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在最一般的术语中，我的问题如下：在编译时定义一系列异构函数指针（可能具有不同的arity），稍后需要在运行时以任意顺序迭代和调用。

把自己限制在 C++ 中，最合适的容器、迭代和调用机制是什么？

这个问题是由现实世界的情况引起的，我后来发现了一个更简单的解决方案，不涉及元组，但在本质上更专业。

最初我试图做这样的事情：

//type variables Y... have to be convertible to parameters of every function from the tuple std::tuple<T...> in order for this to compile
template<size_t n, typename... T, typename... Y>
void callFunNth(std::tuple<T...> &tpl, size_t i, Y... args) {
    if (i == n)
        std::get<n>(tpl)(args...); 
    else
        callFunNth<(n < sizeof...(T)-1? n+1 : 0)>(tpl, i, args...);
}
template<typename... T, typename... Y>
void  callFun(std::tuple<T...> &tpl, size_t i, Y... args) {
    callFunNth<0>(tpl,i, args...);
}

int main() 
{
    using T1 = int;
    namespace mpi = boost::mpi;
    //Several instantiations of boost::mpi::reduce algorithm I am interested in
    auto algs = make_tuple(boost::bind((void (*)(const mpi::communicator&, const T1*, T1, T1*, std::plus<T1>, int))mpi::reduce<T1, std::plus<T1>>, _1, _2, _3, _4, std::plus<T1>(), _5),
                           boost::bind((void (*)(const mpi::communicator&, const T1*, T1, T1*, mpi::minimum<T1>, int))mpi::reduce<T1, mpi::minimum<T1>>, _1, _2, _3, _4, mpi::minimum<T1>(), _5),
                           boost::bind((void (*)(const mpi::communicator&, const T1*, T1, T1*, std::minus<T1>, int))mpi::reduce<T1, std::minus<T1>>, _1, _2, _3, _4, std::minus<T1>(), _5)
                          );

    //Iterate through the tuple and call each algorithm
    for(size_t i=0; i < std::tuple_size<decltype(algs)>::value;i++)
        callFun(algs, i, /*actual arguments to each algorithm*/);
}

这种方法的问题在于，要编译所有提供的参数， callFunNth 必须可类型转换为提供的元组内所有函数的参数，这严重限制了所述函数的异质性并强制使用 std::bind或 boost::bind 来解决这个问题。

当类型可以相互转换时，可以编写以下内容：

template <typename T, typename U>
void fja(T x, U y) { 
    std::cout << x << std::endl;
}
auto funs = std::make_tuple(fja<int,std::string>, fja<double,std::string>, fja<char,std::string>);
callFun(funs, 2, 'a', "Char");
callFun(funs, 1, 2.45, "Decimal");
callFun(funs, 0, 1, "Integer");

并将“a”、“2.45”和“1”分别发送到标准输出

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4 回答 4

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您应该将函数对象存储为std::vector<std::function<const boost::mpi::communicator&, const T1*, int, T1*, int>>. 它更容易管理。

如果您必须使用函数元组，请参见下文。

C++ 标准库非常需要 compile-time iota。

如果您需要使用相同的参数调用所有函数，这是另一种方法。首先我们构造可变整数列表（从https://github.com/kennytm/utils/blob/master/vtmp.hppintegers<0, 1, 2, ..., n-1>复制）：

template <size_t... ns>
struct integers
{
    template <size_t n>
    using push_back = integers<ns..., n>;

};

namespace xx_impl
{
    template <size_t n>
    struct iota_impl
    {
        typedef typename iota_impl<n-1>::type::template push_back<n-1> type;
    };

    template <>
    struct iota_impl<0>
    {
        typedef integers<> type;
    };
}

template <size_t n>
using iota = typename xx_impl::iota_impl<n>::type;

然后我们直接使用解包操作：

template <typename... T, size_t... ns, typename... Y>
void call_all_impl(const std::tuple<T...>& funcs,
                   const integers<ns...>&,
                   Y... args) {
    __attribute__((unused))
    auto f = {(std::get<ns>(funcs)(args...), 0)...};
}

template <typename T, typename... Y>
void call_all(const T& funcs, Y&&... args) {
    call_all_impl(funcs,
                  iota<std::tuple_size<T>::value>(), 
                  std::forward<Y>(args)...);
}

例如，

int main() {
    call_all(std::make_tuple([](int x, double y){ printf("1: %d %g\n", x, y); },
                             [](double x, int y){ printf("2: %e/%d\n", x, y); },
                             [](int x, int y){ printf("3: %#x %#x\n", x, y); }),
            4, 9);
}

印刷

1：4 9
2：4.000000e+00/9
3：0x4 0x9

稍作修改可以使其仅调用i在运行时选择的第 -th 个参数。

template <typename... T, size_t... ns, typename... Y>
void call_one_impl(const std::tuple<T...>& funcs, size_t which,
                   const integers<ns...>&,
                   Y... args) {
    __attribute__((unused))
    auto f = {(ns == which && (std::get<ns>(funcs)(args...), 0))...};
}

template <typename T, typename... Y>
void call_one(const T& funcs, size_t which, Y&&... args) {
    call_one_impl(funcs, which,
                  iota<std::tuple_size<T>::value>(),
                  std::forward<Y>(args)...);
}

例如，

int main() {
    auto t = std::make_tuple([](int x, double y){ printf("1: %d %g\n", x, y); },
                             [](double x, int y){ printf("2: %e/%d\n", x, y); },
                             [](int x, int y){ printf("3: %#x %#x\n", x, y); });

    call_one(t, 2, 6.5, 7.5);
    call_one(t, 0, 4, 9);
    call_one(t, 1, 5.8, 8);
}

印刷

3：0x6 0x7
1：4 9
2：5.800000e+00/8
于 2012-07-16T14:54:06.850 回答
1

异构容器的首选库是Boost.Fusion。正如您将在该网站上看到的那样，他们使用编译时多态函子来完成此类任务。

于 2012-07-16T14:38:46.103 回答
0

在对这个问题进行了更多修改之后，我相信使用类型联合可能是解决它的一种相当不错的方法，尽管我确实担心以当前形式陈述的问题有点太模糊，不值得一个最佳答案.

无论如何，这就是在 C++ 中使用类型联合解决问题的方法：

int main()
{
    auto f1 = [](int x) { std::cout << x << std::endl;};
    auto f2 = [](int x, std::string y) { std::cout << y << std::endl;};
    auto f3 = [](const std::vector<int> &x) { std::copy(x.begin(),x.end(),std::ostream_iterator<int>(std::cout," "));};
    using tFun1 = decltype(f1);
    using tFun2 = decltype(f2);
    using tFun3 = decltype(f3);
    using funUnion = boost::variant<tFun1,tFun2,tFun3>;

    std::vector<funUnion> funs = {f1,f2,f3};
    for(auto &ff : funs) {
        if (tFun1* result = boost::get<tFun1>(&ff)) (*result)(2);
        else
        if (tFun2* result = boost::get<tFun2>(&ff)) (*result)(2,"Hello!");
        else
        if (tFun3* result = boost::get<tFun3>(&ff)) (*result)({1,2,3,4,5});
    }
}
于 2012-07-17T16:20:55.930 回答
0

我认为使用元组存储函数是个坏主意
对我来说，创建函数指针更简单

typedef impl_defined pointer_to_function

并将功能推入

std::vector<pointer_to_function>
于 2012-07-16T15:03:03.393 回答