c++ - Boost元函数类高阶函数

Question

元函数类和占位符与高阶函数有什么区别？

Answer 1

Boost 提供元函数和高阶函数的特性，但这些概念并不特定于 Boost。

术语“元函数”描述了一种模板元编程技术，它使用模板特化来允许编译器根据模板参数在编译时做出决定。

通常，元函数可能看起来像这样

template<bool B>
struct my_metafunction
{
    enum { value = 1 };
};

template<>
struct my_metafunction<false>
{
    enum { value = 0 };
};

当 my_metafunction被使用，my_metafunction<B>::value 的精确值将取决于 B 的值(即 my_metafunction<true>::value 将不同于 my_metafunction<false>::value )。如果您不熟悉模板元编程，那么您可能想知道为什么这是有用的 - 事实上，它通常只对编写大量使用模板和编译时决策的库的人有用。 (模板元编程是一个完全不同的范例!)

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另一方面，“高阶函数”描述了一种函数式编程技术，它允许您将函数作为函数参数传递。这在标准 C++ 中使用标准 <algorithm> 更容易表达。使用标准容器的库。

例如，C++ 包含一个名为 transform 的高阶函数- 它的目的是逐步遍历容器中的每个元素(例如 vector 、字符串、列表、映射、数组等)并对每个元素执行转换。

std::string str = "Hello, World";
std::transform(str.begin(),
               str.end(),
               str.begin(),
               std::toupper); // Note - toupper is a function!

std::cout << str << std::endl;

执行的转换取决于其最终参数 std::toupper . std::toupper 的目的是接受一个(字符)值并返回该值的大写版本。 std::transform 为 str.begin() 之间的每个元素获取 toupper 的结果和 str.end() (在这个例子中，结果被放回 str 中)

标准库中还有许多高阶函数的其他示例 - std::find_if , std::sort , std::count_if , 仅举几例。 C++ 中的高阶函数通常可以接受任何类型的可调用对象，包括函数、lambda 或函数对象。
传递的可调用对象通常称为 [i]predicates[/i](尽管我不确定这是否是术语“predicate”的正确用法)

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Boost 占位符是函数式编程的另一个方面的一部分，称为 currying - 它允许您在函数被调用之前将参数“绑定(bind)”到该函数。 (在 Boost 的世界里，柯里化(Currying)的结果是一个函数对象，通常传递给高阶函数)。

Currying 旨在通过重用现有的可调用对象/谓词并在使用它们之前具体设置它们的一些参数，作为编写您自己的自定义专用可调用对象的替代方法。

例如，您可以使用高阶函数 find_if在字符串中搜索“大于 q”的第一个字符。 C++ 标准库包含一个名为 greater_equals 的可调用对象, 除了它需要 find_if 使用的第二个参数(“大于和等于 ** 到什么？？”)

如果不使用柯里化(Currying)，您可以编写一个函数(暂时忽略所有区分大小写)，例如

bool greater_than_or_equals_to_q(char c)
{
    return c >= 'Q';
}

通过柯里化(Currying)，您可以将字符“Q”“绑定(bind)”到 greater_equals 函数，以便创建一个只接受单个参数的谓词，并表示当其参数​​“大于或等于 Q”时产生 true 的谓词".

std::bind( std::greater_equal<char>(), 
           std::placeholders::_1, 
           'Q' );

因此，使用大写字符串:

std::string str = "HELLO WORLD";
auto gt_eq_Q = std::bind( std::greater_equal<char>(), 
                          std::placeholders::_1, 
                          'Q' );

auto iter = std::find_if( str.begin(), str.end(), gt_eq_Q );
std::cout << *iter << std::endl;

输出如预期的那样——“HELLO WORLD”中第一个大于或等于“Q”的字符恰好是“W”

W