与 function 指针、__cdecl 和模板混淆

Question

在 Visual Studio 2019 中，我编写了以下测试代码，但结果让我很困惑。

#include <iostream>
using namespace std;

template<class T, class Func>
int call(T x, Func f) { return f(x); }

int square(int x) { return x * x; }

int main() {

    int (*func0) (int) = square; // line 0, OK
    //int (func1)(int) = square; // line 1, wrong

    int (__cdecl *func1) (int)  = square; // line 2, OK
    //int (__cdecl func2)(int) = square; // line 3, wrong

    cout << ((int(__cdecl*)(int)) square)(5) << endl; // line 4, OK
    //cout << ((int(__cdecl)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

    cout << call<int, int (*)(int)>(5, square) << endl; // line 6, OK
    //cout << call<int, int ()(int)>(5, square) << endl; // line 7, wrong

    cout << call<int, int(__cdecl*)(int)>(5, square) << endl; // line 8, OK
    cout << call<int, int(__cdecl)(int)>(5, square) << endl; // line 9, OK

    return 0;
}

（我知道我可以在使用call时省略类型，但这是一个实验。）

我以为我能够理解从第 0 行到第 7 行的所有内容。我想到的是square是一个函数指针，因此它应该具有int (*) (int)或int(__cdecl*) (int)类型, 并且这两个要么相同，要么可以相互转换（我没有更改项目的调用约定，因此默认为__cdecl ）。

然而，令我惊讶的是第 8 行和第 9 行都能正确编译和运行。 为什么会这样？

通过将第 6、7 行与第 8、9 行进行比较，我认为问题来自添加__cdecl ，但在Microsoft Docs中没有提到这样的内容。

---

然后我打印出类型：

    // ...
    cout << typeid(square).name() << endl; // output: int __cdecl(int)
    cout << typeid(*square).name() << endl; // output: int __cdecl(int)
    cout << typeid(&square).name() << endl; // output: int(__cdecl*)(int)

    cout << (typeid(square) == typeid(int(*) (int))) << endl; // output: false
    cout << (typeid(square) == typeid(int(__cdecl) (int))) << endl; // output: true
    cout << (typeid(square) == typeid(int(__cdecl*) (int))) << endl; // output: false

    cout << (typeid(square) == typeid(*square)) << endl; // output: true
    // ...

似乎square确实具有int (__cdecl) (int)类型。 另外，我不明白为什么square和*square属于同一类型......

有人可以向我解释这些现象吗？

Answer 1

square和*square是相同的类型，因为函数会衰减，就像 arrays 一样，指向指针，除了（就像数组一样）在某些情况下。 特别是，衰减在typeid和&下被抑制，但不是在*下，因此typeid(square)为您提供square类型int (__cdecl)(int) ，而typeid(*square)表示typeid(*&square)表示typeid(square)给出同样的东西。 这导致了一个奇怪的事实，即您可以编写任意数量的* s，但它们都不会做任何事情： *************square与square相同。

现在，对于您问题的 rest，您将类型“函数采用int返回int ”写错了。 int ()(int)表示“没有 arguments 返回 function 的函数采用int返回int ”。 你想要int(int) 。 然后这个工作：

cout << call<int, int(int)>(5, square) << "\n"; // line 7, fixed (FYI: endl is not normally necessary)

因为现在call有 arguments list (int x, int f(int)) ，并且 function 类型的参数声明被自动调整为具有指向 function 类型的指针，在功能上与call<int, int (*)(int)> call<int, int(int)>类型相同， call<int, int (*)(int)> . （这不适用于变量声明或强制转换，因此第 1、3、5 行仍然不正确。）额外的括号导致类型被误解。 第 9 行有效，因为将__cdecl放在括号内使它们不会被误解（而不是 function 声明符，它们成为分组符号）。

cout << call<int, int (__cdecl)(int)>(5, square) << "\n"; // line 9, OK

再次调整call参数的类型。 int (__cdecl f)(int)变为int (__cdecl *f)(int) ，这使得第 9 行在功能上与第 8 行相同。

Answer 2

该行的错误：

int (func1)(int) = square; // line 1, wrong

是你错过了一个'*'，它需要是：

int (*func1)(int) = square; // line 1, wrong

与

//int (__cdecl func2)(int) = square; // line 3, wrong

cout << ((int(__cdecl)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong

需要是

cout << ((int(__cdecl*)(int)) square)(5) << endl; // line 5, wrong