我可以在 C++ 中创建通用函数指针吗？

Question

我有以下方法：

Matrix& relu(float threshold, Matrix& M)
Matrix& softmax(Matrix& M)

我想要一个可以接收这两种方法中的任何一种的函数指针，这在 C++ 中是否可行？如果没有，是否有任何优雅的解决方法？

谢谢

Answer 1

从技术上讲，您可以使用任何函数指针指向这两个函数。您只需要显式转换类型。当然，如果类型不匹配，你将无法通过指针调用。

另一种选择是将函数指针存储在类型擦除包装器中，例如 std::any 或 std::variant，这提供了可能有用的访问机制。

因此，您确实有指向不同函数的方法，但另一个问题是这样做是否有任何用处。

Answer 2

您可以使用通用函数包装器 std::function:

Matrix& relu(float threshold, Matrix& M);
Matrix& softmax(Matrix& M);

// Accepts a reference to Matrix, returns a reference to Matrix.
// It probably modifies the input matrix in-place.
using F = std::function<Matrix&(Matrix& M)>; 

int main() {
    F f1{softmax};

    float threshold = 0.1; // threshold gets copied into the lambda capture below.
    F f2{[threshold](Matrix& M) -> Matrix& { return relu(threshold, M); }};

    Matrix m;
    Matrix& m2 = f1(m);
    Matrix& m3 = f2(m);
}

您的激活函数 relu 和 softmax 可能应该接受对 const 向量的引用和 return 新向量的值。

Answer 3

有一个运行时间解决方案，它会有点慢，您必须在哪里检查它是哪种类型

#include <iostream>
#include <functional>
#include <variant>

struct Matrix {
    float test{0};
};

Matrix& relu(float threshold, Matrix& M) {
    M.test = threshold;
    return M;
}
Matrix& softmax(Matrix& M) {
    M.test = 42;
    return M;
}

using matrix_generic_function_pointer_t =
        std::variant<std::function<Matrix&(Matrix&)>, std::function<Matrix& (float, Matrix&)>>;

void use_function(matrix_generic_function_pointer_t function_pointer) {
    Matrix m{}; float something = 1337;

    if (function_pointer.index() == 0) {
        std::cout << "Softmax(): " << std::get<std::function<Matrix&(Matrix&)>>(function_pointer)(m).test;
    } else {
        std::cout << "Relu(): " << std::get<std::function<Matrix& (float, Matrix&)>>(function_pointer)(something,m).test;
    }

}

int main()
{
    matrix_generic_function_pointer_t func1{&relu};
    matrix_generic_function_pointer_t func2{&softmax};

    use_function(func1);

    use_function(func2);

    std::cout << "\n";

}

还有一个编译时版本，使用起来更快更安全，因为它不会在运行时失败，而是产生编译错误，但对你来说有点不灵活代码：

#include <iostream>
#include <functional>

struct Matrix {
    float test{0};
};

Matrix& relu(float threshold, Matrix& M) {
    M.test = threshold;
    return M;
}
Matrix& softmax(Matrix& M) {
    M.test = 42;
    return M;
}

template <typename F>
void use_function(F&& function) {
    Matrix m{};

    std::cout << function(m).test << "\n";
}

int main()
{
    use_function(std::bind(&relu, 1337, std::placeholders::_1));

    use_function(&softmax);

    std::cout << "\n";
}

我可以在 C++ 中创建通用函数指针吗？

Can I create generic function pointers in C++?

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