将 lambda 传递到函数模板中
Passing a lambda into a function template
我正在学习C++,我正在尝试实现一个二叉搜索函数,该函数可以找到谓词成立的第一个元素。函数的第一个参数是向量,第二个参数是计算给定元素谓词的函数。二叉搜索函数如下所示:
template <typename T> int binsearch(const std::vector<T> &ts, bool (*predicate)(T)) {
...
}
如果像这样使用,这将按预期工作:
bool gte(int x) {
return x >= 5;
}
int main(int argc, char** argv) {
std::vector<int> a = {1, 2, 3};
binsearch(a, gte);
return 0;
}
但是如果我使用 lambda 函数作为谓词,我会收到一个编译器错误:
search-for-a-range.cpp:20:5: error: no matching function for call to 'binsearch'
binsearch(a, [](int e) -> bool { return e >= 5; });
^~~~~~~~~
search-for-a-range.cpp:6:27: note: candidate template ignored: could not match 'bool (*)(T)' against '(lambda at
search-for-a-range.cpp:20:18)'
template <typename T> int binsearch(const std::vector<T> &ts,
^
1 error generated.
上述错误是由
binsearch(a, [](int e) -> bool { return e >= 5; });
怎么了?为什么编译器不相信我的 lambda 具有正确的类型?
您的函数binsearch
将函数指针作为参数。lambda 和函数指针是不同的类型:lambda 可以被视为实现 operator()
的结构体的实例。
请注意,无状态 lambda(不捕获任何变量的 lambda(可隐式转换为函数指针。在这里,由于模板替换,隐式转换不起作用:
#include <iostream>
template <typename T>
void call_predicate(const T& v, void (*predicate)(T)) {
std::cout << "template" << std::endl;
predicate(v);
}
void call_predicate(const int& v, void (*predicate)(int)) {
std::cout << "overload" << std::endl;
predicate(v);
}
void foo(double v) {
std::cout << v << std::endl;
}
int main() {
// compiles and calls template function
call_predicate(42.0, foo);
// compiles and calls overload with implicit conversion
call_predicate(42, [](int v){std::cout << v << std::endl;});
// doesn't compile because template substitution fails
//call_predicate(42.0, [](double v){std::cout << v << std::endl;});
// compiles and calls template function through explicit instantiation
call_predicate<double>(42.0, [](double v){std::cout << v << std::endl;});
}
你应该使你的函数binsearch
更通用,如下所示:
template <typename T, typename Predicate>
T binsearch(const std::vector<T> &ts, Predicate p) {
// usage
for(auto& t : ts)
{
if(p(t)) return t;
}
// default value if p always returned false
return T{};
}
从标准算法库中获取灵感。
捕获列表为空的 lambda 表达式可以隐式转换为函数指针。但是函数指针predicate
将T
作为其参数,需要推导。模板类型推导中不考虑类型转换,T
无法推导;正如错误消息所说,候选模板(即 binsearch
( 将被忽略。
你可以使用 operator+
来实现这一点,它会将 lambda 转换为函数指针,稍后会传递给binsearch
,然后成功推导T
[1]。
binsearch(a, +[](int e) -> bool { return e >= 5; });
// ~
当然,您可以明确使用static_cast
:
binsearch(a, static_cast<bool(*)(int)>([](int e) -> bool { return e >= 5; }));
注意如果将predicate
的类型更改为独立于T
,即 bool (*predicate)(int)
,传递带有空捕获列表的 lambda 也可以;lambda 表达式将隐式转换为函数指针。
另一种解决方案是将参数类型从函数指针更改为 std::function
,这对于函子来说更通用:
template <typename T> int binsearch(const std::vector<T> &ts, std::function<bool (typename std::vector<T>::value_type)> predicate) {
...
}
然后
binsearch(a, [](int e) -> bool { return e >= 5; });
[1] 一个正的λ: '+[]{}' - 这是什么巫术?
为什么编译器不相信我的 lambda 具有正确的类型?
被告知推导其模板参数的模板函数不会进行转换。 lambda 不是函数指针,因此无法推断该参数中的T
。 由于所有函数参数都独立地推导其模板参数(除非阻止演绎(,这会导致错误。
您可以进行许多修复。
您可以修复模板函数。
template <class T>
int binsearch(const std::vector<T> &ts, bool (*predicate)(T))
将函数指针替换为Predicate predicate
或Predicate&& predicate
,并保持主体不变。
template <class T, class Predicate>
int binsearch(const std::vector<T> &ts, Predicate&& predicate)
使用扣除阻止:
template<class T>struct tag_t{using type=T;};
template<class T>using block_deduction=typename tag_t<T>::type;
template <class T>
int binsearch(const std::vector<T> &ts, block_deduction<bool (*)(T)> predicate)
(可选(将函数指针替换为 std::function<bool(T)>
.
您可以在呼叫站点修复它。
您可以手动传递T
binsearch<T>(vec, [](int x){return x<0;})
.
您可以将 lambda 衰减为函数指针,并在它前面放一个+
+[](int x)
......或static_cast<bool(*)(int)>(
... )
.
最好的选择是Predicate
一个。 这也是标准库代码的作用。
我们还可以更进一步,使您的代码更加通用:
template <class Range, class Predicate>
auto binsearch(const Range &ts, Predicate&& predicate)
-> typename std::decay< decltype(*std::begin(ts)) >::type
-> typename std::decay
...尾随返回类型部分可以在 C++14 中消除。
这样做的好处是,如果主体也使用 std::begin
和 std::end
来查找开始/结束迭代器,binsearch
现在支持 deque
s、平面 C 样式数组、std::array
s、std::string
s、std::vector
s,甚至一些自定义类型。
如果你对binsearch
有任何控制,我建议你重构它:
template <typename T, typename Predicate>
int binsearch(std::vector<T> const& vec, Predicate&& pred) {
// This is just to illustrate how to call pred
for (auto const& el : vec) {
if (pred(el)) {
// Do something
}
}
return 0; // Or anything meaningful
}
另一种方法是对函子对象/函数指针/任何内容执行类型擦除...通过将它们嵌入到std::function<bool(T const&)>
中。为此,只需将上面的函数重写为:
template <typename T>
int binsearch(std::vector<T> const& vec, std::function<bool(T const&)> pred);
但是由于模板参数推导不进行任何转换,因此您需要像下面这样显式馈送函数:
auto my_predicate = [](int x) { return true; }; // Replace with actual predicate
std::vector<int> my_vector = {1, 2, 3, 4};
binsearch(my_vector, std::function<bool (int const&)>(my_predicate));
但是,鉴于您的函数的描述,它似乎与std::find_if
.
std::vector<int> my_vector = {1, 12, 15, 13, 16};
auto it = std::find_if(std::begin(my_vector), std::end(my_vector),
[](int vec_el) { return !vec_el%5; });
// it holds the first element in my_vector that is a multiple of 5.
if (it != std::end(my_vector)) {
std::cout << *it << std::endl; // prints 15 in this case
}
请注意,要进行二叉搜索,您需要的不仅仅是一个谓词:您需要一个谓词来定义范围上的顺序和目标值。
函数指针和 lambda 函数不是一回事。
在以下情况下,不能将对象t
分配给谓词:
bool (*predicate)(int)
和
auto t = [](int e) -> bool { return e >= 5; });
不妨使用std::function<bool(int)>
.您的签名将如下所示:
template <typename T>
int binsearch(const std::vector<T> &ts, std::function<bool(T)> predicate){
// ...
}
现在这不是一个函数指针,如果有必要,你需要绑定你的基础指针,(我假设你只使用 lambda 就可以了(
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