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我的问题的简短版本是:如何使用std::bind()标准库算法之类的东西?

由于简短版本有点缺乏细节,这里有一点解释:假设我有算法std::transform(),现在我想实现std::copy()(是的,我意识到std::copy()标准 C++ 库中有)。由于我非常懒惰,我显然想使用现有的std::transform(). 当然,我可以这样做:

struct identity {
    template <typename T>
    auto operator()(T&& value) const -> T&& { return std::forward<T>(value); }
};  
template <typename InIt, typename OutIt>
auto copy(InIt begin, InIt end, OutIt to) -> OutIt {
    return std::transform(begin, end, to, identity());
}

不知何故,这个实现有点像算法的配置。例如,似乎std::bind()应该能够完成这项工作,但简单地使用std::bind()是行不通的:

namespace P = std::placeholders;
auto copy = std::bind(std::transform, P::_1, P::_2, P::_3, identity());

问题是编译器无法仅从算法中确定适当的模板参数,并且是否存在无关紧要&。有什么东西可以像使用std::bind()工作这样的方法吗?由于这是前瞻性的,我很高兴有一个解决方案可以处理已经提议包含在 C++ 标准中的任何内容。此外,为了摆脱我的懒惰,我很乐意在前面做一些工作,以便以后使用。可以这样想:在我作为库实施者的角色中,我将把所有东西放在一起,这样每个库用户都可以变得懒惰:我是一个忙碌的实施者,但也是一个懒惰的用户。

如果您想要一个现成的测试台:这里有一个完整的程序。

#include <algorithm>
#include <functional>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <utility>
#include <vector>

using namespace std::placeholders;

struct identity {
    template <typename T>
    T&& operator()(T&& value) const { return std::forward<T>(value); }
};


int main()
{
    std::vector<int> source{ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    std::vector<int> target;

#ifdef WORKS
    std::transform(source.begin(), source.end(), std::back_inserter(target),
                   identity());
#else
    // the next line doesn't work and needs to be replaced by some magic
    auto copy = std::bind(&std::transform, _1, _2, _3, identity());
    copy(source.begin(), source.end(), std::back_inserter(target));
#endif
    std::copy(target.begin(), target.end(), std::ostream_iterator<int>(std::cout, " "));
    std::cout << "\n";
}
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在尝试std::bind()重载函数时,编译器无法确定要使用哪个重载:在bind()计算 - 表达式时,函数参数是未知的,即重载决议无法决定选择哪个重载。在 C++ [还没有?] 中没有直接的方法将重载集视为对象。函数模板只是为每个可能的实例化生成一个重载集和一个重载集。也就是说,不能使用std::bind()任何标准 C++ 库算法的整个问题都围绕着标准库算法是函数模板这一事实。

一种与std::bind()算法具有相同效果的方法是使用 C++14通用 lambda进行绑定,例如:

auto copy = [](auto&&... args){
    return std::transform(std::forward<decltype(args)>(args)..., identity());
};

虽然这可行,但它实际上相当于功能模板的花哨实现,而不是配置现有功能。但是,使用泛型 lambda 在合适的标准库命名空间中创建主要函数对象可以使实际的底层函数对象随时可用,例如:

namespace nstd {
    auto const transform = [](auto&&... args){
        return std::transform(std::forward<decltype(args)>(args...));
    };
}

现在,通过实现它的方法来构建transform()它实际上是微不足道的:std::bind()copy()

auto copy = std::bind(nstd::transform, P::_1, P::_2, P::_3, identity());

尽管有通用 lambda 的外观和使用,但值得指出的是,仅使用 C++11 可用的功能来创建相应的函数对象实际上需要大致相同的努力:

struct transform_t {
    template <typename... Args>
    auto operator()(Args&&... args) const
        -> decltype(std::transform(std::forward<decltype(args)>(args)...)) {
        return std::transform(std::forward<decltype(args)>(args)...);
    }
};
constexpr transform_t transform{};

是的,它的类型更多,但它只是使用通用 lambda 的一个合理的小常数因素,即,如果对象使用通用 lambda,C++11 版本也是。

当然,一旦我们有了算法的函数对象,实际上甚至std::bind()不需要它们可能会很整洁,因为我们需要提及所有未绑定的参数。在示例情况下,它是柯里化(好吧,我认为柯里化只适用于绑定第一个参数,但它是第一个参数还是最后一个参数似乎有点随机)。如果我们有curry_first()并且curry_last()curry 第一个或最后一个参数怎么办?的实现也curry_last()很简单(为简洁起见,我使用的是通用 lambda,但可以使用与上面相同的重写使其可用于 C++11):

template <typename Fun, typename Bound>
auto curry_last(Fun&& fun, Bound&& bound) {
    return [fun = std::forward<Fun>(fun),
            bound = std::forward<Bound>(bound)](auto&&... args){
        return fun(std::forward<decltype(args)>(args)..., bound);
    };
}

现在,假设curry_last()存在于同一个命名空间中,nstd::transform或者identity()的定义copy()可能变为:

auto const copy = curry_last(nstd::transform, identity());

好的,也许这个问题没有让我得到任何帮助,但也许我会得到一些支持,将我们的标准库算法转换为函数对象,并可能添加一些很酷的方法来创建所述算法的绑定版本。我认为这种方法比该领域的一些提案要理智得多(尽管上述形式可能不那么完整)。

于 2014-12-29T20:13:11.953 回答