_callable, "Attempting to apply too many arguments!");
        auto bind_some = [=](auto... rest) -> decltype(myFun(args..., rest...))
        {
           return myFun(args..., rest...);
        };
        using bind_t = decltype(bind_some);

        return partial_apply_t<bind_t>{bind_some};
    }
    explicit constexpr partial_apply_t(F fun) : myFun(fun){}

    constexpr operator auto()
    {
        if constexpr (is_zero_callable)
            return myFun();
        else
            return *this; // a callable
    }
    static constexpr bool is_zero_callable = detail::is_zero_callable_v<F>;
    F myFun;
};

现场演示

一些更多的注意事项：

我选择使用 is_detected 主要的享受和实践；它提供同样作为一个正常的类型特征就会在这里。
那里肯定可以做更多工作，以支持完全转发用于性能的原因
代码是用C++17，因为它需要为 constexpr lambda支持 C++17
- 它似乎是海湾合作委员会为7.0.1是不是很有没有，无论是，所以我用铛的5.0.0

一些测试：

auto sum0 = [](){return 0;};
auto sum1 = [](int x){ return x;};
auto sum2 = [](int x, int y){ return x + y;};
auto sum3 = [](int x, int y, int z){ return x + y + z; };
auto sum10 = [](int a, int b, int c, int d, int e, int f, int g, int h, int i, int j){return a+b+c+d+e+f+g+h+i+j;};

std::cout << partial_apply(sum0)() << std::endl; //0
static_assert(partial_apply(sum0)() == 0, "sum0 should return 0");
std::cout << partial_apply(sum1)(1) << std::endl; // 1
std::cout << partial_apply(sum2)(1)(1) << std::endl; // 2
std::cout << partial_apply(sum3)(1)(1)(1) << std::endl; // 3
static_assert(partial_apply(sum3)(1)(1)(1) == 3, "sum3 should return 3");
std::cout << partial_apply(sum10)(1)(1,1)(1,1,1)(1,1,1,1) << std::endl; // 10
//partial_apply(sum1)(1)(1); // fails static assert
auto partiallyApplied = partial_apply(sum3)(1)(1);
std::function<int(int)> finish_applying = partiallyApplied;
std::cout << std::boolalpha << (finish_applying(1) == 3) << std::endl; // true

auto plus2 = partial_apply(sum3)(1)(1);
std::cout << std::boolalpha << (plus2(1) == 3) << std::endl; // true
std::cout << std::boolalpha << (plus2(3) == 5) << std::endl; // true

我也使用可变参数模板实现了currying（参见Julian的回答）。但是，我没有使用递归或std::function。注意：它使用了许多 C ++ 14 功能。

提供的示例（main函数）实际上在编译时运行，证明currying方法不会胜过编译器的基本优化。

可以在此处找到代码： https://gist.github.com/Garciat/c7e4bef299ee5c607948

使用此帮助文件： https://gist.github.com/Garciat/cafe27d04cfdff0e891e

代码仍然需要（很多）工作，我可能很快就会完成。无论哪种方式，我都会在此发布此信息以供将来参考。

在案例链接死亡时发布代码（尽管它们不应该）：

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

// ---

template <typename FType>
struct function_traits;

template <typename RType, typename... ArgTypes>
struct function_traits<RType(ArgTypes...)> {
    using arity = std::integral_constant<size_t, sizeof...(ArgTypes)>;

    using result_type = RType;

    template <size_t Index>
    using arg_type = typename std::tuple_element<Index, std::tuple<ArgTypes...>>::type;
};

// ---

namespace details {
    template <typename T>
    struct function_type_impl
      : function_type_impl<decltype(&T::operator())>
    { };

    template <typename RType, typename... ArgTypes>
    struct function_type_impl<RType(ArgTypes...)> {
        using type = RType(ArgTypes...);
    };

    template <typename RType, typename... ArgTypes>
    struct function_type_impl<RType(*)(ArgTypes...)> {
        using type = RType(ArgTypes...);
    };

    template <typename RType, typename... ArgTypes>
    struct function_type_impl<std::function<RType(ArgTypes...)>> {
        using type = RType(ArgTypes...);
    };

    template <typename T, typename RType, typename... ArgTypes>
    struct function_type_impl<RType(T::*)(ArgTypes...)> {
        using type = RType(ArgTypes...);
    };

    template <typename T, typename RType, typename... ArgTypes>
    struct function_type_impl<RType(T::*)(ArgTypes...) const> {
        using type = RType(ArgTypes...);
    };
}

template <typename T>
struct function_type
  : details::function_type_impl<typename std::remove_cv<typename std::remove_reference<T>::type>::type>
{ };

