将一个函数传递给另一个函数，其中参数的数量可以不同C++

Passing a function to another function in C++ where the number of arguments can be different

本文关键字：函数 参数 C++ 一个 另一个      更新时间：2023-10-16

我正在C++17中处理一个问题，我正在构建一个根求解器，允许用户将用户定义的函数传递给根求解函数。 下面显示了.cpp文件的类示例，原型位于.hpp文件中。

// root.cpp
double RootSolver::newton(double guess, double right_side,
double (*func)(double),
double unc, int iter)
/**
Finds a specific root of a function using the Newton iteration
method
@param guess      An initial guess for the value of the root
@param right_side The value of the right side of the
function.
@param func       The function for which the root will be
determined
@param unc        The uncertainty or tolerance in the accepted
solution.  Defaulted to 0.001
@param iter       The number of iterations to try before the
function fails.  Defaulted to 150.
@return root
*/
{
double x1, x2, x3, y1, y2, slope;
x1 = guess;
x2 = x1 + 0.0000001;
for (int i = 0; i < iter; i++)
{
y1 = func(x1) - right_side;
y2 = func(x2) - right_side;
slope = (y2 - y1) / (x2 - x1);
x3 = x1 - (y1 / slope);
if (func(x3) - right_side <= unc and
func(x3) - right_side >= -unc) return x3;
x1 = x3;
x2 = x1 + 0.0000001;
}
exit_program(iter);
}
// ================================================================
// RootSolver PRIVATE FUNCTIONS
[[noreturn]] void RootSolver::exit_program(int iter)
{
std::string one("Function did not converge within ");
std::string two(" iterations");
std::cout << one << iter << two << std::endl;
exit (EXIT_FAILURE);
}

主文件如下所示;

double func1(double x);
double func2(double x, double a, double b);
int main() {
RootSolver q;
double guess = 2.0;
double right_side = 0.0;
// This function works fine
result = q.newton(guess, right_side, func1)
// - Not sure how to reformat RootSolver.newton so
I can pass it func1 as well as func2 so it can
accept the arguments a and b
return 0;
}
double func1(double x)
{
return pow(x, 6) - x - 1.0;
}
double func2(double x)
{
return pow(x, 6) - a * x - b * 1.0;
}

上面显示的代码非常适合 func1，因为x是唯一的参数; 但是，我不确定如何重新格式化RootSolver.newton函数，因此它将采取func1，除了x之外没有参数并接受func2和参数a和b。 有谁知道如何将参数传递给函数newton，使其不针对特定输入函数进行硬编码？

根据松散的描述，听起来调用方 lambda 解决了您的问题：

result = q.newton(guess, right_side, [](double x) {
return func2(x, 0, 0); // Replace 0s with values of a and b.
});

此 lambda 根据需要转换为double(*)(double)。请注意，如果需要捕获某些内容，这将不起作用，因为函数指针无法存储其他状态。有两种简单的方法可以解决这个问题。

  1. 制作一个模板(并将定义放在标题中)：

    template<typename F>
// requires std::is_invocable_r_v<double, F, double> // C++20 constraint option A
// requires requires(F f, double x) { f(x) -> double; } // C++20 constraint option B - can be extracted into a concept
double RootSolver::newton(double guess, double right_side,
F func,
double unc, int iter)

  2. 调用std::function时，以牺牲某些性能为代价使用它：

    double RootSolver::newton(double guess, double right_side,
const std::function<double(double)>& func,
double unc, int iter)

在这种情况下，您可以使用函数重载。

您可以在重载版本中传递函数名称和 x、a 和 b 作为参数，有点像这样(我现在只是在考虑 func、x、a 和 b，但你明白了)：

1) 接受 func1 及其 2 个参数的重载版本 1

double newton(...<other parameters>..., double (*func)(double), double x)

2) 接受 func2 及其 3 个参数的重载版本 2

double newton(...<other parameters>..., double (*func)(double, double, double), double x, double a, double b)

现在，当您希望使用 func1 调用时，请使用：

newton(...., func1, x)

当您希望使用 func2 调用时，请使用：

newton(..., func2, x, a, b)
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