是c ++模板元编程是函数式编程的一种形式

Question

是c ++模板元编程是一种函数式编程吗？ 如果是的话，为c ++模板元编程相关的非尾递归做一些像stackoverflow这样的陷阱吗？

对于这个问题中的阶乘模板示例，我想这是标准的函数式编程。 或者相似性只是肤浅的？

#include <iostream>
using namespace std;

template< int n >
struct factorial { enum { ret = factorial< n - 1 >::ret * n }; };

template<>
struct factorial< 0 > { enum { ret = 1 }; };

int main() {
    cout << "7! = " << factorial< 7 >::ret << endl; // 5040
    return 0;
}

Answer 1

是c ++模板元编程是一种函数式编程吗？

是的！ 模板扩展没有副作用，因此它是纯功能的。

如果是的话，为c ++模板元编程相关的非尾递归做一些像stackoverflow这样的陷阱吗？

绝对。 Factorial不是一个很好的证明，因为结果会在堆栈运行之前很久就会溢出，但长递归肯定会导致编译器出错。 然而，有趣的是，编译器倾向于以这样的方式实现模板，以便您获得自动memoization。 例如，Fibonacci系列的天真编写实现将倾向于在O（n）时间而不是O（2 ^ n）编译。

Answer 2

我认为最好的答案是这两个概念完全不同。 但是，这并没有什么帮助，所以这里有一些我能想到的关键点：

• 像ML这样的函数式语言中的C ++模板和（参数多态）都是泛型编程的例子，因此在一个问题中一起提及它们是有意义的。 在学术界，甚至还有通用编程研讨会，它通常涵盖C ++模板和ML风格的函数式编程。

• 但是，模板元编程为您提供了一种编写在编译C ++代码期间“评估”的代码的方法，因此您只能将它用于非常有限的任务。 另一方面，功能程序通常在运行时运行，您可以定义复杂的数据结构，构建抽象等（您可以使用模板元编程来做一些事情，但它看起来很难看）。

• 为什么阶乘示例类似于函数式编程中的阶乘？ 当您使用模板元编程时，您无法定义“可变变量”（因为您只是定义新类型或模板），因此模板元编程可能会感觉有点像函数式编程风格。

• 使用模板元编程编写的代码在编译时进行评估。 这意味着它不能依赖于用户输入！ 它是编译与否（编译器可能对递归的深度有一些限制，并在一段时间后放弃）。 另一方面，功能程序可以接受一些输入然后进行评估（这意味着它们可以使用所有可用的堆栈或内存然后失败）。

^{对于函数式程序员，我知道像Agda这样的函数式语言也可以在编译时对事物进行评估，但我认为最好保持简单！}

Answer 3

元编程在编译时完成所有业务，其中许多指针与功能样式相同。 但它们不是一回事。