Zaawansowane CPP/Ćwiczenia 11: Funktory

Ćwiczenie 1

Zaimplementuj adapter compose_f_gx_hy realizujący złożenie dwuargumentowe $f(g(x),h(y))$.

Rozwiązanie

Zobacz plik compose_f_gx_hy.h.

Ćwiczenie 2

Korzystając z klasy functor_traits zaimplementuj adpter bind1st, który bedzie działał zarówno dla funktorów jedno-, jak i dwuargumentowych.

Rozwiązanie

W klasie binder1st umieszczamy dwa operatory nawiasów:

template<typename F> class binder1st :
public  bind1st_f_type<typename functor_traits<F>::f_type>::f_type {
  typedef  typename functor_traits<F>::arg1_type  bind_type;
  
  const bind_type _val;
  F _op;
  public:
  binder1st(F op,bind_type val):_op(op), _val(val) {};

  typename F::result_type operator()(typename functor_traits<F>::arg2_type x) {
    return _op(_val,x);
  }
  typename F::result_type operator()() {
    return _op(_val);
  }
};

Dzięki konkretyzacji na żądanie wygenerowany zostanie tylko ten, którego użyjemy w kodzie. Szablon bind1st_f_type służy do określenia typu funktora po związaniu pierwszego argumentu. Do jego implemenatcji wykorzystujemy specjalizacje częściowe:

template<typename F> struct bind1st_f_type;

template<typename A1,typename A2,typename R> 
struct bind1st_f_type<std::binary_function<A1,A2,R> > {
  typedef std::unary_function<A2,R> f_type; 
};

template<typename A1,typename R> 
struct bind1st_f_type<std::unary_function<A1,R> > {
  typedef generator<R> f_type; 
};

Całość kodu znajduje się w pliku bind.h.

Ćwiczenie 3

Zaimplementuj funktor implementujący, składanie funkcji poprzez wykonywanie ich po kolei np.:

macro(f1,f2)(x)

powinno wykonać

f1(x);f2(x);

Wartości zwracane przez te funkcje są ignorowane. Funkcja macro powinna zwracać funktor odpowiedniego typu (posiadający odpowiednie typy stowarzyszone) tak, aby możliwe było dalsze składanie np.:

macro(macro(f1,f2),f3)(x)

powinno wywołać:

f1(x);f2(x);f3(x);

Rozwiązanie

Zobacz plik macro.h.

Ćwiczenie 4

Zmodyfikuj powyższy szablon tak aby można było mieszać funkcje o różnej liczbie agrgumentów np.:

int f();
void g(double);
void h(double,int);

macro(f,g)(x);

powinno wywołać

f();g(x)}

a

macro(g,h)(3.14,0);

powinno wywołać

g(3.14);h(3.14,0)

Podpowiedź

Można zacząć od zaimplementowania pomocniczego adaptera call, który wywołuje funkcje dopasowując liczbę argumentów:

int f();
void g(double);
void h(double,int);

call<double>(f)(x); /* woła f();*/
call<double>(g)(x); /* woła g();*/
call<double,double>(f)(x,y); /* woła f();*/
call<double,int>(g)(x,i); /* woła g(x);*/
call<double,int>(h)(x,i); /* woła h(x,i);*/

Argumenty szablonu określają typy argumentów funktora zwracanego przez call<>().

Rozwiązanie

Zaczynamy od implemenatcji adaptera call. W tym celu definiujemy szablon:

template<typename F,typename A1,typename A2> struct call_t2: public 
std::binary_function<A1,
                              A2,
                              typename functor_traits<F>::result_type> {
  typedef typename functor_traits<F>::result_type result_type;
  typedef typename functor_traits<F>::arg1_type arg1_type;
  typedef typename functor_traits<F>::arg2_type arg2_type;<br>
  F _f;<br> 
 public:
 call_t2(F f):_f(f) {};

który wyposażamy w trzy funkcje:
 
  result_type call(A1 a1,A2 a2, 
                   generator<result_type>) {
    return _f();
  };
  result_type call(A1 a1,A2 a2, 
                   std::unary_function<arg1_type,result_type>) {
    return _f(a1);
  };
  result_type call(A1 a1,A2 a2,
                   std::binary_function<arg1_type,arg2_type,result_type>) {
    return _f(a1,a2);
  };

Ostatni argument służy do tylko do przeciążenia funkcji wykorzystanego w operatorze nawiasów:
 
  result_type operator()(A1 a1,A2 a2) {
    return call(a1,a2,typename functor_traits<F>::f_type());
  }; 

Jak zwykle dodajemy funkcję:
 
 template<typename A1,typename A2,typename F> call_t2<F,A1,A2> call(F f) {
 return call_t2<F,A1,A2>(f);}

Podobnie definiujemy jednoargumentową wersję tego szablonu <tt>call_t1</tt> i przeciążoną funkcję:

 template<typename A1,typename F> call_t1<F,A1> call(F f) {
 return call_t1<F,A1>(f);}

Całość kodu znajduje się w pliku [http://osilek.mimuw.edu.pl/images/7/7d/Call.h call.h].

Implementując adapter <tt>macro</tt> musimy umieć poznać która z dwu przekazanych funkcji ma wiecej argumentów. Używamy w tym celu szablonu <tt>If_then_else</tt>:

 template<typename F1,typename F2> struct macro_type {
  typedef typename If_then_else<
    (size_t)functor_traits<F1>::n_args 
       ><nowiki> =        
   (size_t)functor_traits<F2>::n_args ,
   typename functor_traits<F1>::f_type,
   typename functor_traits<F2>::f_type>::Result  m_type;
};

Korzystając z macro_type i call możemy zaimplementować szablon:

template<typename F1,typename F2>  class macro_t :
public macro_type<F1,F2>::m_type {
 public:
  typedef void result_type ;

Proszę zwrócić uwagę, że dziedzicząc z macro_type<F1,F2>::m_type defiuniujemy poprawne typy argumentów fuktora, ale niekoniecznie dobry typ wartości zwracanej. Dlatego redefinujemy go potem na void. Całość kodu znajduje się w pliku mixed_macro.h.