C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

Данная реализация очень похожа на std::accumulate, если считать параметр out переменной init и каким-то образом заменить функцией f конструкцию if-construct и ее тело!

Мы на самом деле сделали это — создали данную конструкцию if-construct и ее тело с помощью объекта бинарной функции, предоставленного в качестве параметра функции std::accumulate:

auto copy_and_advance ([](auto it, auto input) {

  *it = input;

  return ++it;

});

Функция std::accumulate помещает переменную init в параметр бинарной функции it. Второй параметр — текущее значение из диапазона, получаемое в цикле. Мы предоставили итератор вывода как параметр init функции std::accumulate. Таким образом, функция std::accumulate не считает сумму, а перемещает элементы, по которым итерирует, в другой диапазон. Это значит следующее: мы повторно реализовали функцию std::copy, которая пока что не имеет предикатов и преобразований.

Фильтрацию с помощью предиката добавим путем обертывания функции copy_and_advance в другой объект функции, который пользуется функцией-предикатом:

template

auto filter(T predicate)

{

  return [=] (auto reduce_fn) {

    return [=] (auto accum, auto input) {

      if (predicate(input)) {

        return reduce_fn(accum, input);

      } else {

        return accum;

      }

    };

  };

}

Эта конструкция на первый взгляд выглядит сложной, но посмотрим на конструкцию if. Если функция-предикат вернет значение true, то параметры будут перенаправлены функции reduce_fn, в роли которой в нашем случае выступает функция copy_and_advance. Если же предикат вернет значение false, то переменная accum, выступающая в роли переменной init функции std::accumulate, будет возвращена без изменений. Так мы реализуем ту часть операции фильтрации, где пропускаем элемент. Конструкция if находится внутри лямбда-выражения, которое имеет такую же сигнатуру бинарной функции, что и функция copy_and_advance; это делает ее хорошей заменой.

Теперь мы можем отфильтровать элементы, но все еще не выполняем их преобразование. Это делается с помощью вспомогательной функции map:

template

auto map(T fn)

{

  return [=] (auto reduce_fn) {

    return [=] (auto accum, auto input) {

      return reduce_fn(accum, fn(input));

    };

  };

}

Теперь код выглядит гораздо проще. Он тоже содержит внутреннее лямбда-выражение, которое имеет такую же сигнатуру, как и функция copy_and_advance, поэтому способен заменить ее. Реализация просто направляет дальше входные значения, но притом преобразует правый параметр вызова бинарной функции с помощью функции fn.

Далее, когда мы воспользуемся этими вспомогательными функциями, напишем следующее выражение:

filter(even)(

  map(twice)(

    copy_and_advance

  )

)

Вызов filter(even) захватывает предикат even и дает функцию, которая принимает бинарную функцию, чтобы обернуть ее в другую бинарную функцию, выполняющую фильтрацию. Функция map(twice) делает то же самое с функцией преобразования twice, но оборачивает бинарную функцию copy_and_advance в другую бинарную функцию, всегда преобразующую правый параметр.

Не выполнив оптимизацию, мы получим сложнейшую конструкцию, состоящую из вложенных функций, которые вызывают другие функции и при этом выполняют совсем немного работы. Однако компилятор может легко оптимизировать подобный код. Полученная бинарная функция так же проста, как и результат более прямолинейной реализации функции transform_if. Мы ничего не теряем с точки зрения производительности, приобретая компонуемость, свойственную функциям, поскольку смогли объединить предикат even и функцию преобразования twice столь же легко, как если бы на их месте были детали «Лего». 

Генерируем декартово произведение на основе любых входных данных во время компиляции

Лямбда-выражения и наборы параметров можно использовать для решения сложных задач. В этом разделе мы реализуем объект функции, который принимает произвольное количество входных параметров и генерирует декартово произведение данного множества, умноженного само на себя.