Higher-Order Metafunctions

В предыдущем разделе мы использовали две различные формы - классы метафункций и выражения заполнителей - для передачи и возврата метафункций, как и любые другие метаданные. Объединение метафункций в метаданные первого класса " позволяетПреобразованиевыполнять бесконечное множество различных операций: в нашем случае умножение и деление измерений. Хотя идея использования функций для манипулирования другими функциями может показаться простой, ее большая сила и гибкость могут быть очень простыми.[Худак89]Завоевал славное звание:Функциональное программирование более высокого порядка. Функция, которая работает на другой функции, известна как функцияболее высокого порядка. Из этого следует, чтотрансформируется.— метафункция более высокого порядка: метафункция, работающая на другой метафункции.

[Hudak89]

Пол Худак. "Концепция, эволюция и применение языков функционального программирования," ACM Computing Surveys 21, no. 3 Pages: 359 - 411. Пресса. 1989. ISSN:0360-0300. http://doi.acm.org/10.1145/72551.72554.

Теперь, когда мы увидели силу метафункций более высокого порядка, было бы хорошо иметь возможность создавать новые. Чтобы изучить основные механизмы, давайте попробуем простой пример. Наша задача состоит в том, чтобы написать метафункцию под названиемдважды, которая — при условии унарной метафункцииfи произвольных метаданныхx— вычисляет:

twice(f, x) := f(f(x))

Это может показаться тривиальным примером, и на самом деле это так. Вы не найдете много пользы длядваждыв реальном коде. Мы надеемся, что вы все равно будете с нами: Поскольку он не делает гораздо больше, чем принимает и вызывает метафункцию,дваждызахватывает все существенные элементы "высшего порядка" без каких-либо отвлекающих деталей.

Еслиfявляется классом метафункций, то определениедваждыпросто:

template <class F, class X>
struct twice
{
    typedef typename F::template apply<X>::type once;    // f(x)
    typedef typename F::template apply<once>::type type; // f(f(x))
};

Или, применяя метафункцию пересылки:

template <class F, class X>
struct twice
  : F::template apply<
       typename F::template apply<X>::type
    >
{};

Учитывая необходимость посыпать наш код ключевым словомшаблон, было бы неплохо уменьшить синтаксическое бремя вызова классов метафункций. Как обычно, решение состоит в том, чтобы факторизировать шаблон в метафункцию:

template <class UnaryMetaFunctionClass, class Arg>
struct apply1
  : UnaryMetaFunctionClass::template apply<Arg>
{};

дваждытолько:

template <class F, class X>
struct twice
  : apply1<F, typename apply1<F,X>::type>
{};

Чтобы увидетьдваждына работе, мы можем применить его к немногому классу метафункций, построенному вокругadd_pointerметафункции:

struct add_pointer_f
{
    template <class T>
    struct apply : boost::add_pointer<T> {};
};

Теперь мы можем использоватьдваждысadd_pointer_fдля построения указателей на указатели:

BOOST_STATIC_ASSERT((
    boost::is_same<
         twice<add_pointer_f, int>::type
       , int**
    >::value
));