在 std::function 模板中展开参数包

Question

我正在研究一些速记函数式编程方法来帮助用 C++ 进行数据分析，我遇到了一种情况，我觉得我的实现应该可以工作，但 g++ 不同意我的看法。见以下代码：

#include <algorithm>
#include <valarray>
#include <functional>
#include <iostream>

using namespace std;

//generates a list of [from,to] in increments of step. last is <= to with precision of step
template<typename T> std::valarray<T> range(T from, T to, T step = 1) {
    size_t elems = (size_t)floor((to-from)/step) + 1;
    std::valarray<T> result(elems);
    for (int i = 0; i < elems; i++) {
        result[i] = from+step*i;
    }
    return result;
}

//map over multiple lists as arguments to the provided function
template<typename T, typename... Ts> void mapthreadv(std::function<void(T,Ts...)> func, std::valarray<T> &in, std::valarray<Ts>&... rest) {
    for (int i = 0; i < in.size(); i++) {
        func(in[i],rest[i]...);
    }
}

int main(int argc, char **argv) {  
    auto first = range(0.0,1.0,0.1);
    auto second = range(0.0,10.0,1.0);
    auto third = range(0.0,100.0,10.0);
    mapthreadv<double,double,double>([](double a, double b, double c) { cout << '{' << a << ',' << b << ',' << c << "},"; },first,second,third);
}   

预期输出为：

{0,0,0},{0.1,1,10},{0.2,2,20},{0.3,3,30},{0.4,4,40},{0.5,5,50},{0.6,6,60},{0.7,7,70},{0.8,8,80},{0.9,9,90},{1,10,100},

这可以通过直接指定<void(double,double,double)> 而不是<void(T,Ts...)> 到std::function 来实现，但这显然不是一个有用的修复。代码编译失败，错误与模板参数扣除/替换有关：

‘main(int, char**)::<lambda(double, double, double)>’ is not derived from ‘std::function<void(double, Ts ...)>’

所以我的直觉是，出于某种原因，Ts 没有被扩展......我有任何指示或明显的疏忽吗？一般来说，我对模板函数很陌生，因此感谢您提供任何帮助。

Answer 1

问题在于，当您使用模板参数包时，仍然会执行模板参数推导，即使您明确指定了类型（§ 14.8.1 [temp.arg.explicit]/p9）：

模板参数推导可以扩展模板的序列 对应于模板参数包的参数，即使当 序列包含明确指定的模板参数。 [ 例子：

template<class ... Types> void f(Types ... values);
void g() {
    f<int*, float*>(0, 0, 0);
}
// Types is deduced to the sequence int*, float*, int

— 结束示例 ]

而且，由于 lambda 闭包类型不是 std::function，模板参数推导将失败。

无论如何，这里没有理由使用std::function；您可以简单地将仿函数作为模板参数：

template<typename F, typename T, typename... Ts> void mapthreadv(F func, std::valarray<T> &in, std::valarray<Ts>&... rest) {
    for (int i = 0; i < in.size(); i++) {
        func(in[i],rest[i]...);
    }
}

这也避免了显式指定模板参数的需要：

mapthreadv([](double a, double b, double c) { std::cout << '{' << a << ',' << b << ',' << c << "},"; },first,second,third);

Demo.