有没有办法部分匹配可变参数模板参数包？

Question

我目前有一个系统将signal “连接”到功能。 此signal是一个可变参数模板，它具有作为模板参数的可connect函数的参数。

在当前的实现中，我显然无法连接到参数不完全相同的函数（或者可以转换为的函数）作为signal的参数。 现在，当我试图模仿Qt的signal / slot / connect ，我还想将N参数的signal连接到M<N参数的slot ，这是完全明确定义的（即忽略>M参数）信号，只是将第一个M传递给连接函数）。 有关我最简单形式的代码示例，请参阅Coliru 。

所以问题是双重的：

1. 如何使connect调用适用于函数void g(int); ？
2. 如何使emit调用适用于函数void g(int); ？

我猜我必须为slot及其调用函数制作一些“魔术”参数包减速器，但是我看不出它们应该如何组合在一起所以实际上很难开始尝试编写解决方案。 如果至少Clang / GCC和Visual Studio 2015可以编译它，我可以使用仅限C ++ 17的解决方案。

上面链接的代码是为了完整性：

#include <memory>
#include <vector>

template<typename... ArgTypes>
struct slot
{
    virtual ~slot() = default;

    virtual void call(ArgTypes...) const = 0;
};

template<typename Callable, typename... ArgTypes>
struct callable_slot : slot<ArgTypes...>
{
    callable_slot(Callable callable) : callable(callable) {}

    void call(ArgTypes... args) const override { callable(args...); }

    Callable callable;
};

template<typename... ArgTypes>
struct signal
{
    template<typename Callable>
    void connect(Callable callable)
    {
        slots.emplace_back(std::make_unique<callable_slot<Callable, ArgTypes...>>(callable));
    }

    void emit(ArgTypes... args)
    {
        for(const auto& slot : slots)
        {
            slot->call(args...);
        }
    }

    std::vector<std::unique_ptr<slot<ArgTypes...>>> slots;
};

void f(int, char) {}

int main()
{
    signal<int, char> s;
    s.connect(&f);

    s.emit(42, 'c');
}

Answer 1

template<class...> struct voider { using type = void; };
template<class... Ts> using voidify = typename voider<Ts...>::type;

template<class C, class...Args>
using const_lvalue_call_t = decltype(std::declval<const C&>()(std::declval<Args>()...));

template<class T, std::size_t...Is>
auto pick_from_tuple_impl(T &&, std::index_sequence<Is...>) 
    -> std::tuple<std::tuple_element_t<Is, T>...>;

template<class Tuple, class = std::enable_if_t<(std::tuple_size<Tuple>::value > 0)>>
using drop_last = decltype(pick_from_tuple_impl(std::declval<Tuple>(), 
                        std::make_index_sequence<std::tuple_size<Tuple>::value - 1>()));

template<class C, class ArgsTuple, class = void>
struct try_call
    : try_call<C, drop_last<ArgsTuple>> {};

template<class C, class...Args>
struct try_call<C, std::tuple<Args...>, voidify<const_lvalue_call_t<C, Args...>>> {
    template<class... Ts>
    static void call(const C& c, Args&&... args, Ts&&... /* ignored */) {
        c(std::forward<Args>(args)...); 
    }
};

然后在callable_slot ：

void call(ArgTypes... args) const override {
     using caller = try_call<Callable, std::tuple<ArgTypes...>>;
     caller::call(callable, std::forward<ArgTypes>(args)...); 
}

---

对于成员指针支持（这需要SFINAE友好的std::result_of ），将const_lvalue_call_t更改为

template<class C, class...Args>
using const_lvalue_call_t = std::result_of_t<const C&(Args&&...)>;

然后在try_call::call更改实际调用

std::ref(c)(std::forward<Args>(args)...); 

这是穷人的std::invoke for lvalue callables。 如果你有C ++ 17，只需直接使用std::invoke （并使用std::void_t而不是voidify ，尽管我喜欢后者的声音）。

Answer 2

不知道你究竟想要什么但是......用std::tuple和std::make_index_sequence ......

