c++ - 等效于使用 lambda 的 python 映射函数

Question

我想知道是否可以编写与 Python 函数等效的 C++ map , 使用自动返回类型扣除功能。我的想法是这样的:

vector<int> input({1,2,3});
auto output=apply(input,[](int num){return num*num;});

//output should be a vector {1,4,9}

我确实知道 std::transform，但在目前的情况下，编写范围循环似乎更容易。

Answer 1

Baum mit Augen的答案是那里的大部分方式。只需再执行几个步骤即可支持任何适用于每个对象的功能:

template <typename C, typename F>
auto apply(C&& container, F&& func)
{
    using std::begin;
    using std::end;

    using E = std::decay_t<decltype(std::forward<F>(func)(
        *begin(std::forward<C>(container))))>;

    std::vector<E> result;
    auto first = begin(std::forward<C>(container));
    auto last = end(std::forward<C>(container));

    result.reserve(std::distance(first, last));
    for (; first != last; ++first) {
        result.push_back(std::forward<F>(func)(*first));
    }
    return result;
}

我们甚至可以更进一步，通过不使用 C++14 auto 推导，而是将故障移至推导阶段，使这个 SFINAE 可用。从 begin/end 的助手开始:

namespace adl_helper {
    using std::begin;
    using std::end;

    template <typename C>
    auto adl_begin(C&& c) -> decltype(begin(std::forward<C>(c))) {
        return begin(std::forward<C>(c));
    }

    template <typename C>
    auto adl_end(C&& c) -> decltype(end(std::forward<C>(c))) {
        return end(std::forward<C>(c));
    }    
}

using adl_helper::adl_begin;
using adl_helper::adl_end;

然后使用它更早地推导出E:

using adl_helper::adl_begin;
using adl_helper::adl_end;

template <typename C,
          typename F,
          typename E = std::decay_t<decltype(std::declval<F>()(
              *adl_begin(std::declval<C>())
              ))>
           >
std::vector<E> apply(C&& container, F&& func)
{
    /* mostly same as before, except using adl_begin/end instead
       of unqualified begin/end with using
    */
}

现在我们可以在编译时测试某些容器/函数对是否apply-able，并且错误是推导失败而不是使用失败:

int arr[] = {1, 2, 3};
auto x = apply(arr, []{ return 'A'; });

main.cpp: In function 'int main()':
main.cpp:45:52: error: no matching function for call to 'apply(int [3], main()::<lambda()>)'
    auto x = apply(arr, []() -> char { return 'A'; });
                                                    ^
main.cpp:29:16: note: candidate: template<class C, class F, class E> std::vector<E> apply(C&&, F&&)
 std::vector<E> apply(C&& container, F&& func)
                ^
main.cpp:29:16: note:   template argument deduction/substitution failed:
main.cpp:25:50: error: no match for call to '(main()::<lambda()>) (int&)'
           typename E = decltype(std::declval<F>()(
                                                  ^

---

正如所指出的，这不能很好地处理输入迭代器的容器。所以让我们修复它。我们需要一些东西来确定容器的大小。如果容器有一个 size() 成员函数，我们就可以使用它。否则，如果迭代器没有类别 input_iterator_tag(不知道任何其他区分输入迭代器的方法...)，我们可以使用它。否则，我们有点不走运。像这样降低偏好顺序的一个好方法是引入一个 chooser 层次结构:

namespace details {
    template <int I> struct chooser : chooser<I-1> { };
    template <> struct chooser<0> { };
}

然后就往下走:

namespace details {
    template <typename C>
    auto size(C& container, chooser<2>) -> decltype(container.size(), void())
    {
        return container.size();
    }

    template <typename C,
              typename It = decltype(adl_begin(std::declval<C&>()))
              >
    auto size(C& container, chooser<1>) 
    -> std::enable_if_t<
        !std::is_same<std::input_iterator_tag,
            typename std::iterator_traits<It>::iterator_category
        >::value,
        size_t>
    {
        return std::distance(adl_begin(container), adl_end(container));
    }

    template <typename C>
    size_t size(C& container, chooser<0>)
    {
        return 1; // well, we have no idea
    }
}

template <typename C>
size_t size(C& container)
{
    return size(container, details::chooser<10>{});
}

然后我们可以使用 size() 来reserve() 我们的 vector 尽我们所能:

template <typename C,
          typename F,
          typename E = std::decay_t<decltype(std::declval<F>()(
              *adl_begin(std::declval<C>())
              ))>
           >
std::vector<E> apply(C&& container, F&& func)
{
    std::vector<E> result;
    result.reserve(size(container));

    for (auto&& elem : container) {
        result.push_back(std::forward<F>(func)(std::forward<decltype(elem)>(elem)));
    }
    return result;
}