在C++中将运算符作为参数传递

Question

我有两个变量和一个运算符（可以是+、-、/、比较等）。 编写一个函数，将这两个变量和运算符作为参数传递进去，这样做是否明智？ 该函数可能如下所示：

function calculate(num1, num2, operator) { // function body }

T foo(int a,int b, sometype(not sure) operator)

然后将其转换为字符串。

foo(a,b,+);

as  a+b

这是一个好的方法吗？还有其他方法吗？

- user2256825

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你想要做什么？ - MikeCAT

你可以使用lambda表达式，例如：foo(a, b, [](int x, int y) { return x + y;}); - W.F.

有没有办法将运算符作为参数发送，然后将其用于发送的参数？ - user2256825

但是我需要为每个运算符拥有大量的 Lambda 函数，不是吗？ - user2256825

您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - user2256825

Answer 1

你无法这样做。运算符是特殊的，它们不是普通函数。(例如，运算符可以进行短路求值，并且如果所有操作数都是内置类型，则没有重载解析。函数不能做到这一点。)

相反，传递一个二元操作对象，如下所示：

template <class BinaryOp>
int fun(int, int, BinaryOP);

你可以将像 std::plus<> 的函数对象或二元lambda^†作为第三个参数传递。这在C++中是一种常见的做法。

请注意，封装内置运算符的函数对象，例如前面提到的 std::plus，可在头文件<functional>中轻松获得。

参考示例代码:

#include <iostream>
#include <functional>

template <class T>
void fun (int i, int j, T t)  {
    std::cout << t(i,j) << "\n";
}

int main () {
    fun(1,2,std::plus<>{});                      // Or std::plus<int>{} in C++11
    fun(1,2,[](auto i, auto j){return i * j;});  // Again, with explicit types for C++11
}

这将打印出：

3
2

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^†由于此处标记为C++11：本回答中使用的函数对象std::plus<T=void>等仅在C++14及以上版本中可用。在C++11中，您需要提供一个模板参数，例如std::plus<int>。同样适用于lambda表达式，需要变为[](int i, int j){...}。

- Baum mit Augen

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你能否也提供一份二进制lambda的示例代码？这似乎是非常高级的东西。 - user2256825

@user2256825 完成。再次提醒，如果是C++11，您需要明确指定类型。 - Baum mit Augen

Answer 2

运算符不能以这种方式传递，否则它不会编译：该语言不允许这样做。您可以传递一个描述要执行的操作的字符：

template <class T>
T foo(T lhs, T rhs, char op)
{
   switch (op)
   {
       case '+':
                return lhs + rhs;

       // other operators

   }
}

另一个选项是将实际计算完成的函数作为参数传递：

template <class T, class Operator>
T foo(T lhs, T rhs, Operator op)
{
    return op(lhs, rhs);
}

现在你可以编写自己的Operator，或者使用已经提供的std::plus、std::minus等。你可以在<functional>中找到它们。

// ...
foo(5, 10, std::plus<int>{})

如果您想要自己的版本，请编写所需的可调用项作为lambda函数或函数：

template <class T>
T add(T lhs, T rhs) { return lhs + rhs; }

foo(5, 10, add<int>);
foo(5, 10, [](int a, int b){ return a + b; }); // or use `auto` to make it generic

- edmz

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有下投票的原因吗？ - edmz

最简单的选择是传递一个字符。 - Barry

@Barry 语法错误？请随意编辑，感激不尽。否则，您觉得这不是最简单的方法吗？ - edmz

手写调度表基于开关（char或其他）不容易正确实现：事实上，根据我多年来遇到的错误数量，它们极易出错。它们也很难维护；如果您在代码中使用类似上述技术的多个位置，当您添加另一个运算符时，跟踪和修复所有这些位置将需要时间和注意力，编译器一点也不会帮助您。 "容易"，因为大一学生可能会将其作为“解决方案”，但不是“最终减少工作量”的“容易”。 - Yakk - Adam Nevraumont

@Yakk 我稍微编辑了一下。不过，如果不简单的话，这是我能想到的第一件事情。模板并不容易维护，如果你犯了错误，编译器会盲目地对你进行扩展，更不用说对于长期的解决方案，你需要对可调用对象应用一些约束。我必须要知道模板、SFINAE/Concepts来解决原始问题吗？无论如何，我认为这不是downvoting的理由。 - edmz