具有可变参数模板的功能组合

Question

我的目标是让函数组合使用这种精确语法：

int main() {
    Function<std::string, int> f([](const std::string& s) {return s.length();});
    Function<int, double> g([](int x) {return x + 0.5;});
    Function<double, int> h([](double d) {return int(d+1);});
    std::cout << compose(g, f, "hello") << '\n';  // g(f("hello")) = 5.5
    std::cout << compose(h, g, f, "hello") << '\n';  // h(g(f("hello"))) = 6
}

通过稍微改变语法，让 "hello" 参数先出现，我可以轻松地使用以下代码：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <tuple>
#include <string>

template <typename D, typename R>
struct Function {
    using domain = const D&;
    using range = R;
    using function = std::function<range(domain)>;
    const function& f;
    Function (const function& f) : f(f) {}
    range operator()(domain x) const {return f(x);}
};

template <typename... Ts>
struct LastType {
    using Tuple = std::tuple<Ts...>;
    using type = typename std::tuple_element<std::tuple_size<Tuple>::value - 1, Tuple>::type;
};

template <typename F, typename G>
typename G::range compose (const typename F::domain& x, const G& g, const F& f) {
    return g(f(x));
}

template <typename F, typename... Rest>
auto compose (const typename LastType<Rest...>::type::domain& x, const F& f, const Rest&... rest) {
    return f(compose(x, rest...));
}

int main() {
    Function<std::string, int> f([](const std::string& s) {return s.length();});
    Function<int, double> g([](int x) {return x + 0.5;});
    Function<double, int> h([](double d) {return int(d+1);});
    std::cout << compose("hello", g, f) << '\n';  // g(f("hello")) = 5.5
    std::cout << compose("hello", h, g, f) << '\n';  // h(g(f("hello"))) = 6
}

完成之后，我认为修改上述代码以便获得我想要的确切语法（即“hello”位于列表末尾）将是一项微不足道的任务，但它变得更加困难比我想象的要好。我尝试了以下方法，但无法编译：

#include <iostream>
#include <functional>
#include <tuple>
#include <string>

template <typename D, typename R>
struct Function {
    using domain = const D&;
    using range = R;
    using function = std::function<range(domain)>;
    const function& f;
    Function (const function& f) : f(f) {}
    range operator()(domain x) const {return f(x);}
};

template <typename F, typename G>
typename G::range compose (const G& g, const F& f, const typename F::domain& x) {
    return g(f(x));
}

template <typename F, typename... Rest>
auto compose (const F& f, const Rest&... rest) {
    return f(compose(rest...));
}

int main() {
    Function<std::string, int> f([](const std::string& s) {return s.length();});
    Function<int, double> g([](int x) {return x + 0.5;});
    Function<double, int> h([](double d) {return int(d+1);});
    std::cout << compose(g, f, "hello") << '\n';  // g(f("hello")) = 5.5
    std::cout << compose(h, g, f, "hello") << '\n';  // h(g(f("hello"))) = 6
}

而且我不知道如何解决它。谁能帮我解决这个问题？

我想出的一个新想法是定义compose_，它将重新排序args... 的参数（通过一些std::tuple 操作），以便第一个元素放在最后，然后将该参数包传递给compose。不过这看起来很混乱，即使它有效，也必须有一个更直接（更短）的解决方案。

Answer 1

看起来以下方法也有效：

template <typename T>
const T& compose (const T& t) {
    return t;
}

template <typename F, typename... Rest>
typename F::range compose(const F& f, Rest... rest) {
    return f(compose(rest...));
}

Answer 2

这样怎么样？

#include <iostream>    
#include <functional>
#include <tuple>
#include <string>

template <typename D, typename R>
struct Function {
    using domain = const D&;
    using range = R;
    using function = std::function<range(domain)>;
    const function& f;
    Function (const function& f) : f(f) {}
    range operator()(domain x) const {return f(x);}
};

template <typename F, typename X = typename F::domain>
typename F::range compose (const F& f, const X & x) {
    return f(x);
}

template <typename F, typename... Rest>
typename F::range  compose (const F& f, const Rest&... rest) {
    return f(compose(rest...));
}

int main() {
    Function<std::string, int> f([](const std::string& s) {return    s.length();});
    Function<int, double> g([](int x) {return x + 0.5;});
    Function<double, int> h([](double d) {return int(d+1);});
    std::cout << compose(g, f, "hello") << '\n';  // g(f("hello")) = 5.5
    std::cout << compose(h, g, f, "hello") << '\n';  // h(g(f("hello"))) = 6
}

您只能在 c++14 中将auto 用于compose() 的返回类型（如果我没记错的话）。

您的版本无法编译，因为您的 compose() 的可变参数版本使用 N 个可变参数类型和 N 个参数，而最终（非可变参数）使用 2 个类型和 3 个参数。换句话说，可变参数版本丢失了最后一个参数。 您的版本无法编译，因为最终（不是可变参数版本）从未使用过：编译器选择可变参数版本。添加typename X = typename F::domain（并将const typename F::domain& 更改为const X&）首选最终版本，并且您的代码应该编译（至少使用c ++ 14）[由Piotr Skotnicki更正；谢谢]

ps：对不起，我的英语不好。