如何引用 std::sin(const valarray<double> &)？

Question

我遇到了一些 valarray 函数指针代码的问题：

double (*fp)(double) = sin;
valarray<double> (*fp)(const valarray<double> &) = sin;

第一个编译，第二个给出：

error: no matches converting function 'sin' to type 'class std::valarray<double> (*)(const class std::valarray<double>&)'

Answer 1

你在标题中提到std::sin，然后指定::sin。

valarray<double> (*fp)(const valarray<double> &) = std::sin;

应该可以。请注意，您应该限定所有 sin 的使用，尽管大多数实现会将名称注入全局命名空间，即使您包含 <cmath>（这是非标准行为）。

编辑：不幸的是，你运气不好。该标准对sin(valarray<T> const &) 进行了以下说明（26.3.3.3）。

这个函数应该返回一个 T 类型的值或者可以是明确的 转换为 T 型。

gcc 执行的优化是由标准授予的。上面的代码不保证能正常工作。

Answer 2

26 3.1/3

任何返回 valarray 的函数都可以返回另一种类型的对象， 前提是 valarray 的所有 const 成员函数也适用于该类型。

目的是允许使用模板表达式来优化结果（即在整个数组上循环一次，每次计算，直接分配给结果 valarray 而不是构建一个临时的）。

z = sin(x+y);

可以优化为

for (i = 0; i < N; ++i)
   z[i] = sin(x[i] + y[i]);

Answer 3

使用__typeof__ GCC 扩展进行编译。看起来 GCC 的 valarray 使用表达式模板来延迟计算窦。但这会使sin 模板的返回类型不完全是valarray<T>，而是一些奇怪的复杂类型。

#include <valarray>

template<typename T> struct id { typedef T type; };
int main() {
  using std::valarray;
  using std::sin;

  id<__typeof__(sin(valarray<double>()))>::type (*fp)(const valarray<double> &) = sin;
}

编辑：请参阅 AProgrammer 的标准报价，了解为什么 GCC 可以这样做。

编辑：符合标准的解决方法

在没有__typeof__ 的情况下以严格符合标准的方式执行此操作有点棘手。您将需要获取sin 的返回类型。您可以为此使用条件运算符，例如 Eric Niebler has shown。它的工作原理是让sin 函数实际上没有被调用，而只是类型检查。通过尝试将条件运算符的另一个分支（实际计算的分支）转换为相同的类型，我们可以生成一个虚拟参数，以便能够推断出函数指针的类型：

#include <valarray>

using std::valarray;

template<typename T> struct id {
  typedef T type;
};

struct ded_ty {
  template<typename T>
  operator id<T>() { return id<T>(); }
};

template<typename E, typename T>
id<T(*)(valarray<E> const&)> genFTy(T t) { 
  return id<T(*)(valarray<E> const&)>(); 
}

template<typename T>
void work(T fp, id<T>) {
  // T is the function pointer type, fp points
  // to the math function.
}

int main() {
  work(std::sin, 1 ? ded_ty() : genFTy<double>(std::sin(valarray<double>())));
}

如果你想马上得到地址，你可以写work让它再次返回fp。

template<typename T>
T addy(T fp, id<T>) { return fp; }

现在，您终于可以编写一个宏来封装条件运算符的诡计，并在您想要获取任何此类数学函数的地址时使用它。

#define DEDUCE(FN,Y) (1 ? ded_ty() : genFTy<Y>(FN(std::valarray<Y>())))

要获取地址并将其传递给某个通用函数，则可以使用以下方法

std::transform(v1.begin(), v1.end(), v1.begin(),
  addy(std::sin, DEDUCE(std::sin, double)));
std::transform(v2.begin(), v2.end(), v2.begin(),
  addy(std::cos, DEDUCE(std::cos, double)));