"Глубокая" функция currying в С++ с использованием метапрограммирования шаблонов

Я только что придумал (еще одну!) реализацию функции currying в С++, используя метапрограммирование шаблонов. (Я почти уверен, что другие реализации лучше/полнее, чем мои, но я делаю это для учебных целей, случай, когда я думаю, что изобретать колесо оправдано.)

Реализация currying моей функции, включая тестовый пример, следующая:

#include <iostream>
#include <functional>

template <typename> class curry;

template <typename _Res>
class curry< _Res() >
{
  public:
    typedef std::function< _Res() > _Fun;
    typedef _Res _Ret;

  private:
    _Fun _fun;

  public:
    explicit curry (_Fun fun)
    : _fun(fun) { }

    operator _Ret ()
    { return _fun(); }
};

template <typename _Res, typename _Arg, typename... _Args>
class curry< _Res(_Arg, _Args...) >
{
  public:
    typedef std::function< _Res(_Arg, _Args...) > _Fun;
    typedef curry< _Res(_Args...) > _Ret;

  private:
    class apply
    {
      private:
        _Fun _fun;
        _Arg _arg;

      public:
        apply (_Fun fun, _Arg arg) 
        : _fun(fun), _arg(arg) { }

        _Res operator() (_Args... args)
        { return _fun(_arg, args...); }
    };

  private:
    _Fun _fun;

  public:
    explicit curry (_Fun fun)
    : _fun(fun) { }

    _Ret operator() (_Arg arg)
    { return _Ret(apply(_fun, arg)); }
};

int main ()
{
  auto plus_xy = curry<int(int,int)>(std::plus<int>());
  auto plus_2x = plus_xy(2);
  auto plus_24 = plus_2x(4);
  std::cout << plus_24 << std::endl;

  return 0;
}

Эта реализация currying функции "неглубока" в следующем смысле: если оригинальная подпись std::function...

(arg1, arg2, arg3...) -> res

Тогда сигнальная функция в карри является...

arg1 -> arg2 -> arg3 -> ... -> res

Однако, если какой-либо из аргументов или тип возвращаемого значения могут быть карри, они не получат curries. Например, если оригинальная подпись std::function...

(((arg1, arg2) -> tmp), arg3) -> res

Тогда сигнатура функции в карри будет...

((arg1, arg2) -> tmp) -> arg3 -> res

Вместо...

(arg1 -> arg2 -> tmp) -> arg3 -> res

Это то, что я хочу. Поэтому я хотел бы иметь "глубокую" реализацию карри. Кто-нибудь знает, как я могу это написать?

@vhallac:

Это функция, которая должна быть передана конструктору curry<int(int(int,int),int)>:

int test(std::function<int(int,int)> f, int x)
{ return f(3, 4) * x; }

Затем нужно иметь возможность сделать следующее:

auto func_xy = curry<int(int(int,int),int)>(test);
auto plus_xy = curry<int(int,int)>(std::plus<int>());
auto func_px = func_xy(plus_xy);
auto func_p5 = func_px(5);
std::cout << func_p5 << std::endl;

Ответы

Ответ 1

Я применил изменчивую версию класса decurry, чтобы продемонстрировать, как вы будете заниматься внедрением специализации. Версия обманывает, потому что она объявляется как друг curry<T> и обращается к внутреннему _fun, чтобы преобразовать версию функции в карри обратно в оригинал. Должно быть возможно написать общий, но я не хотел тратить на него больше времени.

Реализация decurry:

template <typename _Res, typename... _Args>
class decurry< curry<_Res(_Args...)> > {
public:
    typedef curry<_Res(_Args...)> _Curried;
    typedef typename curry<_Res(_Args...)>::_Fun _Raw;

    decurry(_Curried fn): _fn(fn) {}

    _Res operator() (_Args... rest) {
        return _fn._fun(rest...);
    }
private:
    _Curried _fn;
};

И для этого требуется строка:

friend class decurry< curry<_Res(_Arg, _Args...)> >;

внутри class curry< _Res(_Arg, _Args...) >, чтобы предоставить нашему классу доступ к curry<T>._fun.

Теперь специализация может быть записана как:

template <typename _Res, typename _Res2, typename... _Args2, typename... _Args>
class curry< _Res(_Res2(_Args2...), _Args...) >
{
public:
    typedef curry< _Res2(_Args2...) > _Arg;
    typedef std::function< _Res2(_Args2...) > _RawFun;
    typedef std::function< _Res(_RawFun, _Args...) > _Fun;
    typedef curry< _Res(_Args...) > _Ret;

private:
    class apply
    {
    private:
        _Fun _fun;
        _RawFun _arg;

    public:
        apply (_Fun fun, _RawFun arg)
            : _fun(fun), _arg(arg) { }

        _Res operator() (_Args... args)
        { return _fun(_arg, args...); }
    };

private:
    _Fun _fun;

public:
    explicit curry (_Fun fun)
        : _fun(fun) { }

    _Ret operator() (_Arg arg)
    { return _Ret(apply(_fun, decurry<_Arg>(arg))); }
};

Тестовый код указан в вопросе:

int test(std::function<int(int,int)> f, int x)
{ return f(3, 4) * x; }

int main ()
{
    auto func_xy = curry<int(int(int,int),int)>(test);
    auto plus_xy = curry<int(int,int)>(std::plus<int>());
    auto func_px = func_xy(plus_xy);
    auto func_p5 = func_px(5);
    std::cout << func_p5 << std::endl;

    return 0;
}

Вывод кода снова находится на Ideone.com.