为什么我应该更喜欢单独的 function 而不是 static 方法在 c++ 中进行函数式编程？

Question

在我的另一个问题中， 如何使用 static 方法作为 c++ 中的回调，人们解决了我的实际问题，然后建议我采取不同的方法来遵循最佳实践。 我想更好地理解为什么。

这个例子使用了一个比较器，但我真的很想了解函数式编程是否有一般规则（例如，也许还有与 class 等相关的聚合器函数）

比较器 function 的示例用例：

#include <set>

int main() {
    std::set<MyClass, decltype(SOMETHING_HERE)> s(SOMETHING_HERE);
    return 0;
}

以下是我知道的解决方案，从最推荐到最不推荐（我相信） - 与我目前选择的顺序相反。

1.

使用仿函数的推荐方式（我相信）：

struct MyComparator {
    bool operator() (MyClass a, MyClass b) const {
        return a > b; // Reversed
    }
};

std::set<MyClass, MyComparator)> s;

我不喜欢：冗长； 在词汇上与 MyClass 无关； 我不明白为什么 s 没有构造函数参数。 我对缺少参数感到困惑，因为set似乎在编译时/与类型系统（如本例中）以及在运行时/与指针混合/组合决定比较算法。 如果这只是一种或另一种方式，我会接受“就是这样”。

2.

一种对我来说似乎更好的方法：

auto const my_comparator = [](int a, int b) {
    return a > b;
};

std::set<int, decltype(my_comparator)> s(my_comparator);

它更简洁。 意图很明确：它是 function，而不是可能添加到的 class。 传递 object，而不仅仅是类型，对我来说是有意义的（不可能有 2 种不同的实现）。

3.

对我来说最有意义的方法（基于其他语言）：

class MyClass {
public:
    
    // More code here
    
    static auto compare_reverse(MyClass a, MyClass b) {
        return a > b;
    }
};

std::set<int, decltype(&MyClass::compare_reverse)> s(&MyClass::compare_reverse);

它显然与 MyClass 相关（并且在词法上与之相关）。 似乎有效（尽管有人告诉我不是）而且简洁。

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任何解释为什么推荐的顺序更好，性能，错误/可维护性，哲学，非常感谢。

Answer 1

首先，请注意，如果您只想要一个>比较器，则有std::greater<>和std::greater<MyClass> （ 前者通常是优越的）。

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查看您列出的选项：

(1)

struct MyComparator
{
    bool operator()(MyClass a, MyClass b) const
    {
        return a > b;
    }
};
std::set<MyClass, MyComparator)> s;

正如你所说，这是推荐的方式。

与 MyClass 没有词法关联

正如评论中所建议的，您可以将它放在MyClass中。

不明白为什么 s 没有构造函数参数

如果您不将比较器传递给构造函数，则比较器是默认构造的（如果它是默认构造的，否则会出现编译错误）。

您可以手动传递MyComparator{} ，但没有意义。

(2)

auto my_comparator = [](int a, int b)
{
    return a > b;
};
std::set<int, decltype(my_comparator)> s(my_comparator);

它完全等同于 (1)，除了您被迫将my_comparator传递给构造函数。 C++20 通过使 lambdas 默认可构造（如果它们没有捕获）来解决此问题，从而使参数变得不必要。

(3)

class MyClass
{
  public:
    static auto compare_reverse(MyClass a, MyClass b)
    {
        return a > b;
    }
};
std::set<int, decltype(&MyClass::compare_reverse)> s(&MyClass::compare_reverse);

这为您提供了一个额外的功能：您可以在运行时通过将不同的函数传递给构造函数来选择比较器。

这种能力带来了开销：该集合存储了一个指向 function 的指针（通常为 4 或 8 个字节），并且在进行比较时必须查看该指针。

(3.5)

您可以将 function 包装在std::integral_constant中。 结果等价于（1）。

bool foo(int x, int y) {return x > y;}

std::set<int, std::integral_constant<decltype(&foo), foo>> s;
// Or:
using MyComparator = std::integral_constant<decltype(&foo), foo>;
std::set<int, MyComparator> s;

如果您正在处理现有类型，这很好，它将比较器提供为 function，并且您不想要 (3) 的开销。

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所有这些（除了（3））都是等价的。

如果std::greater<>适用，则应使用它。

否则，我会推荐 (1) 作为最不容易混淆的选项。