如何在 Boost.Hana 中使 std::vector 成为 Applicative 而不先使其成为 Monad？

如何解决如何在 Boost.Hana 中使 std::vector 成为 Applicative 而不先使其成为 Monad？

根据标题，我想了解如何使 std::vector 成为 applicative 而不是 Monad（嗯，还没有）。这只是为了探索和理解 Boost.Hana 和函数式编程。

Functor

在 hana/ext/std/vector.hpp 中，Functor 的 std::vector 实例已被注释掉，但是，如果我取消注释它或将其复制到我的代码。

applicative

然而，那里没有代码使它成为 applicative（反过来，也没有使它成为 Monad），所以我研究了 compiler explorer 以了解必须实施什么才能自己做。它需要_impl对ap和lift的实现。

• 关于 lift，以下实现是否足够好？

  template <>
  struct lift_impl<ext::std::vector_tag> {
      template <typename T>
      static std::vector<std::decay_t<T>> apply(T&& value) {
          return {std::forward<T>(value)};
      }
  };
  

  另一方面，由于 hana/concept/applicative.hpp 包含 Sequence 的默认实现，

      template <typename S>
      struct lift_impl<S,when<Sequence<S>::value>> {
          template <typename X>
          static constexpr decltype(auto) apply(X&& x)
          { return hana::make<S>(static_cast<X&&>(x)); }
      };
  

  我也可以让 std::vector 变成 Sequence，这样更简单：

  template <>
  struct Sequence<ext::std::vector_tag> {
      static constexpr bool value = true;
  };
  

• 同样，hana/lift.hpp 也有 Sequences 的实现，但它使用 hana::chain，因此它假定 Monad 实例在第一个地点。

  但是如果我想让 std::vector 成为 applicative 而不是 Monad 怎么办？我应该自己定制 ap。以下正确吗？

  template <>
  struct ap_impl<ext::std::vector_tag> {
      template<typename F,typename X,typename Y = std::decay_t<decltype((*std::declval<F>().begin())(*std::declval<X>().begin()))>>
      static constexpr std::vector<Y> apply(F&& f,X&& x) {
          std::vector<Y> result; result.reserve(f.size() * x.size());
          for (auto const& f_ : f) {
              for (auto const& x_ : x) {
                  result.emplace_back(f_(x_));
              }
          }
          return result;
      }
  };
  

结果

乍一看我认为它有效，因为在这个简单的情况下（hana/ap.hpp）它确实给出了正确的结果：

int main()
{
    auto vplus = std::vector{std::plus<int>{}};
    auto vec = hana::ap(
            std::vector{std::plus<int>{}},// wrapping 1 object in a vector
            std::vector<int>{10,20},std::vector<int>{1,2});
    BOOST_HANA_RUNTIME_ASSERT(vec == std::vector<int>{11,12,21,22});
}

失望

但是我发现我的解决方案存在一些弱点：

• 我使用 std::vector 而不是 lift 将 1 个函数包装成一个向量，我相信这看起来有点不习惯；
• 一想到需要使用 std::vector 而不是 lift 的情况，即当我想应用 1 个以上的函数时，我就反对这样一个事实，例如，我不能将 std::plus 和 std::minus 放在同一个向量中，因为它们是不同类型的函数对象。

对于 hana::tuple（或者 std::tuple，如果我为它定义了所需的实例），这是小菜一碟，因为它可以容纳异构类型：

     // TUPLE EXAMPLE
    auto tuple = hana::ap(
            hana::make_tuple(std::plus<int>{},std::minus<>{}),hana::make_tuple(10,20),hana::make_tuple(1,2));
    BOOST_HANA_RUNTIME_ASSERT(tuple == hana::make_tuple(11,22,9,8,19,18));

我的问题

有没有办法让 std::vector 变成 applicative，使 // TUPLE EXAMPLE 对 std::vector 起作用？

可能需要 std::function 和/或类型擦除才能完成任务？