将重载的成员函数传递给函数模板

Question

我想有一个函数，它使用提供的variadic输入参数调用给定的成员函数。 我写了这样的东西：

#include <type_traits>
#include <utility>    

struct A {
    constexpr int show(int a, int b) const noexcept {return a + b;}
};

template <typename T, typename MemFn, typename ... Args>
int show(T && obj, MemFn Fn, Args&&... args)
{
    return (obj.*Fn)(std::forward<Args>(args)...);
}

int main()
{
    constexpr A a;
    return show(a, &A::show, 1, 2);
}

并且它工作得很好，只要我的结构中只有一个show方法的定义。 我一添加类似的东西

struct A {
    constexpr int show(int a, int b) const noexcept {return a + b;}
    constexpr int show(int a) const noexcept {return a * 3;}
};

编译器不能推断成员函数的类型，它确实有意义，但我想知道是否有解决这个问题的方法，比如在成员函数模板中嵌入输入参数类型或什么？

示例代码可以在这里找到。

Answer 1

这是一个令人讨厌的难题，它不断导致语言提案试图解决它（ P0119 ， P0834 ， P1170 ）。

在那之前，如何在类型上包装调用特定成员函数的问题是非常困难的，其中该成员函数被重载或者模板或者采用默认参数。

最简单的方法就是写一个lambda：

[](A& a, auto&&... args) -> decltype(a.show(FWD(args)...)) { return a.show(FWD(args)...); }

但这实际上并不那么容易，也不是特别方便 - 它实际上只处理show在非const A上可调用的情况。 如果我们有const和非const重载怎么办？ 或者&和&& ？

在我看来，实现这个的最完整的方法是使用Boost.HOF 这个宏 ：

#define CLASS_MEMBER(T, mem) boost::hof::fix(boost::hof::first_of(\
    boost::hof::match(                                            \
        [](auto, T& s, auto&&... args)                            \
            BOOST_HOF_RETURNS(s.mem(FWD(args)...)),               \
        [](auto, T&& s, auto&&... args)                           \
            BOOST_HOF_RETURNS(std::move(s).mem(FWD(args)...)),    \
        [](auto, T const&& s, auto&&... args)                     \
            BOOST_HOF_RETURNS(std::move(s).mem(FWD(args)...)),    \
        [](auto, T const& s, auto&&... args)                      \
            BOOST_HOF_RETURNS(s.mem(FWD(args)...))),              \
    [](auto self, auto&& this_, auto&&... args)                   \
        BOOST_HOF_RETURNS(self(*FWD(this_), FWD(args)...))        \
    ))

在你的情况下，你想要： CLASS_MEMBER(A, show) 。 这将为您提供一个可以正确调用的函数对象：

auto show_fn = CLASS_MEMBER(A, show);
show_fn(a, 1);       // ok, calls a.show(1)
show_fn(a, 1, 2);    // ok, calls a.show(1, 2)
show_fn(a, 1, 2, 3); // error, no matching call - but sfinae friendly

Answer 2

我想知道这个问题是否有解决方法，比如在成员函数模板中嵌入输入参数类型？

使用lambdas而不是对象和成员函数指针。 例如：

struct A {
    constexpr int show(int a, int b) const noexcept {return a + b;}
    constexpr int show(int a) const noexcept {return a * 3;}
};

template <typename F, typename ... Args>
int show(F&& f, Args&&... args) {
    return std::forward<F>(f)(std::forward<Args>(args)...);
}

int main() {
    constexpr A a;
    auto f = [&a](auto... args) { return a.show(std::forward<decltype(args)>(args)...); };
    show(f, 1);
    show(f, 1, 2);
}

Answer 3

您可以使用成员函数的更具体类型约束函数：

template <typename T, typename... Args>
int show(T && obj, int(std::remove_reference_t<T>::*Fn)(int, int) const, Args&&... args)
{
    return (obj.*Fn)(std::forward<Args>(args)...);
}

但是，根据您的用例，此定义可能过于受限，因为现在Fn参数必须与int(int, int) const签名完全匹配int(int, int) const包括可能的cv和ref-qualifiers。