返回模板 lambda 函数的正确方法是啥？

Posted 2023-03-15

【中文标题】返回模板 lambda 函数的正确方法是啥？

【英文标题】：What is the correct way to return a template lambda function?返回模板 lambda 函数的正确方法是什么？

【发布时间】：2021-10-30 14:42:18

【问题描述】：

我正在用 C++ 中的 lambda 函数进行试验，我想制作一个大致相当于 Haskell 中的 take 函数的函数。

take :: Int -> [a] -> [a]

给定一个整数 n 和一个包含任何类型 a 的列表，它返回列表的第一个 n 元素。我试图用 C++ 中的柯里化函数来做到这一点，但遇到了使其成为多态的问题。我目前的非多态实现是这样的：

function<vector<int>(vector<int>)> take(int n) 
  return [=](vector<int> v) 
    v.resize(n);
    return v;
  ;

这显然只适用于vector<int> 类型，我想知道如何使它在向量元素的类型中具有多态性。到目前为止，我已经尝试了此代码的一些变体：

template<typename T>
function<vector<T>(vector<T>)> take(int n) 
  return [=](vector<T> v) 
    v.resize(n);
    return v;
  ;

但是当我尝试使用类似的东西部分应用该功能时

function<vector<int>(vector<int>)> take_2 = take(2);

我收到以下错误：

note: candidate template ignored: couldn't infer template argument 'T'
function<vector<T>(vector<T>)> take(int n) 
                               ^

非常感谢您对实现这一目标的任何帮助！

我对 C++ 中的模板和 lambdas 也非常缺乏经验，所以如果有更优雅的方法来解决这个问题，请告诉我。

【问题讨论】：

C++ 没有多态函数（没有模板）或健壮的类型推断。如果你需要 Haskell，你知道在哪里可以找到它。

Template instantiation can only deduce its parameters from the arguments

【参考方案1】：

您应该返回一个带有模板化调用运算符的对象，该调用运算符可以使用resize 方法和复制/移动构造函数处理任何事情。一个 lambda 函数可以做到这一点：

#include <deque>
#include <cstdio>

auto take(size_t n) 
    return [n](auto container) 
        container.resize(n);
        return container;
    ;


int main() 
    auto take_2 = take(2);
    std::deque<int> d;
    auto d2 = take_2(d);
    std::printf("size of d2 is %zu\n", d2.size());

【参考方案2】：

take 是一个带有不可演绎模板参数的函数模板。当对应的函数形参依赖于模板形参时，可以从函数实参推导出模板形参；但int 不依赖于T。

与其他一些语言中类型推断的工作方式不同，C++ 不允许从调用结果的使用方式中推断模板参数。

调用take的唯一方法是显式指定模板参数，例如take<std::string>(42)。

A Rank 2 Haskell 函数

take' :: int -> (forall a . [a] -> [a])

可以用一个 C++ 函数来近似，该函数返回一个带有operator() 成员模板的函数对象（例如 lambda）：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

auto take(std::size_t n) 
   return [n](auto xs) 
     if (xs.size() > n)
       xs.resize(n);
     return x;
   ;


auto show(const auto& xs) 
    for (const auto& x: xs) std::cout << x << " ";
    std::cout << "\n";
;

int main()

   const auto take2 = take(2);
   show(take2(std::vector1,2,3,4,5));
   show(take2(std::vector"a","b","c","d","e"));