c++ - 为只接受函数的函数定义接口(interface)

Question

定义 (f + g) 表示 (f + g)(x) := f(x) + g(x)。常规矩阵加法符合这个定义。

这是一个简单的实现

template<typename Funcf, typename Funcg>
auto operator+(Funcf f, Funcg g){
  return [f, g](auto x){return f(x) + g(x);};
}

失败是因为 operator+仅使用用户定义的类型。下一次尝试给出

template<typename R, typename I>
auto operator+(std::function<R(I)> f, std::function<R(I)> g){
  return [f, g](auto x){return f(x) + g(x);};
}

这行得通，而且不会乱扔命名空间。然而，它会间接地乱扔垃圾，而且调用站点很丑auto added = std::function<int(int)>{f} + std::function<int(int)>{g}; .

如果第一个operator+被允许(或重命名为添加)，调用站点会更好，并且函数会被内联。但它会尝试匹配一切，这似乎很脆弱。

是否可以定义一个模板接口(interface)，指定输入是函数，仍然内联它们，但不会用过于通用的名称污染命名空间？

换句话说，有没有std::function的编译时版本？有更方便的调用站点？我强烈怀疑答案是否定的。如果答案是否定的，那么在上述两个极端之间是否存在妥协？

或者选项三，我是不是想错了？你将如何在 C++ 中为 (f + g) 建模？

Answer 1

运算符仅适用于用户定义的类型。然后让我们让你的功能成为!

我们可以定义一个基本上是 lambda 的类型，但具有用户定义的类型名称:

template<typename F>
struct addable_lambda_impl : F {
    template<typename T>
    addable_lambda_impl(T f) : F{std::move(f)} {}

    using F::operator();
};

template<typename F>
addable_lambda_impl<F> addable_lambda(F f) {
    return addable_lambda_impl<F>{std::move(f)};
}

这是一个将扩展任何类型并将使用它的 operator() 函数的类。

现在，您可以使用 addable_lambda 函数:

auto lambda = addable_lambda([](){});

实现您的运算符(operator)也更容易:

template<typename F, typename G>
auto operator+(addable_lambda_impl<F> f, addable_lambda_impl<G> g){
  return addable_lambda([f, g](auto x){ return f(x) + g(x); });
}

它并不完美，但稍微不那么难看。此外，您不会遭受 std::function 添加的开销。