C++模板函数-多种类型，默认和..争论

C++ template function - multiple types, default and ... arguments?

本文关键字：类型 默认 争论 种类 函数 C++      更新时间：2023-10-16

我有几个锅炉板函数想用模板替换。它们看起来大致像：

std::vector<double> generate_means(
std::mt19937& g, unsigned int N,
double lower = -1.0, double upper = 1.0
) {
std::uniform_real_distribution<double> dist(lower, upper);
std::function<double()> rng = std::bind(dist, g);
std::vector<double> res(N);
std::generate(std::begin(res), std::end(res), gen);
return res;
}

需要抽象的元素是返回类型(仅包含类型，始终为vector)、N之后的参数(例如，在这种情况下为lower和upper)和分布(例如，std::uniform_real_distribution)。

我大致想写什么：

auto generate_means = generate_template<
double, // results vector<double>
std::uniform_real_distribution, // uses uniform distro
double=-1.0,double=1.0 // with default args
>
auto generate_norm_deviates = generate_template<
double, // still provides vector<double>
std::normal_distribution, // different distro
double=0, double=1.0 // different defaults
>
auto generate_category_ids = generate_template<
unsigned int,
std::uniform_int_distribution,
unsigned int=0, unsigned int // again with two args, but only one default
>

我有一些子部件

template <class NUMERIC>
using generator = std::function<NUMERIC()>;
template <class NUMERIC>
std::vector<NUMERIC> series(unsigned int length, generator<NUMERIC> gen) {
std::vector<NUMERIC> res(length);
std::generate(std::begin(res), std::end(res), gen);
return res;
};

但当我尝试组装时，比如

template <class NUMERIC, class DIST, class...Args>
std::vector<NUMERIC> generator_template(
std::mt19937& g, unsigned int N,
Args... args
) {
DIST<NUMERIC> dist(&args...);
generator<NUMERIC> gen = std::bind(dist, g);
return series(N, gen);
}

我遇到了编译错误(在本例中为error: expected unqualified-id)。我想要的大致可以实现吗？这种方法是朝着正确的方向发展，还是我需要做一些根本不同的事情？如果它的方向是正确的，我会错过什么？

编辑：

对于应用程序约束：我希望能够使用参数的默认值来声明生成器，但偶尔也需要在没有默认值的情况下使用它们。然而，没有默认只是不方便，并不是致命的。示例：

//... assorted calculations...
auto xmeans = generate_means(rng, 100); // x on (-1,1);
auto ymeans = generate_means(rng, 100); // y on (-1,1);
auto zmeans = generate_means(rng, 100, 0, 1); // z on (0,1);

不可能将浮点数作为模板参数。但是，您可以执行以下操作：

#include <random>
#include <limits>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
template<typename T, template<typename> typename Distribution>
auto generate_random_template(T min = std::numeric_limits<T>::lowest(),
T max = std::numeric_limits<T>::max()) {
return [distribution = Distribution<double>{min, max}]
(auto &&generator, std::size_t number) mutable {
std::vector<T> result;
result.reserve(number);
auto generate = [&](){return distribution(generator);};
std::generate_n(std::back_inserter(result), number, generate);
return result;
};
}
int main() {
auto generate_means = generate_random_template<double, std::uniform_real_distribution>(0.0, 1.0);
std::mt19937 g;
std::vector<double> randoms = generate_means(g, 10);
for(auto r : randoms) std::cout << r << std::endl;
return 0;
}

编辑：由于性能原因，使用generate_n而不是generate

编辑2：如果你想像对x、y和z那样使用默认参数，你也可以这样做：

#include <random>
#include <limits>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <iostream>
template<typename T, template<typename> typename Distribution>
auto generate_random_template(T min = std::numeric_limits<T>::lowest(),
T max = std::numeric_limits<T>::max()) {
return [distribution = Distribution<double>{min, max}, min, max]
(auto &&generator, std::size_t number, auto ...args) mutable {
std::vector<T> result;
result.reserve(number);
if constexpr(sizeof...(args) > 0)
distribution.param(typename Distribution<T>::param_type(args...));
else
distribution.param(typename Distribution<T>::param_type(min, max));
auto generate = [&](){return distribution(generator);};
std::generate_n(std::back_inserter(result), number, generate);
return result;
};
}
int main() {
auto generate_means = generate_random_template<double, std::uniform_real_distribution>(-1.0, 1.0);
std::mt19937 g;
// x and y are between -1 and 1
std::vector<double> x = generate_means(g, 10);
std::vector<double> y = generate_means(g, 10);
std::vector<double> z = generate_means(g, 10, 0.0, 1.0); // z is between 0 and 1
for(int i = 0; i < 10; ++i) {
std::cout << x[i] << "," << y[i] << "," << z[i] << std::endl;   
}
return 0;
}

感谢各种各样的评论者，这现在正在工作(当从Q添加到工作块时)：

template <class NUMERIC, template<class> class DIST, class ... Args>
std::vector<NUMERIC> generator_template(
std::mt19937& g, unsigned int N,
Args &&... args
) {
DIST<NUMERIC> dist(std::forward<Args>(args)...);
generator<NUMERIC> gen = std::bind(dist, g);
return series(N, gen);
};
auto generate_test = generator_template<double, std::uniform_real_distribution, double, double>;

不过，很高兴看到其他答案——仍在努力理解C++模板语法，并且更喜欢让我设置默认参数的版本。

我很想接受一个构造的分布对象。

template <typename Dist, typename URBG>
std::vector<typename Dist::value_type> generate(Dist&& dist, URBG&& gen, std::size_t N)
{
std::vector<typename Dist::value_type> res(N);
std::generate(res.begin(), res.end(), std::bind(std::forward<Dist>(dist), std::forward<URBG>(gen)));
return res;
}
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