使用模板元編程在C ++中實現“深層”功能

Question

我只是想出了使用模板元編程在C ++中實現函數泛濫的（還有另一個！）實現。 （我幾乎可以肯定，其他實現比我的實現更好/更完善，但是出於學習目的，我這樣做是出於這種考慮，我認為重新發明輪子是合理的。）

我的funcion currying實現（包括測試用例）如下：

#include <iostream>
#include <functional>

template <typename> class curry;

template <typename _Res>
class curry< _Res() >
{
  public:
    typedef std::function< _Res() > _Fun;
    typedef _Res _Ret;

  private:
    _Fun _fun;

  public:
    explicit curry (_Fun fun)
    : _fun(fun) { }

    operator _Ret ()
    { return _fun(); }
};

template <typename _Res, typename _Arg, typename... _Args>
class curry< _Res(_Arg, _Args...) >
{
  public:
    typedef std::function< _Res(_Arg, _Args...) > _Fun;
    typedef curry< _Res(_Args...) > _Ret;

  private:
    class apply
    {
      private:
        _Fun _fun;
        _Arg _arg;

      public:
        apply (_Fun fun, _Arg arg) 
        : _fun(fun), _arg(arg) { }

        _Res operator() (_Args... args)
        { return _fun(_arg, args...); }
    };

  private:
    _Fun _fun;

  public:
    explicit curry (_Fun fun)
    : _fun(fun) { }

    _Ret operator() (_Arg arg)
    { return _Ret(apply(_fun, arg)); }
};

int main ()
{
  auto plus_xy = curry<int(int,int)>(std::plus<int>());
  auto plus_2x = plus_xy(2);
  auto plus_24 = plus_2x(4);
  std::cout << plus_24 << std::endl;

  return 0;
}

在以下意義上，此函數周期性實現為“淺”：如果原始std::function的簽名為...

(arg1, arg2, arg3...) -> res

那么curried函數的簽名是...

arg1 -> arg2 -> arg3 -> ... -> res

但是，如果任何參數或返回類型本身可以被管理，則它們不會被管理。 例如，如果原始std::function的簽名是...

(((arg1, arg2) -> tmp), arg3) -> res

然后咖喱函數的簽名將是...

((arg1, arg2) -> tmp) -> arg3 -> res

代替...

(arg1 -> arg2 -> tmp) -> arg3 -> res

這就是我想要的。 因此，我希望有一個“深層”的可實現的實現。 有人知道我怎么寫嗎？

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@vhallac：

這是應該傳遞給curry<int(int(int,int),int)>的構造函數的函數：

int test(std::function<int(int,int)> f, int x)
{ return f(3, 4) * x; }

然后，一個人應該能夠執行以下操作：

auto func_xy = curry<int(int(int,int),int)>(test);
auto plus_xy = curry<int(int,int)>(std::plus<int>());
auto func_px = func_xy(plus_xy);
auto func_p5 = func_px(5);
std::cout << func_p5 << std::endl;

Answer 1

我已經實現了一個decurry類的作弊版本，以演示如何實現專業化。 該版本是作弊的，因為它被聲明為curry<T>的朋友，並訪問內部_fun將函數的咖喱版本轉換回原始版本。 應該可以編寫一個通用的，但是我不想花更多的時間在上面。

decurry實現為：

template <typename _Res, typename... _Args>
class decurry< curry<_Res(_Args...)> > {
public:
    typedef curry<_Res(_Args...)> _Curried;
    typedef typename curry<_Res(_Args...)>::_Fun _Raw;

    decurry(_Curried fn): _fn(fn) {}

    _Res operator() (_Args... rest) {
        return _fn._fun(rest...);
    }
private:
    _Curried _fn;
};

它需要以下行：

friend class decurry< curry<_Res(_Arg, _Args...)> >;

在class curry< _Res(_Arg, _Args...) >以使我們的類可以訪問curry<T>._fun 。

現在，專業化可以寫成：

template <typename _Res, typename _Res2, typename... _Args2, typename... _Args>
class curry< _Res(_Res2(_Args2...), _Args...) >
{
public:
    typedef curry< _Res2(_Args2...) > _Arg;
    typedef std::function< _Res2(_Args2...) > _RawFun;
    typedef std::function< _Res(_RawFun, _Args...) > _Fun;
    typedef curry< _Res(_Args...) > _Ret;

private:
    class apply
    {
    private:
        _Fun _fun;
        _RawFun _arg;

    public:
        apply (_Fun fun, _RawFun arg)
            : _fun(fun), _arg(arg) { }

        _Res operator() (_Args... args)
        { return _fun(_arg, args...); }
    };

private:
    _Fun _fun;

public:
    explicit curry (_Fun fun)
        : _fun(fun) { }

    _Ret operator() (_Arg arg)
    { return _Ret(apply(_fun, decurry<_Arg>(arg))); }
};

測試代碼是在問題中指定的：

int test(std::function<int(int,int)> f, int x)
{ return f(3, 4) * x; }

int main ()
{
    auto func_xy = curry<int(int(int,int),int)>(test);
    auto plus_xy = curry<int(int,int)>(std::plus<int>());
    auto func_px = func_xy(plus_xy);
    auto func_p5 = func_px(5);
    std::cout << func_p5 << std::endl;

    return 0;
}

代碼輸出再次在Ideone.com上 。