首先，你需要一个类型特征，它给你一个函数（或std::function ）的参数个数

template <typename>
struct numArgs;

template <typename R, typename ... Args>
struct numArgs<R(*)(Args...)> 
      : std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args)>
 { };

template <typename R, typename ... Args>
struct numArgs<std::function<R(Args...)>>
      : std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args)>
 { };

接下来，您必须在callable_slot添加constexpr值以记住Callable函数中的参数数量

static constexpr std::size_t numA { numArgs<Callable>::value };

然后你必须修改call()方法以在std::tuple<ArgTypes...>打包参数，并调用另一个方法将元组和索引序列从0传递给numA

void call(ArgTypes... args) const override
 { callI(std::make_tuple(args...), std::make_index_sequence<numA>{}); }

最后你必须在CallI()中callable()函数，它只包含参数元组的第一个numA元素

template <std::size_t ... Is>
void callI (std::tuple<ArgTypes...> const & t,
            std::index_sequence<Is...> const &) const
 { callable(std::get<Is>(t)...); }

以下是一个完整的工作示例

#include <memory>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <functional>

template <typename>
struct numArgs;

template <typename R, typename ... Args>
struct numArgs<R(*)(Args...)> 
   : std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args)>
 { };

template <typename R, typename ... Args>
struct numArgs<std::function<R(Args...)>>
   : std::integral_constant<std::size_t, sizeof...(Args)>
 { };

template <typename ... ArgTypes>
struct slot
 {
   virtual ~slot() = default;

   virtual void call(ArgTypes...) const = 0;
 };

template <typename Callable, typename ... ArgTypes>
struct callable_slot : slot<ArgTypes...>
 {
   static constexpr std::size_t numA { numArgs<Callable>::value };

   callable_slot(Callable callable) : callable(callable)
    { }

   template <std::size_t ... Is>
   void callI (std::tuple<ArgTypes...> const & t,
               std::index_sequence<Is...> const &) const
    { callable(std::get<Is>(t)...); }

   void call(ArgTypes... args) const override
    { callI(std::make_tuple(args...), std::make_index_sequence<numA>{}); }

   Callable callable;
 };

template <typename ... ArgTypes>
struct signal
 {
   template <typename Callable>
   void connect(Callable callable)
    {
      slots.emplace_back(
         std::make_unique<callable_slot<Callable, ArgTypes...>>(callable));
    }

   void emit(ArgTypes... args)
    { for(const auto& slot : slots) slot->call(args...); }

   std::vector<std::unique_ptr<slot<ArgTypes...>>> slots;
 };

void f (int i, char c)
 { std::cout << "--- f(" << i << ", " << c << ")" << std::endl; }

void g (int i)
 { std::cout << "--- g(" << i << ")" << std::endl; }

struct foo
 {
   static void j (int i, char c)
    { std::cout << "--- j(" << i << ", " << c << ")" << std::endl; }

   void k (int i)
    { std::cout << "--- k(" << i << ")" << std::endl; }
 };

int main ()
 {
   std::function<void(int, char)> h { [](int i, char c)
       { std::cout << "--- h(" << i << ", " << c << ")" << std::endl; }
    };

   std::function<void(int)> i { [](int i)
       { std::cout << "--- i(" << i << ")" << std::endl; }
    };

   using std::placeholders::_1;

   foo foo_obj{};

   std::function<void(int)> k { std::bind(&foo::k, foo_obj, _1) };

   signal<int, char> s;

   s.connect(f);
   s.connect(g);
   s.connect(h);
   s.connect(i);
   s.connect(foo::j);
   s.connect(k);

   s.emit(42, 'c');
 }

这个例子需要C ++ 14，因为使用std::make_index_sequence和std::index_sequence 。

替换它们并准备符合C ++ 11的解决方案并不是很困难。