Как передать функцию в качестве параметра шаблона в контейнер, который не хранит элементы, а вычисляет их на лету?

Question

Цель

Нужен контейнер, который будет обладать следующими свойствами:

Не хранит ни один из элементов, вместо этого он вычисляет значение каждого элемента 'на лету', по мере надобности
Как почти в любом контейнере есть begin() и end().
Хранит только количество элементов. То есть сами элементы он не хранит, он должен вычислять их на лету.
```
template <class Func, size_t N>
struct PseudoContainer{
  size_t size = N;

  ... operator[](size_t n){
    return Func(n);
  }

  ... begin(){
  }

  ... end(){
  }
};
```

Задумка у этого контейнера такая:

Cоздаём контейнер, который будет 'хранить' пять экземпляров некоторого класса

struct some_struct {
  some_struct(size_t n) : pow(n*n){
  }

  size_t pow;
};

PseudeContainer</*Сюда нужна как-то передать функцию*/, 5> c;

Теперь должна быть возможность получать значения

auto a = c.begin();  // эквивалентно some_struct(0);
auto b = c[0];  // эквивалентно some_struct(0);
auto c = c[1];  // эквивалентно some_struct(1);

for(auto el: c){
  // что-то делаем с элементом
}

В качестве функции может передаваться как класс (как в примере выше), так и функция, например

int foo(int n){
  return n*n;
}

PseudeContainer<foo, 5> c;

auto a = c.begin();  // эквивалентно some_struct(0);
auto b = c[0];  // эквивалентно some_struct(0);
auto c = c[1];  // эквивалентно some_struct(1);

Собственно вопросы

Как передать в параметр шаблона функцию?
Как определить тип возвращаемого значения?
Как правильно реализовать begin() и end()? Нужно написать итератор, который будет хранить значение n внутри себя?
Может есть что-то подобное в boost или других библиотеках?

Моя попытка выглядит так

struct some_struct {
  some_struct(size_t n) : pow(n*n){
  }

  size_t pow;
};

template <class Func, size_t Size>
struct PseudoContainer {
  using value_type = decltype(STD declval<Func(0)>()); // Тут неправильно
  using reference = value_type&;

  reference operator[](size_type pos) noexcept {
  return Func(pos);
}      


  size_t size = Size;
};


int main(){
  PseudeContainer<some_struct, 5> c; // ничего не работает
  auto _0 = c.begin();
  auto _1 = c[1];
  
  for(auto el: c){
    auto _n = el;
  }
}

Answer 1

Я вот набросал такой код. Он может чуть странно выглядит, но как рабочий пример подойдет.

#include <iostream>
#include <stdexcept>

struct foo
{
    int operator()(int n) { return n*n;}
};

template <typename D, size_t S>
class PseudeContainer
{
    static D m_f;

public:
    // если мы хотим begin/end, то хорошо бы итератор сделать
    class my_iterator
    {
        size_t m_pos;
    public:
        explicit my_iterator(size_t position = 0) : m_pos{position} {}

        // при разыменовании - вызываем функцию от текущей позиции
        int operator*() { return m_f(m_pos);}
        // при переходе вперед, просто увеличиваем содержимое итератора
        my_iterator& operator++() {
            ++m_pos;
            return *this;
        }
        // итератор должен знать, когда останавливаться
        bool operator!=(const my_iterator& other) {
            return m_pos != other.m_pos;
        }
    };

    
    const auto operator[](size_t index) {
        if (index > S) throw std::out_of_range("bad index");
        return m_f(index);
    }
    my_iterator begin() { return my_iterator(0);}
    my_iterator end() { return my_iterator(S-1);}
};

int main()
{
    PseudeContainer<foo, 5> c;

    auto a = c.begin();  // эквивалентно some_struct(0);
    auto b = c[0];  // эквивалентно some_struct(0);
    auto z = c[1];  // эквивалентно some_struct(1);
    std::cout << z << '\n';
    for (auto a : c) {
        std::cout << a << '\n';
    }
}

Теперь ответы

Как передать в параметр шаблона функцию?

если посмотреть на stl, то каждый раз, когда нужно передать функцию как параметр шаблона, там передается функтор. Собственно я это и сделал.

Как определить тип возвращаемого значения?

Можно посмотреть, как это делают люди https://stackoverflow.com/questions/41301536/get-function-return-type-in-template или посмотреть на встроенный result_of / invoke_of, но в Notes какой то треш, первая функция была задеприкейчена...

Но есть обходной путь, который просто все решает - auto. Если придираться к стандарту, то это с 14 можно только делать, но большинство компиляторов умеет и с 11. И мне этот способ очень нравится. Компилятор сам быстро и красиво разберется с типом, чем разворачивать десятки хитрых шаблонов.

Как правильно реализовать begin() и end()? Нужно написать итератор, который будет хранить значение n внутри себя?

да. где то так. см. пример выше. Я там реализовал самый минимум, но по обстоятельствам можно добавить своих нужных. В моем случае итератор хранит номер позиции, а когда разыменовывают, то он вызывает сохраненную функцию.

Может есть что-то подобное в boost или других библиотеках?

Возможно. Буст он такой. Но из за того, что он такой большой, часто легче написать свое, чем тащить его за собой.

БЛОГ НА HUSL

Как передать функцию в качестве параметра шаблона в контейнер, который не хранит элементы, а вычисляет их на лету?

Цель

Собственно вопросы

Моя попытка выглядит так

Ответы (1 шт):