c++ - 如何轻松地将函数应用于 C++ 中的集合

Question

我将图像存储为数组，根据元素的类型进行模板化，例如 Image<unsigned>或 Image<float>等，我经常需要对这些图片进行操作；例如，我可能需要添加两个图像，或对图像进行平方(按元素)，等等。所有操作都是按元素进行的。我想尽可能接近写这样的东西:

float Add(float a, float b) { return a+b; }
Image<float> result = Add(img1, img2);

更好的是，诸如

complex ComplexCombine(float a, float b) { return complex(a, b); }
Image<complex> result = ComplexCombine(img1, img2);

或

struct FindMax {
    unsigned currentMax;
    FindMax(): currentMax(0) {}
    void operator(unsigned a) { if(a > currentMax) currentMax = a; }
};

FindMax findMax;
findMax(img);
findMax.currentMax;  // now contains the maximum value of 'img'

现在，我显然不能完全做到这一点；我写了一些东西，这样我就可以调用:

Image<float> result = Apply(img1, img2, Add);

但我似乎无法找到一种通用方法来检测传递的函数/函数对象的返回类型，所以我的 ComplexCombine上面的例子已经结束；另外，我必须为每个我想传递的参数编写一个新的参数(这似乎是不可避免的)。

关于如何实现这一点(使用尽可能少的样板代码)有什么想法吗？

Answer 1

这就是为什么STL 中的unary_function、binary_function 等类型具有result_type 类型定义。如果你使用 std::ptr_fun，你可以通过 Apply 来利用它，

例如

template<typename Func, typename Arg, typename Result = Func::result_type>
Image<Result> Apply(Arg a1, Arg a2, Func f) {
        return Image<Result>(f(a1,a2));
}

然后做，

Apply(img1, img2, std::ptr_fun(&Add));

---

好吧，你捕获了我，我没有测试它。这仍然是可能的，但更多的工作不能直接使用一些 STL 功能

#include <iostream>

template<typename T>
struct Image {
  T val_;
  Image(const T& val) : val_(val) {}
};

template<typename Arg1, typename Arg2, typename Result>
struct image_fun_adapter {
  Result (*f)(Arg1, Arg2);
  Image<Result> operator()(const Image<Arg1>& a1, const Image<Arg2>& a2) {
    return Image<Result>(f(a1.val_, a2.val_));
  }
};

template<typename Arg1, typename Arg2, typename Result>
image_fun_adapter<Arg1,Arg2,Result> image_fun_ptr(Result (*f)(Arg1,Arg2)) {
  image_fun_adapter<Arg1,Arg2,Result> rv;
  rv.f = f;
  return rv;
}

float Add(float a, float b) { return a + b; }

int main() {
  Image<float> a(1.0);
  Image<float> b(12.5);
  // this is the cute bit:
  Image<float> c = image_fun_ptr(&Add)(a,b);

  std::cout << c.val_ << std::endl;
  return 0;
}