C++中的複合函數

Question

我是C++的初學者，想做一個複合函數的簡單例子。 例如，在MATLAB，我可以寫

a = @(x) 2*x 
b = @(y) 3*y 
a(b(1)) 

答案是6

我搜索了以下問題。 function composition in C++/C++11和 Function Composition in C++

但它們均採用了先進的功能，如模板，對此我不會在這個時候很多熟悉的創建。有沒有一種簡單而直接的方法來實現這一目標？在上面的MATLAB代碼中，用戶不需要知道函數句柄的實現。用戶可以使用正確的語法來獲得結果。 C++中有這樣的方法嗎？

**另一個編輯：**

在上面的代碼中，我把一個值在末端。但是，如果我想將結果傳遞給第三個函數，MATLAB仍然可以將其視爲函數。但是，如何在C++中做到這一點？

例如，除了上面的代碼，考慮下面的代碼：

c = @(p,q) a(p)* b(q) %This results a function 
c(1,2) 
answer=12 

d = @(r) a(b(r)) 
d(1) 
answer=6 

function [ output1 ] = f1(arg1) 
val = 2.0; 
output1 = feval(arg1,val) 
end 

f1(d) 
answer = 12 

在此代碼，c需要兩個函數作爲輸入和d是複合函數。在下一個示例中，函數f1以函數作爲參數，並使用MATLAB內建函數feval來評估函數val。

我該如何在C++中實現這一點？

Answer 1

也許我誤解你的問題，但它聽起來很簡單：

int a(const int x) { return x * 2; } 
int b(const int y) { return y * 3; } 

std::cout << a(b(1)) << std::endl; 

關於你的最新的編輯，你可以做一個函數返回另一個函數的結果：

int fun1(const int c) { return a(c); } 

std::cout << fun1(1) << std::endl; 

注意這返回一個數字，結果調用a，而不是功能a本身。當然，您可以將指針返回給該函數，但是其語法會有所不同：您必須編寫諸如之類的內容，這相當難看且複雜。

Answer 2

C++的evaluation strategy爲函數參數是總是 「由值」 「急切」 和通常。什麼意思簡短的版本是，一個由函數調用序列，如

x = a(b(c(1))); 

是完全一樣

{ 
    auto t0 = c(1); 
    auto t1 = b(t0); 
    x = a(t1); 
} 

（auto t0的意思是「給t0任何類型是最合適的」;它是一個相對較新的功能，可能無法在C++編譯器中使用。大括號表示臨時變量t0和t1在分配給x後被銷燬。）

我提出這個問題是因爲你一直在討論函數「以函數作爲輸入」。有是編程語言，如R，其中寫a(b(1))會通過表達b(1)到a，只有真正呼叫b時a要求表達進行評估。我想 MATLAB不是那樣的，但我可能是錯的。無論如何，C++肯定是而不是那樣。在C++中，a(b(1))首先評估b(1)，然後將該評估的結果傳遞給a; a無法找出結果來自b的電話。只有在C++中正確描述爲「以另一個函數作爲輸入的函數」的情況將對應於您使用feval的示例。

現在：你已經證明了MATLAB代碼的最直接的翻譯是

#include <stdio.h> 

static double a(double x)   { return 2*x; } 
static double b(double y)   { return 3*y; } 
static double c(double p, double q) { return a(p) * b(q); } 
static double d(double r)   { return a(b(r)); } 

static double f1(double (*arg1)(double)) 
{ return arg1(2.0); } 

int main() 
{ 
    printf("%g\n", a(b(1))); // prints 6 
    printf("%g\n", c(1,2)); // prints 12 
    printf("%g\n", d(1));  // prints 6 
    printf("%g\n", f1(d)); // prints 12 
    printf("%g\n", f1(a)); // prints 4 
    return 0; 
} 

（C++已經不需要像feval明確的語法，因爲輸入的參數聲明，double (*arg1)(double)告訴編譯器arg1(2.0)是有效的。在舊的代碼，你可能會看到(*arg1)(2.0)但是這不是必需的，我認爲它使代碼的可讀性。）

（我在此代碼中使用printf，而不是C++的輸入輸出流，部分原因是因爲我個人認爲printf是比iostreams更符合人體工程學，部分原因是這使得這個程序也是一個有效的C程序具有相同的語義。例如，如果你學習C++的原因是因爲你想編寫MATLAB擴展，那麼，如果你堅持使用普通的C，最後一次檢查的實際上更容易。）

有顯着性差異;例如，MATLAB函數接受向量，而這些C++函數只取單值;如果我希望b致電c，我將不得不將它們交換或在b以上寫上c的「前向聲明」;和C++中（除了一些你現在不需要擔心的例外），你所有的代碼都必須在一個或另一個函數中。學習這些差異是學習C++的一部分，但是您不需要將自己與模板，lambda表達式和類等混淆在一起。首先堅持使用固定類型簽名的免費功能。

最後，如果我沒有提到，在

static double c(double p, double q) { return a(p) * b(q); } 

到a和b呼叫可能在任意順序發生，我將是失職。有談到改變這一點，但還沒有發生。

Answer 3

如何：

#include <iostream> 

int main(int, char**) 
{ 
    auto a = [](int x) { return 2 * x; }; 
    auto b = [](int y) { return 3 * y; }; 

    for (int i = 0; i < 5; ++i) 
     std::cout << i << " -> " << a(b(i)) << std::endl; 

    return 0; 
} 

Answer 4

int a(const int x){return x * 2;} 
int b(const int x){return x * 3;} 
int fun1(const int x){return a(x);} 

std::cout << fun1(1) << std::endl; //returns 2 

這是基本的編譯時間組成。如果你想要運行時組合，事情會變得更加複雜。