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我正在尝试编写一个可以将 avector<T>转换为 a的投影函数vector<R>。这是一个例子:

auto v = std::vector<int> {1, 2, 3, 4};
auto r1 = select(v, [](int e){return e*e; }); // {1, 4, 9, 16}
auto r2 = select(v, [](int e){return std::to_string(e); }); // {"1", "2", "3", "4"}

第一次尝试:

template<typename T, typename R>
std::vector<R> select(std::vector<T> const & c, std::function<R(T)> s)
{
   std::vector<R> v;
   std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), s);
   return v;
}

但对于

auto r1 = select(v, [](int e){return e*e; });

我得到:

错误 C2660:“选择”:函数不接受 2 个参数

我必须明确地打电话select<int,int>上班。我不喜欢这样,因为类型是多余的。

auto r1 = select<int, int>(v, [](int e){return e*e; }); // OK

第二次尝试:

template<typename T, typename R, typename Selector>
std::vector<R> select(std::vector<T> const & c, Selector s)
{
   std::vector<R> v;
   std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), s);
   return v;
}

结果是相同的错误,函数不接受 2 个参数。在这种情况下,我实际上必须提供第三种类型的参数:

auto r1 = select<int, int, std::function<int(int)>>(v, [](int e){return e*e; });

第三次尝试:

template<typename T, typename R, template<typename, typename> class Selector>
std::vector<R> select(std::vector<T> const & c, Selector<T,R> s)
{
   std::vector<R> v;
   std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), s);
   return v;
}

为了

auto r1 = select<int, int, std::function<int(int)>>(v, [](int e){return e*e; });

错误是:

“选择”:“选择器”的模板参数无效,应为类模板

为了

auto r1 = select(v, [](int e){return e*e; });

错误 C2660:“选择”:函数不接受 2 个参数

(我知道最后两次尝试并不是特别好。)

如何编写此select()模板函数以用于我在开头放置的示例代码?

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选项1:

基本decltype()用法:

template <typename T, typename F>
auto select(const std::vector<T>& c, F f)
    -> std::vector<decltype(f(c[0]))>
{
    using R = decltype(f(c[0]));
    std::vector<R> v;
    std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), f);
    return v;
}

选项#2:

基本std::result_of<T>用法:

template <typename T, typename F, typename R = typename std::result_of<F&(T)>::type>
std::vector<R> select(const std::vector<T>& c, F f)
{
    std::vector<R> v;
    std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), f);
    return v;
}

选项#3:

高级decltype()用法和完美转发(见注释*):

template <typename T, typename A, typename F>
auto select(const std::vector<T, A>& c, F&& f)
    -> std::vector<typename std::decay<decltype(std::declval<typename std::decay<F>::type&>()(*c.begin()))>::type>
{
    using R = typename std::decay<decltype(std::declval<typename std::decay<F>::type&>()(*c.begin()))>::type;
    std::vector<R> v;
    std::transform(std::begin(c), std::end(c)
                 , std::back_inserter(v)
                 , std::forward<F>(f));
    return v;
}

选项#4:

高级std::result_of<T>用法和完美转发(见注释*):

template <typename T, typename A, typename F, typename R = typename std::decay<typename std::result_of<typename std::decay<F>::type&(typename std::vector<T, A>::const_reference)>::type>::type>
std::vector<R> select(const std::vector<T, A>& c, F&& f)
{
    std::vector<R> v;
    std::transform(std::begin(c), std::end(c)
                 , std::back_inserter(v)
                 , std::forward<F>(f));
    return v;
}

* 注意:选项 #3 和 #4 假设std::transform算法采用函数对象by-value,然后将其用作非常量左值。这就是为什么人们可以看到这种奇怪的typename std::decay<F>::type&语法。如果函数对象应该在select函数本身内调用,并且结果类型不会用作容器的模板参数(为了使用最外层 std::decay<T>的目的),那么正确且可移植的语法为获取返回类型为:

/*#3*/ using R = decltype(std::forward<F>(f)(*c.begin()));

/*#4*/ typename R = typename std::result_of<F&&(typename std::vector<T, A>::const_reference)>::type
于 2014-10-15T13:27:23.647 回答
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您的第一个问题是您认为 lambda 是std::function. Astd::function和 lambda 是不相关的类型。 std::function<R(A...)>是一个类型擦除对象,它可以转换任何 (A) 可复制、(B) 可销毁和 (C) 可以使用A...并返回与 兼容的类型R,并擦除有关该类型的所有其他信息。

这意味着它可以使用完全不相关的类型,只要它们通过了这些测试。

lambda 是一个可销毁的匿名类,可以复制(C++14 除外,有时会出现这种情况),并且有一个operator()您指定的类。这意味着您通常可以将 lambda 转换为std::function具有兼容签名的 a。

从 lambda推导出std::function不是一个好主意(有办法做到这一点,但它们是坏主意:C++14 autolambda 破坏了它们,而且你会得到不必要的低效率。)

那么我们如何解决您的问题呢?正如我所看到的,您的问题是获取一个函数对象和一个容器,并推断transform在将函数对象应用于每个元素后会产生什么样的元素,因此您可以将结果存储在std::vector.

