我正在寻找涉及将c++模板函数作为参数传递的规则。

这是c++支持的,如下面的例子所示:

void add1(int &v) { v += 1 } 
void add2(int &v) { v += 2 }

template <void (*T)(int &)>
void doOperation()
{
  int temp = 0;
  T(temp);
  std::cout << "Result is " << temp << std::endl;
}

int main()
{
    doOperation<add1>();
    doOperation<add2>();
}

然而,学习这种技术是困难的。在谷歌上搜索“函数作为模板参数”并没有什么结果。令人惊讶的是,经典的c++模板完整指南也没有讨论它(至少从我的搜索中没有)。

我的问题是这是否是有效的c++(或者只是一些广泛支持的扩展)。

另外,在这种模板调用过程中,是否有一种方法允许具有相同签名的函子与显式函数互换使用?

下面的代码在上面的程序中不起作用,至少在Visual c++中不起作用,因为语法显然是错误的。如果能够将函数转换为函子(反之亦然)就很好了,类似于如果想定义自定义比较操作,可以将函数指针或函子传递给std::sort算法。

struct add3 {
    void operator() (int &v) {v += 3;}
};
...

doOperation<add3>();

指向一两个web链接的指针,或者c++模板书中的一个页面将是非常感谢的!


当前回答

你的函子例子不起作用的原因是你需要一个实例来调用operator()。

其他回答

是的,是有效的。

至于让它与函子一起工作,通常的解决方案是这样的:

template <typename F>
void doOperation(F f)
{
  int temp = 0;
  f(temp);
  std::cout << "Result is " << temp << std::endl;
}

现在可以被称为:

doOperation(add2);
doOperation(add3());

现场观看

这样做的问题是,如果它使编译器内联对add2的调用变得棘手,因为编译器只知道函数指针类型void (*)(int &)被传递给doOperation。(但是add3是一个函子,可以很容易地内联。在这里,编译器知道一个add3类型的对象被传递给了函数,这意味着要调用的函数是add3::operator(),而不仅仅是某个未知的函数指针。)

你的函子例子不起作用的原因是你需要一个实例来调用operator()。

模板参数可以通过类型(typename T)或值(int X)进行参数化。

“传统的”c++代码模板化方法是使用函子——也就是说,代码在一个对象中,对象因此赋予代码唯一的类型。

在处理传统函数时,这种技术不太适用,因为类型的变化并不表示特定的函数——相反,它只指定了许多可能函数的签名。所以:

template<typename OP>
int do_op(int a, int b, OP op)
{
  return op(a,b);
}
int add(int a, int b) { return a + b; }
...

int c = do_op(4,5,add);

不等同于函子的情况。在本例中,do_op为签名为int X (int, int)的所有函数指针实例化。编译器必须非常积极地完全内联这种情况。(不过我不排除这种可能性,因为编译器优化已经非常先进了。)

有一种方法可以判断这段代码并不是我们想要的:

int (* func_ptr)(int, int) = add;
int c = do_op(4,5,func_ptr);

仍然是合法的,显然这个没有内联。为了获得完整的内联,我们需要按值创建模板,这样函数在模板中是完全可用的。

typedef int(*binary_int_op)(int, int); // signature for all valid template params
template<binary_int_op op>
int do_op(int a, int b)
{
 return op(a,b);
}
int add(int a, int b) { return a + b; }
...
int c = do_op<add>(4,5);

在这种情况下,do_op的每个实例化版本都使用一个已经可用的特定函数进行实例化。因此,我们期望do_op的代码看起来很像“返回a + b”。(Lisp程序员们,别傻笑了!)

我们还可以确认这更接近我们想要的结果,因为:

int (* func_ptr)(int,int) = add;
int c = do_op<func_ptr>(4,5);

将编译失败。GCC说:“error: 'func_ptr'不能出现在常量表达式中。换句话说,我不能完全展开do_op,因为你在编译时没有给我足够的信息来知道我们的op是什么。

因此,如果第二个例子真的完全内联了我们的op,而第一个例子不是,那么模板有什么用呢?它在做什么?答案是:类型强制。这是第一个例子的重复:

template<typename OP>
int do_op(int a, int b, OP op) { return op(a,b); }
float fadd(float a, float b) { return a+b; }
...
int c = do_op(4,5,fadd);

这个例子是有用的!(我不是说它是好的c++,但是……)所发生的事情是do_op已经围绕各种函数的签名进行了模板化,并且每个单独的实例化将编写不同的类型强制代码。因此,使用fadd实例化do_op的代码看起来像这样:

convert a and b from int to float.
call the function ptr op with float a and float b.
convert the result back to int and return it.

通过比较,我们的By -value case要求函数参数精确匹配。

编辑:将操作符作为引用传递是行不通的。为简单起见,将其理解为函数指针。你只是发送指针,而不是引用。 我想你是想写这样的东西。

struct Square
{
    double operator()(double number) { return number * number; }
};

template <class Function>
double integrate(Function f, double a, double b, unsigned int intervals)
{
    double delta = (b - a) / intervals, sum = 0.0;

    while(a < b)
    {
        sum += f(a) * delta;
        a += delta;
    }

    return sum;
}

. .

std::cout << "interval : " << i << tab << tab << "intgeration = "
 << integrate(Square(), 0.0, 1.0, 10) << std::endl;

函数指针可以作为模板参数传递,这是标准c++的一部分 . 然而,在模板中,它们被声明并作为函数而不是作为函数指针使用。在模板实例化时,传递函数的地址而不仅仅是名称。

例如:

int i;


void add1(int& i) { i += 1; }

template<void op(int&)>
void do_op_fn_ptr_tpl(int& i) { op(i); }

i = 0;
do_op_fn_ptr_tpl<&add1>(i);

如果你想传递一个函子类型作为模板参数:

struct add2_t {
  void operator()(int& i) { i += 2; }
};

template<typename op>
void do_op_fntr_tpl(int& i) {
  op o;
  o(i);
}

i = 0;
do_op_fntr_tpl<add2_t>(i);

有几个答案将一个函数实例作为参数传递:

template<typename op>
void do_op_fntr_arg(int& i, op o) { o(i); }

i = 0;
add2_t add2;

// This has the advantage of looking identical whether 
// you pass a functor or a free function:
do_op_fntr_arg(i, add1);
do_op_fntr_arg(i, add2);

使用模板参数最接近这种统一外观的方法是定义do_op两次——一次使用非类型形参,一次使用类型形参。

// non-type (function pointer) template parameter
template<void op(int&)>
void do_op(int& i) { op(i); }

// type (functor class) template parameter
template<typename op>
void do_op(int& i) {
  op o; 
  o(i); 
}

i = 0;
do_op<&add1>(i); // still need address-of operator in the function pointer case.
do_op<add2_t>(i);

老实说,我真的希望这个不能编译,但它在gcc-4.8和Visual Studio 2013中为我工作。