使用模板元编程C++中的"深度"函数柯里

"Deep" function currying in C++ using template metaprogramming

本文关键字：深度 函数 中的 C++ 编程      更新时间：2023-10-16

我刚刚想出了一个(又一个！(使用模板元编程在C++中实现函数currying。(我几乎可以肯定其他实现比我的更好/更完整，但我这样做是为了学习目的，在这种情况下，我认为重新发明轮子是合理的。

我的函数柯里实现(包括测试用例(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;
}

这个函数的currying实现是"浅层"的，在以下意义上：如果原始std::function的签名是...

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

那么柯里函数的签名是...

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

但是，如果任何参数或返回类型本身可以被柯里化，它们就不会被柯里化。例如，如果原始std::function的签名是...

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

然后柯里函数的签名将是...

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

而不是。。。

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

这就是我想要的。所以我想有一个"深度"的柯里实现。有谁知道我怎么写？

@vhallac：

这是应该传递给 curry<int(int(int,int),int)> 构造函数的函数：

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

然后应该能够执行以下操作：

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;

我已经实现了decurry类的作弊版本，以演示您将如何实现专业化。该版本是作弊的，因为它被声明为curry<T>的朋友，并访问内部_fun将函数的柯里版本转换回原始版本。应该可以写一个通用的，但我不想花更多的时间在上面。

decurry实现为：

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...)> >;

内部class curry< _Res(_Arg, _Args...) >让我们的班级可以访问curry<T>._fun。

现在，专业化可以写成：

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))); }
};

测试代码在问题中指定：

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;
}

代码输出再次打开 Ideone.com。

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