这是最接近您的问题的解决方案的答案:

template<typename T, typename R, typename Selector>
std::vector<R> select(std::vector<T> const & c, Selector s) {
  std::vector<R> v;
  std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), s);
  return v;
}

最简单的做法是按照模板顺序交换,并让调用者显式传入T,例如. 这离开并被推断。这并不理想,但它确实做了一个小的改进。RRselect<double>TSelector

对于完整的解决方案,有两种方法可以解决此解决方案。首先,我们可以更改select为返回一个带有 的临时对象operator std::vector<R>,将转换延迟到该点。这是一个不完整的草图:

template<typename T, typename Selector>
struct select_result {
  std::vector<T> const& c;
  Selector s;
  select_result(select_result&&)=default;
  select_result(std::vector<T> const & c_, Selector&& s_):
    c(c_), s(std::forward<Selector>(s_)
  {}
  operator std::vector<R>()&& {
    std::vector<R> v;
    std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), s);
    return v;
  }
};
template<typename T, typename Selector>
select_result<T, Selector> select(std::vector<T> const & c, Selector&& s) {
  return {c, std::forward<Selector>(s)};
}

我还可以提供一个可悲地依赖于未定义行为的更流畅的版本(函数中本地引用的引用捕获在标准下存在生命周期问题)。

但这摆脱了auto v = select语法——你最终存储了产生结果的东西,而不是结果。

你仍然可以这样做std::vector<double> r = select( in_vec, [](int x){return x*1.5;} );,而且效果很好。

基本上我将推导分为两个阶段,一个用于参数,一个用于返回值。

但是,几乎不需要依赖该解决方案,因为还有其他更直接的方法。

对于第二种方法,我们可以R自己推断:

template<typename T, typename Selector>
std::vector<typename std::result_of<Selector(T)>::type>
select(std::vector<T> const & c, Selector s) {
  using R = typename std::result_of<Selector(T)>::type;
  std::vector<R> v;
  std::transform(std::begin(c), std::end(c), std::back_inserter(v), s);
  return v;
}

这是一个非常可靠的解决方案。一点清洁:

// std::transform takes by-value, then uses an lvalue:
template<class T>
using decayed_lvalue = typename std::decay<T>::type&; 
template<
  typename T, typename A,
  typename Selector,
  typename R=typename std::result_of<decayed_lvalue<Selector>(T)>::type
>
std::vector<R> select(std::vector<T, A> const & c, Selector&& s) {
  std::vector<R> v;
  std::transform(begin(c), end(c), back_inserter(v), std::forward<Selector>(s));
  return v;
}

使它成为一个可维修的解决方案。(移动Rtemplate类型列表,允许替代分配器到vector,删除一些不必要的std::,并在 上完美转发Selector)。

但是,我们可以做得更好。

输入是 a 的事实vector毫无意义:

template<
  typename Range,
  typename Selector,
  typename R=typename std::result_of<Selector(T)>::type
>
std::vector<R> select(Range&& in, Selector&& s) {
  std::vector<R> v;
  using std::begin; using std::end;
  std::transform(begin(in), end(in), back_inserter(v), std::forward<Selector>(s));
  return v;
}

T由于尚无法确定,因此无法编译。所以让我们来解决这个问题:

namespace details {
  namespace adl_aux {
    // a namespace where we can do argument dependent lookup on begin and end
    using std::begin; using std::end;
    // no implementation, just used to help with ADL based decltypes:
    template<class R>
    decltype( begin( std::declval<R>() ) ) adl_begin(R&&);
    template<class R>
    decltype( end( std::declval<R>() ) ) adl_end(R&&);
  }
  // pull them into the details namespace:
  using adl_aux::adl_begin;
  using adl_aux::adl_end;
}
// two aliases.  The first takes a Range or Container, and gives
// you the iterator type:
template<class Range>
using iterator = decltype( details::adl_begin( std::declval<Range&>() ) );
// the second is syntactic sugar on top of `std::iterator_traits`:
template<class Iterator>
using value_type = typename std::iterator_traits<Iterator>::value_type;

这给了我们一个iterator<Range>value_type<Iterator>别名。它们一起让我们T很容易推断:

// std::transform takes by-value, then uses an lvalue:
template<class T>
using decayed_lvalue = typename std::decay<T>::type&; 

template<
  typename Range,
  typename Selector,
  typename T=value_type<iterator<Range&>>,
  typename R=typename std::result_of<decayed_lvalue<Selector>(T)>::type
>
std::vector<R> select(Range&& in, Selector&& s) {
  std::vector<R> v;
  using std::begin; using std::end;
  std::transform(begin(in), end(in), back_inserter(v), std::forward<Selector>(s));
  return v;
}

鲍勃是你的叔叔。(decayed_lvalue反映了该Selector类型如何用于极端情况,并iterator<Range&>反映我们正在从 的左值版本获取迭代器Range)。

在 VS2013 中,有时上述decltypes 混淆了他们拥有的 C++11 的半实现。iterator<Range>decltype(details::adl_begin(std::declval<Range>()))尽可能丑的东西代替可以解决这个问题。

// std::transform takes by-value, then uses an lvalue:
template<class T>
using decayed_lvalue = typename std::decay<T>::type&; 

template<
  typename Range,
  typename Selector,
  typename T=value_type<decltype(details::adl_begin(std::declval<Range&>()))>,
  typename R=typename std::result_of<decayed_lvalue<Selector>(T)>::type
>
std::vector<R> select(Range&& in, Selector&& s) {
  std::vector<R> v;
  using std::begin; using std::end;
  std::transform(begin(in), end(in), back_inserter(v), std::forward<Selector>(s));
  return v;
}

结果函数将采用数组、向量、列表、映射或自定义编写的容器,并将采用任何转换函数,并生成结果类型的向量。

下一步是使转换变得惰性,而不是直接将其放入vector. as_vector如果您需要摆脱惰性求值,您可以拥有一个范围并将其写入向量。但这正在编写整个库而不是解决您的问题。

于 2014-10-15T13:34:15.710 回答