// ---

template <typename Args, typename Params>
struct apply_args;

template <typename HeadArgs, typename... Args, typename HeadParams, typename... Params>
struct apply_args<std::tuple<HeadArgs, Args...>, std::tuple<HeadParams, Params...>>
  : std::enable_if<
        std::is_constructible<HeadParams, HeadArgs>::value,
        apply_args<std::tuple<Args...>, std::tuple<Params...>>
    >::type
{ };

template <typename... Params>
struct apply_args<std::tuple<>, std::tuple<Params...>> {
    using type = std::tuple<Params...>;
};

// ---

template <typename TupleType>
struct is_empty_tuple : std::false_type { };

template <>
struct is_empty_tuple<std::tuple<>> : std::true_type { };

// ----

template <typename FType, typename GivenArgs, typename RestArgs>
struct currying;

template <typename FType, typename... GivenArgs, typename... RestArgs>
struct currying<FType, std::tuple<GivenArgs...>, std::tuple<RestArgs...>> {
    std::tuple<GivenArgs...> given_args;

    FType func;

    template <typename Func, typename... GivenArgsReal>
    constexpr
    currying(Func&& func, GivenArgsReal&&... args) :
      given_args(std::forward<GivenArgsReal>(args)...),
      func(std::move(func))
    { }

    template <typename... Args>
    constexpr
    auto operator() (Args&&... args) const& {
        using ParamsTuple = std::tuple<RestArgs...>;
        using ArgsTuple = std::tuple<Args...>;

        using RestArgsPrime = typename apply_args<ArgsTuple, ParamsTuple>::type;

        using CanExecute = is_empty_tuple<RestArgsPrime>;

        return apply(CanExecute{}, std::make_index_sequence<sizeof...(GivenArgs)>{}, std::forward<Args>(args)...);
    }

    template <typename... Args>
    constexpr
    auto operator() (Args&&... args) && {
        using ParamsTuple = std::tuple<RestArgs...>;
        using ArgsTuple = std::tuple<Args...>;

        using RestArgsPrime = typename apply_args<ArgsTuple, ParamsTuple>::type;

        using CanExecute = is_empty_tuple<RestArgsPrime>;

        return std::move(*this).apply(CanExecute{}, std::make_index_sequence<sizeof...(GivenArgs)>{}, std::forward<Args>(args)...);
    }

private:
    template <typename... Args, size_t... Indices>
    constexpr
    auto apply(std::false_type, std::index_sequence<Indices...>, Args&&... args) const& {
        using ParamsTuple = std::tuple<RestArgs...>;
        using ArgsTuple = std::tuple<Args...>;

        using RestArgsPrime = typename apply_args<ArgsTuple, ParamsTuple>::type;

        using CurryType = currying<FType, std::tuple<GivenArgs..., Args...>, RestArgsPrime>;

        return CurryType{ func, std::get<Indices>(given_args)..., std::forward<Args>(args)... };
    }

    template <typename... Args, size_t... Indices>
    constexpr
    auto apply(std::false_type, std::index_sequence<Indices...>, Args&&... args) && {
        using ParamsTuple = std::tuple<RestArgs...>;
        using ArgsTuple = std::tuple<Args...>;

        using RestArgsPrime = typename apply_args<ArgsTuple, ParamsTuple>::type;

        using CurryType = currying<FType, std::tuple<GivenArgs..., Args...>, RestArgsPrime>;

        return CurryType{ std::move(func), std::get<Indices>(std::move(given_args))..., std::forward<Args>(args)... };
    }

    template <typename... Args, size_t... Indices>
    constexpr
    auto apply(std::true_type, std::index_sequence<Indices...>, Args&&... args) const& {
        return func(std::get<Indices>(given_args)..., std::forward<Args>(args)...);
    }

    template <typename... Args, size_t... Indices>
    constexpr
    auto apply(std::true_type, std::index_sequence<Indices...>, Args&&... args) && {
        return func(std::get<Indices>(std::move(given_args))..., std::forward<Args>(args)...);
    }
};

// ---

template <typename FType, size_t... Indices>
constexpr
auto curry(FType&& func, std::index_sequence<Indices...>) {
    using RealFType = typename function_type<FType>::type;
    using FTypeTraits = function_traits<RealFType>;

    using CurryType = currying<FType, std::tuple<>, std::tuple<typename FTypeTraits::template arg_type<Indices>...>>;

    return CurryType{ std::move(func) };
}

template <typename FType>
constexpr
auto curry(FType&& func) {
    using RealFType = typename function_type<FType>::type;
    using FTypeArity = typename function_traits<RealFType>::arity;

    return curry(std::move(func), std::make_index_sequence<FTypeArity::value>{});
}

// ---

int main() {
    auto add = curry([](int a, int b) { return a + b; });

    std::cout << add(5)(10) << std::endl;
}

这些链接是相关的：

维基百科上的Lambda微积分页面有一个明确的currying示例 http://en.wikipedia.org/wiki/Lambda_calculus#Motivation

本文论述了C / C ++中的currying http://asg.unige.ch/site/papers/Dami91a.pdf

许可以下： CC-BY-SA 和归因

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